On transmet à sa descendance ses gènes, son ADN. Mais certaines espèces peuvent également transmettre un autre type d’information, dite épigénétique, qui indique quels gènes peuvent ou non s’exprimer. Une nouvelle étude parue dans Science explore les mécanismes qui permettent cette transmission chez les plantes.

Comment fonctionne l’hérédité ? Ou, en d’autres termes, par quels mécanismes moléculaires un organisme peut-il transmettre certaines caractéristiques à sa descendance via la reproduction sexuée ?

Depuis les années 1940, on sait que l’ADN porte l’information génétique transmise de génération en génération. Mais différentes observations chez les plantes indiquent que toutes les différences héritables observées entre individus, comme un retard de floraison ou un changement de la pigmentation du maïs, ne sont pas dues à des mutations de la séquence de l’ADN.

Dans notre étude publiée en novembre 2025 dans Science, nous montrons que l’épigénétique contribue, chez les plantes, aux différences héritables entre individus, notamment en réponse à des stress environnementaux comme la sécheresse.

Les modifications dites « épigénétiques » n’affectent pas la séquence de l’ADN proprement dite, mais plutôt sa capacité à favoriser ou non l’expression des gènes. Dans notre étude, nous élucidons certains des mécanismes par lesquels des modifications épigénétiques, en l’occurrence la méthylation de l’ADN (voir encadré), peuvent être transmises, chez les plantes, sur des dizaines de générations… ou au contraire être rapidement rétablies dans leur état initial.

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Le mystère de la plante qui fleurissait tard

Arabidopsis thaliana est une plante que les scientifiques utilisent beaucoup, à tel point que l’on parle de « plante modèle ». Lorsqu’en 2000 un important retard de floraison a été observé dans une souche de laboratoire d’A. thaliana les recherches se sont naturellement d’abord concentrées sur l’identification de la mutation de la séquence d’ADN potentiellement responsable de ce retard. Or, aucune mutation n’a été identifiée en lien avec ce retard de floraison !… En cause : une perte de méthylation de l’ADN au niveau d’un gène, désigné FWA.

Normalement, le gène FWA d’A. thaliana qui code un répresseur de la floraison est méthylé, ce qui le rend « silencieux », c’est-à-dire qu’il ne s’exprime pas. Dans la souche de laboratoire présentant un retard de floraison, la méthylation de ce gène a disparu – par accident ; le gène FWA est alors réactivé, ce qui conduit à retarder la floraison.

Or, cette perte de la méthylation de FWA est transmise de façon fidèle à la descendance sur au moins plusieurs dizaines de générations. Ceci explique l’hérédité du retard à la floraison… alors même que la séquence du gène FWA (et du reste du génome !) reste inchangée.

Pourquoi de telles observations chez les plantes et non chez les mammifères ?

Les mammifères, comme les plantes, utilisent la méthylation de l’ADN pour réguler l’expression des gènes (voir encadré plus haut). En revanche, il n’existe pas de caractères épigénétiques héritables chez les animaux dans la nature (bien qu’il y ait des exemples au laboratoire sur des séquences transgéniques de mammifères).

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La raison n’est pas encore clairement établie, mais la communauté scientifique soupçonne qu’il existe des différences dans la manière dont ces deux groupes d’organismes reprogramment la méthylation de l’ADN à chaque génération.

En effet, nous savons aujourd’hui que les mammifères, mais non les plantes, effacent et rétablissent de manière quasi totale la méthylation de l’ADN le long de leur génome à chaque génération. Ainsi donc, des altérations accidentelles de l’état de méthylation des séquences du génome seraient plus facilement héritables chez les plantes.

Bien que frappants, les exemples décrits jusqu’à présent d’une telle hérédité « épigénétique » (comme dans le cas de FWA) n’avaient pas permis d’établir les mécanismes régissant ce mode additionnel de transmission des caractères.

C’est à cette question que nous nous sommes attelés : en comparant systématiquement des lignées expérimentales et naturelles d’A. thaliana, nous avons obtenu une première démonstration formelle de l’ampleur de l’héritabilité épigénétique dans la nature (chez les plantes) et des mécanismes qui la régissent.

L’hérédité épigénétique dans nos lignées de laboratoire

Pour cela, nous avons d’abord exploité des lignées expérimentales d’A. thaliana générées et caractérisées depuis vingt ans par notre équipe et qui ne diffèrent que dans leurs états de méthylation de l’ADN le long du génome.

Plus précisément, nous avons intentionnellement localisé les différences de méthylation d’ADN au niveau d’« éléments transposables » ou « transposons » (voir encadré ci-dessous). En effet, les éléments transposables sont chez les plantes les cibles principales de la méthylation de l’ADN, qui limite ainsi leur activité mais peut également affecter l’activité des gènes avoisinants.

Nous avons ainsi montré pour 7 000 éléments transposables présents le long du génome d’A. thaliana qu’une perte de méthylation de l’ADN peut être héritée sur au moins une dizaine de générations, parfois jusqu’à 20… et sans doute beaucoup plus, mais pas infiniment néanmoins.

En étudiant en détail cette transmission épigénétique dans plus d’une centaine de lignées expérimentales, nous avons établi que plus un élément transposable est présent en grand nombre de copies dans le génome, plus il est la cible d’un contrôle épigénétique intense et, dès lors, plus rapidement la méthylation de l’ADN est restaurée sur cet élément lors de la reproduction sexuée.

Dans la nature

Fort de ces résultats, nous avons entrepris ensuite de chercher dans 700 lignées d’A. thaliana isolées dans la nature des pertes héritables de la méthylation de l’ADN de la même amplitude et sur les mêmes 7 000 éléments transposables.

Résultat : environ un millier d’éléments transposables (soit plus de 15 % des 7 000 étudiés) présentent, dans au moins une lignée naturelle, une perte héritable de méthylation de l’ADN très similaire à celle induite expérimentalement dans les lignées de laboratoire.

Qui plus est, nous avons montré que cette perte de méthylation de l’ADN est le plus souvent héritée indépendamment des variations de la séquence d’ADN entre lignées naturelles, et qu’elle est donc bien d’ordre épigénétique.

Ainsi donc, le potentiel de transmission épigénétique révélé expérimentalement au laboratoire est bel et bien le reflet, au moins en partie, de ce qui se passe dans la nature.

Le lien avec les stress environnementaux

Une différence majeure distingue néanmoins les variations épigénétiques expérimentales de celles retrouvées dans la nature : si les premières affectent sans discrimination tout type d’éléments transposables, les secondes sont préférentiellement restreintes à ceux d’entre eux situés à proximité de gènes, notamment des gènes impliqués dans la réponse aux stress biotiques (réponse aux pathogènes) ou abiotiques (variation de température ou d’humidité par exemple).

Cet enrichissement est d’autant plus lourd d’implications, que nous avons pu clairement établir que, comme leur contrepartie expérimentale, les variations épigénétiques naturelles modulent l’expression des gènes voisins.

Par exemple, la perte de méthylation de l’ADN d’un élément transposable situé à proximité d’un gène de réponse au froid et à la sécheresse magnifie l’induction de ce dernier d’un facteur 5 ! De plus, les lignées expérimentales présentant cet élément transposable sous sa forme déméthylée répondent plus vite à la sécheresse que celles portant la version méthylée. Or, les lignées naturelles porteuses de la version déméthylée proviennent de régions du globe où les événements de gel et de sécheresse sont plus fréquents en été, ce qui suggère que la perte de méthylation de l’ADN donne prise à la sélection naturelle.

L’origine de ces pertes de méthylation de l’ADN dans la nature reste néanmoins à établir. Une hypothèse est que l’environnement joue un rôle d’inducteur, mais nos observations et un bilan complet de la littérature apportent peu de soutien à cette théorie. Nous pensons plutôt que ces variants héritables de méthylation de l’ADN apparaissent de manière aléatoire et récurrente, et sont ensuite sélectionnés par l’environnement en fonction de leurs impacts sur l’expression des gènes.

Ces travaux, s’ils ne remettent certainement pas en cause l’importance prépondérante des variations de séquence de l’ADN dans l’origine des différences héritables entre individus, démontrent néanmoins que les variations épigénétiques peuvent elles aussi y contribuer significativement, du moins chez les plantes.

Le projet Prise en compte des éléments transposables et de leur variation épigénétique dans les études de la relation génotype-phénotype — STEVE est soutenu par l’Agence nationale de la recherche (ANR) qui finance en France la recherche sur projets. L’ANR a pour mission de soutenir et de promouvoir le développement de recherches fondamentales et finalisées dans toutes les disciplines, et de renforcer le dialogue entre science et société. Pour en savoir plus, consultez le site de l’ANR.

Vincent Colot a reçu des financements de l'ANR et de l'Union européenne

Pierre Baduel a reçu des financements de l'ANR et de la FRM.

Les plantes sont loin d’être aussi muettes que ce que l’on imagine ! Beaucoup de végétaux sont en réalité capables d’interagir entre eux et avec le reste de leur environnement. Et ces échanges façonnent et transforment activement les paysages.

On pense souvent les plantes comme des êtres silencieux, immobiles, sans intention ni action. Pourtant, de nombreuses études révèlent aujourd’hui qu’elles communiquent activement entre elles, mais aussi avec les autres êtres vivants, animaux, champignons, microorganismes. En communiquant, elles ne font pas que transmettre des informations : elles modifient les dynamiques écologiques et sont ainsi actrices des transformations de leur environnement.

Cette communication n’a rien de magique : elle repose sur des signaux principalement chimiques. Dans les faits, on peut considérer que la communication se produit lorsqu’un émetteur envoie un signal perçu par un récepteur qui, en retour, modifie son comportement. Pour communiquer, les plantes doivent donc être sensibles à leur environnement. De fait elles sont capables de percevoir de très nombreux signaux environnementaux qu’elles utilisent en tant qu’information : la lumière, l’eau, la présence de nutriments, le toucher, les attaques d’insectes ou encore la proximité d’autres plantes.

Elles savent alors ajuster leur développement : orientation des feuilles vers le soleil, développement de leurs racines vers les zones riches en nutriments ou évitement des endroits pauvres ou toxiques. Lorsqu’elles subissent l’attaque d’un pathogène, elles déclenchent des réactions chimiques qui renforcent leurs défenses ou avertissent leurs voisines du danger. Cela implique donc que les plantes sont aussi capables d’émettre des signaux compréhensibles que d’autres organismes récepteurs vont pouvoir interpréter. Ces comportements montrent une véritable capacité d’action : les plantes ne subissent pas simplement leur environnement, elles interagissent avec lui, elles vont lancer des réponses adaptées, orientées vers un but important pour elles, croître.

Parler avec des molécules

La plupart des échanges entre plantes se font notamment grâce à des composés organiques volatils. Ces molécules sont produites par les plantes et se déplacent sous forme gazeuse dans l’air ou dans le sol et peuvent ainsi véhiculer un message. Attaquée par un pathogène, une plante peut libérer des composés volatils qui alertent ses voisines. L’exemple emblématique, bien que controversé, est l’étude menée par l’équipe de Wouter Van Hoven (Université de Pretoria, Afrique du Sud, ndlr) ayant montré que les acacias soumis au broutage des koudous, une espèce d’antilope, synthétisaient des tanins toxiques et que les acacias situés quelques mètres plus loin faisaient de même.

Les chercheurs ont suggéré que les acacias broutés libéraient de l’éthylène, un composé qui induisait la synthèse de tanins chez les acacias voisins, les protégeant ainsi des koudous. Ce type d’interaction a aussi été observé chez d’autres plantes. Chez l’orge, par exemple l’émission de composés volatils permet de réduire la sensibilité au puceron Rhopalosiphum padi. Les pieds d’orge percevant ces composés peuvent activer leurs défenses avant même d’être attaqués par les pucerons.

Certains de ces composés peuvent être synthétisés spécifiquement pour attirer les prédateurs de l’agresseur. Ainsi, lorsqu’elles sont attaquées par des chenilles, certaines plantes, comme le maïs, émettent des molécules pour appeler à l’aide les guêpes prédatrices des chenilles. D’autres signaux chimiques émis dans les exsudats racinaires permettent aux plantes d’identifier leurs voisines, de reconnaître leurs parentes et d’adapter leur comportement selon le degré de parenté. Ces types d’échanges montrent que la communication végétale n’est pas un simple réflexe : elle implique une évaluation du contexte et une action ajustée.

En fonction du contexte, les plantes s’expriment différemment

Mais toutes les plantes ne communiquent pas de la même façon. Certaines utilisent des signaux dits publics, que de nombreuses espèces peuvent percevoir, ce qu’on appelle parfois l’écoute clandestine. D’autres émettent des messages dits privés, très spécifiques, compris uniquement par leurs proches ou leurs partenaires symbiotiques, c’est-à-dire des espèces avec lesquelles elles échangent des informations ou des ressources. C’est le cas lors de la mise en place des symbioses mycorhiziennes entre une plante et des champignons, qui nécessitent un dialogue moléculaire entre la plante et son partenaire fongique.

Ce choix de communication dépend donc du contexte écologique. Dans des milieux où les plantes apparentées poussent ensemble, le partage d’informations profite à tout le groupe : c’est une stratégie collective. Mais dans des milieux compétitifs, il est plus avantageux de garder les messages secrets pour éviter que des concurrentes en tirent profit. Cette flexibilité montre que les végétaux adaptent la manière dont ils transmettent l’information selon leurs intérêts.

Peut-on dire que les végétaux se parlent ?

De fait, les signaux émis par les plantes ne profitent pas qu’à elles-mêmes. Ils peuvent influencer le développement de tout l’écosystème. En attirant des prédateurs d’herbivores, en favorisant la symbiose avec des champignons ou en modulant la croissance des voisines, les plantes participent à un vaste réseau d’interactions.

La question est alors de savoir si les plantes ont un langage. Si l’on entend par là une syntaxe et des symboles abstraits, la réponse est non. Mais si on considère le langage comme un ensemble de signaux produisant des effets concrets sur un récepteur, alors oui, les plantes communiquent. Des philosophes ont recherché si des analogies avec certains aspects du langage humain pouvaient être mises en évidence.

Certains d’entre eux considèrent que la communication chez les plantes peut être considérée comme performative dans la mesure où elle ne décrit pas le monde, mais le transforme. Quand une plante émet un signal pour repousser un herbivore ou avertir ses voisines, elle n’émet pas seulement de l’information, elle agit. Ce type de communication produit un effet mesurable, ce que les philosophes du langage, dans la lignée de l’Américain John Austin, appellent un effet perlocutoire.

Les plantes façonnent activement les écosystèmes

Cette vision élargie de la communication végétale devrait transformer notre conception des écosystèmes. Les plantes ne sont pas des éléments passifs du paysage, mais des actrices à part entière, capables de transformer leur environnement à travers leurs actions chimiques, physiques et biologiques.

Ces découvertes ouvrent des perspectives pour une agriculture durable : en comprenant et en utilisant la communication des plantes, il devient possible de renforcer leurs défenses sans pesticides, grâce à des associations de cultures ou à des espèces sentinelles qui préviennent les autres du danger. La question des paysages olfactifs est aussi un sujet émergent pour la gestion des territoires.

Pour cela il faut que s’installe un nouveau regard sur le comportement végétal. En effet, pendant des siècles, on a cru que les plantes étaient dénuées de comportement, de mouvement ou de décision. Darwin avait déjà observé, au XIX^e siècle, qu’elles orientaient leurs organes selon la lumière, la gravité ou le contact. Aujourd’hui, on sait qu’elles peuvent aussi mémoriser certaines expériences et réagir différemment à un même signal selon leur vécu. Certains chercheurs utilisent des modèles issus de la psychologie et de la théorie de l’information pour étudier la prise de décision chez les plantes : perception d’un signal, interprétation, choix de réponse, action.

Repenser la hiérarchie du vivant

Au-delà de la communication, certains chercheurs parlent désormais d’agentivité végétale, c’est-à-dire la capacité des plantes à agir de façon autonome et efficace dans un monde en perpétuel changement. Reconnaître cette agentivité change profondément notre rapport au vivant. Les plantes ne sont pas de simples organismes passifs : elles perçoivent, décident et agissent, individuellement et collectivement. Elles modifient les équilibres écologiques, influencent les autres êtres vivants et participent activement à la dynamique du monde.

L’idée d’agentivité végétale nous invite à abandonner la vision hiérarchique du vivant héritée d’Aristote, qui place l’être humain tout en haut d’une pyramide d’intelligence. Elle nous pousse à reconnaître la pluralité des formes d’action et de sensibilité dans la nature. Comprendre cela, c’est aussi repenser notre propre manière d’habiter la terre : non plus comme des maîtres du vivant, mais comme des partenaires d’un vaste réseau d’êtres vivants où tous sont capables de sentir, d’agir et de transformer leur environnement.

François Bouteau ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.

Qu’il s’agisse de pièces de fusée, d’automobile, de pont ou même d’aliments, la fabrication additive (FA) redéfinit complètement le champ des possibles dans de très nombreux domaines d’activités. Elle offre des perspectives prometteuses en matière de matériaux, mais elle pose également des défis techniques, économiques et environnementaux qui nécessitent une maturation et une adaptation des procédés en lien avec les matériaux utilisés.

Plus connu sous la dénomination « impression 3D », ce procédé met en œuvre des polymères (plastiques) ou des alliages métalliques pour fabriquer des objets du quotidien. Les imprimantes 3D polymères sont accessibles au grand public pour quelques centaines d’euros. Elles permettent notamment de fabriquer des pièces prototypes (d’où le nom prototypage rapide), des coques de téléphone, des pièces de rechange, des prothèses, des bijoux, des jouets, des objets de décorations ou des maquettes. En ce qui concerne les métaux, les machines d’impression sont beaucoup plus chères (quelques centaines de milliers d’euros). On trouve des applications telles que des implants médicaux, des pièces aérospatiales/automobiles, de l’outillage industriel, des bijoux de luxe. On peut également trouver ce principe de fabrication dans le domaine du BTP avec des « imprimantes » qui mettent en œuvre du béton pour fabriquer des maisons, des bâtiments ou tout type de structure en génie civil.

Mais, comme toute nouveauté, le procédé suscite autant d’espoir qu’il ne réserve de surprises (bonnes ou mauvaises) à celles et ceux qui souhaitent utiliser ce nouveau moyen de fabrication.

D’un point de vue technique, l’impression 3D consiste, couche après couche, à durcir (polymériser) une résine liquide ou à venir déposer de la matière (plastique ou métallique) de manière précise et contrôlée (en ajustant les paramètres tels que la température, la vitesse d’impression, le taux de remplissage, l’orientation de l’objet) pour répondre à certaines contraintes de géométrie, poids, optimisation des propriétés mécaniques ou physiques.

La microstructure d’une pièce imprimée en 3D (polymère ou métal) désigne l’organisation interne de sa matière à une échelle microscopique, influencée par le procédé d’impression. La complexité de la géométrie, les dimensions, le prix vont conditionner le choix de la technologie d’impression et des matériaux associés.

Une révolution dans de nombreux domaines industriels

Qu’elle soit alternative ou complémentaire des techniques conventionnelles par enlèvement de matière ou par déformation, la FA révolutionne de nombreux domaines industriels. De la réalisation de pièces monolithiques (en une seule étape de fabrication, sans assemblage) à forte valeur ajoutée à la fonctionnalisation (conférer à la pièce certaines propriétés locales en changeant les paramètres d’impression au besoin), en passant par le prototypage rapide (valider la conception d’une pièce prototype de manière itérative), les possibilités sont multiples. On peut citer notamment des prothèses de hanche en titane adaptées à l’anatomie de chaque patient, des injecteurs de fusée à géométrie complexe et fabriquées en une seule pièce, des moules optimisés avec canaux de refroidissement sur mesure, des bijoux en métaux précieux avec des designs impossibles à obtenir avec des moyens d’usinage conventionnels.

La chaîne de valeurs de la FA – qui définit l’ensemble des étapes de réalisation d’une pièce de l’approvisionnement en matière première, à la conception, aux conditions de mise en œuvre, à la fabrication, au coût énergétique, à la reprise d’usinage, aux opérations de parachèvement, à la qualification de la santé matière, à la caractérisation des propriétés physiques, au recyclage – est cependant plus complexe et potentiellement plus onéreuse. La technicité, oui, mais pas à n’importe quel prix ! Outre les moyens de fabrication spécifiques sur lesquels elle repose, elle nécessite des règles de conception fondamentalement différentes car elle impose de nouvelles contraintes techniques. De la Conception Assistée par Ordinateur, au choix matériau, au programme machine et à l’industrialisation, il faut ainsi redéfinir complètement la manière de penser du cahier des charges à la maintenance des produits issus de la FA.

Des enjeux majeurs pour les matériaux

Un des points fondamentaux du développement de ces nouveaux procédés réside dans la compréhension du lien entre les paramètres de fabrication des pièces (temps d’impression, puissance du laser, vitesse de déplacement de la tête d’impression, dimensions, environnement de travail – sous atmosphère contrôlée ou non), leur santé matière (présence de porosités ou de défauts parfois liés à un manque de fusion/gazéification locaux de la matière) et leurs propriétés physiques (conductivité thermique ou électrique, propriétés mécaniques, densité). Autrement dit, il est nécessaire de fiabiliser les procédés et optimiser les propriétés finales de la pièce en étant capable de contrôler des paramètres de fabrication, lesquels vont beaucoup dépendre des matériaux mis en œuvre. Ainsi, la FA présente des enjeux majeurs pour les matériaux, qu’ils soient techniques, économiques ou environnementaux.

Tout d’abord, les procédés de FA nécessitent de développer, en amont, des matériaux adaptés (filaments, poudres) aux spécificités des procédés (fusion laser, dépôt de matière fondue, alimentation en matière des têtes d’impression), lesquels vont imposer des contraintes en termes de prix, toxicité et recyclabilité. En effet, les poudres métalliques ou polymères spécifiques (de type thermoplastique) dédiées à la fabrication additive restent souvent plus coûteuses que les matériaux conventionnels, d’un facteur 10 environ.

Néanmoins, malgré le coût plus élevé des matériaux et des procédés, l’impression 3D réduit les déchets (pas de copeaux comme en usinage), permet de fabriquer des pièces dont la géométrie est optimisée (allègement des structures) et élimine le besoin de moules coûteux pour les petites séries, ce qui peut compenser l’écart de coût pour des pièces à forte valeur ajoutée. Ainsi, la réduction des coûts est un enjeu clé pour une adoption plus large. De plus, l’approvisionnement en matière première peut être limité, ce qui ralentit le développement des applications industrielles.

La FA permet également de faire de l’hybridation en associant différents types de matériaux lors de l’impression (en utilisant plusieurs têtes d’impression) afin d’obtenir des pièces composites dont les propriétés mécaniques, électriques ou thermiques sont spécifiques. Par exemple, dans l’industrie aérospatiale ou l’automobile, l’impression 3D de pièces comme des moules d’injection ou des échangeurs thermiques avec des canaux de refroidissement complexes intégrés – lesquels sont impossibles à réaliser par usinage classique – permettent d’optimiser la dissipation thermique, améliorant l’efficacité et la longévité de la pièce.

Les procédés de FA permettent également d’imprimer des structures arborescentes (bio-mimétisme) obtenues via des outils d’optimisation topologique qui est une méthode de conception avancée qui utilise des algorithmes pour déterminer la forme optimale d’une structure en fonction de contraintes spécifiques, telles que la résistance, le poids, ou la distribution des efforts. La spécificité de l’impression 3D réside aussi dans la possibilité de produire des structures complexes de type treillis ou architecturées pour fonctionnaliser le matériau (propriétés mécaniques sur mesure, réduction de la masse, diminution des coûts de fabrication, isolation thermique, acoustique, absorption des chocs ou des vibrations).

Fusion de matière

Quand les pièces sont imprimées, il existe – selon le procédé de fabrication – des opérations dites de parachèvement qui consistent à finaliser les pièces. Cela inclut l’usinage des supports de conformage (qui sont comme des échafaudages qui supportent la pièce lors de la fabrication couche par couche), la reprise d’usinage des surfaces (ou polissage) pour améliorer l’état de surface (quand cela est possible) en raison de la rugosité importante des pièces brutes. On peut également réaliser des traitements thermiques pour homogénéiser la microstructure (pièces métalliques) ou de compression à chaud pour limiter le taux de porosités (un des inconvénients majeurs de l’impression 3D). Ces opérations sont fondamentales, car la rugosité de surface et le taux de porosités sont les caractéristiques les plus critiques du point de vue du comportement mécanique. Par ailleurs, quand il s’agit de procédés à base de poudres, il est nécessaire de dépoudrer les pièces pour évacuer le surplus de matière, lequel peut nuire au fonctionnement en service de la pièce ainsi fabriquée.

Par nature, la majorité des procédés de FA impliquent la fusion de matière (plastique ou métallique), ce qui va se traduire par des échauffements localisés et des différences de température très importants au sein de la pièce. Ces gradients thermiques vont conditionner la microstructure, la présence de contraintes internes (en lien avec la microstructure), la santé (présence de défauts), l’anisotropie (les propriétés ne sont pas les mêmes dans toutes les directions) et l’hétérogénéité (les propriétés ne sont pas les mêmes en tout point) des pièces. La fiabilité des pièces imprimées va donc beaucoup dépendre de ces caractéristiques.

En amont, il est alors important d’étudier les interactions entre procédés-microstructure et propriétés mécaniques pour différents types de matériaux. C’est l’objet de nos travaux de recherche menés à l’INSA Rouen Normandie. Pour les polymères, l’impression 3D par dépôt de filament fondu (FFF) présente une porosité intrinsèque qui réduit la résistance à la rupture. En utilisant des procédés tels que le laser shock peening (LSP), un traitement mécanique in situ appliqué à certaines couches pendant l’impression, on peut alors faire de la fonctionnalisation en réduisant localement la porosité et en créant des barrières ralentissant la propagation des fissures, améliorant ainsi la ténacité des matériaux (la résistance à la fissuration du matériau). De manière similaire, pour les alliages métalliques obtenus par Fusion sur Lit de Poudre, en jouant sur les paramètres de fabrication (puissance et vitesse de déplacement du laser notamment), il est possible d’ajuster localement les propriétés du matériau pour moduler sa ténacité ou sa capacité à se déformer plastiquement.*

Aussi, il est nécessaire de caractériser précisément – en aval de la fabrication – les propriétés (thermiques, électriques, mécaniques) des pièces en accord avec les normes de certification propres aux différents domaines d’activité (médical, aéronautique, aérospatiale, automobile, agro-alimentaire).

Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.