Vous est-il déjà arrivé de découvrir une entreprise qui crée de la valeur dans tant de domaines qu’il devient difficile de lui coller une étiquette ? C’est ce que j’ai ressenti en découvrant le travail de Nagami en 2018 à travers ces chaises imprimées en 3D, puis, quelques années plus tard, le magasin Ecoalf imprimé en 3D.
À l’époque, pour notre communauté, Nagami était un studio de design et un cabinet d’architecture. Mais lorsque j’ai compris que l’entreprise développait aussi les technologies de fabrication qu’elle utilise dans ses projets, elle est devenue à mes yeux une entreprise de technologie et de fabrication.
Aujourd’hui, Manuel Jiménez García, l’un des fondateurs de l’entreprise, décrit Nagami comme une marque digitale qui place l’impression 3D et la durabilité au cœur de son activité :
« Nous venons de l’architecture : le design et la réflexion spatiale font donc partie de notre ADN. Mais au cours des dix dernières années, nous avons dû développer presque toutes les briques nécessaires pour transformer des conceptions numériques en produits physiques : logiciels, procédés robotiques, technologie d’extrusion, connaissance des matériaux, ingénierie et, en fin de compte, l’infrastructure de fabrication elle-même.
Je ne pense donc pas que le véritable atout soit le logiciel ou le parc de robots pris isolément. Le véritable atout, c’est l’intégration de tous ces éléments dans un seul et même système de fabrication capable de donner vie à des designs inédits.
Aujourd’hui, lorsque nous commençons à concevoir un design en numérique – que ce soit au sein de notre studio de design ou en collaboration avec d’autres –, nous savons comment l’optimiser pour la fabrication, comment générer les trajectoires robotiques, comment le matériau va se comporter et comment le fabriquer de manière fiable à grande échelle. Ce savoir-faire accumulé a probablement plus de valeur que n’importe quel robot pris individuellement. »
Jiménez García a fondé l’entreprise en 2016 en Espagne avec deux autres architectes, Miguel Ángel Jiménez García et Ignacio Viguera Ochoa. Née autour de l’impression 3D, l’entreprise a toujours eu pour ambition de transformer la façon dont les produits, les intérieurs et l’architecture sont fabriqués, en utilisant la conception numérique et l’impression 3D robotique pour passer directement de la donnée à des objets finis grandeur nature, en supprimant l’outillage et en ouvrant la voie à une nouvelle liberté géométrique.
L’état actuel de la fabrication dans l’architecture imprimée en 3D à grande échelle, et comment Nagami se démarque
Les fondateurs de Nagami ont démarré avec des moyens limités : pour seul équipement, un robot industriel d’occasion et un prototype d’extrudeuse. Cet équipement modeste montre à quel point leur approche de la fabrication différait de celle des acteurs qui bâtissaient une entreprise de fabrication conventionnelle pour le secteur de l’architecture.
À l’époque, la fabrication additive à grande échelle dans l’architecture, telle que nous l’avons couverte au fil des années, avait révélé que trois grandes familles de technologies comptaient dans ce domaine :
- L’extrusion cimentaire à l’échelle de la construction. Dans cette configuration, la machine (portique ou bras) sert à déposer un matériau structurel sur le chantier ou à proximité, comme on l’a vu par exemple avec les maisons imprimées par ICON au Texas ou le studio de cinéma réalisé en Autriche avec Incremental3D
- Le dépôt d’argile et de céramique, comme le montrent plusieurs exemples partagés par WASP : le concept Dropcity ou les lampes suspendues développées avec Paolo Castelli
- Et l’extrusion de granulés polymères pour les composants architecturaux et d’intérieur, comme en témoignent la façade réalisée par Aectual pour la boutique BOSS d’Istanbul et, plus récemment, les plafonds et devantures conçus pour lululemon, le mobilier de Model No. ou encore les vingt bancs installés au Crystal Court de Minneapolis.
La technologie de Nagami, des bras robotisés associés à l’extrusion de granulés, appartient à cette troisième famille. Selon Jiménez García, recourir au robot, c’était trouver un moyen de s’affranchir de la structure cartésienne :
« Un bras robotisé industriel vous offre six axes de mouvement, et donc la possibilité de penser au-delà de l’impression conventionnelle par couches horizontales successives.
En pratique, une grande partie de ce que nous fabriquons aujourd’hui repose encore sur le dépôt par couches, parce qu’il est efficace et fiable, mais la plateforme robotique nous ouvre un champ de possibilités bien plus large : différentes orientations, dépôt non planaire, outils multiples et procédés de fabrication hybrides.
L’extrusion de granulés a été tout aussi importante. Le filament est excellent à petite échelle, mais dès que l’on pense mobilier, aménagement intérieur ou composants architecturaux, les granulés deviennent beaucoup plus logiques, tant sur le plan économique que sur celui des matériaux. On peut atteindre des débits de dépôt bien plus élevés et travailler beaucoup plus près de la matière première elle-même.
Cela devient particulièrement important lorsque l’on travaille avec des matériaux recyclés. »
Cap sur les matériaux recyclés
Vous vous souvenez quand nous disions que le recyclage est devenu un axe central pour faire progresser la durabilité dans la fabrication additive (FA) ? Eh bien, les secteurs de l’architecture et de la construction regorgent de projets qui montrent comment des matières premières recyclées et issues de déchets ont été exploitées au fil des années.
De fait, le magasin Ecoalf imprimé en 3D fait partie des projets qui ont renforcé notre intérêt pour Nagami, car il révélait le passage du PLA, largement utilisé, au PETG recyclé. Par ailleurs, parmi les nombreux projets couverts par 3D ADEPT Media au fil du temps, le défi auquel je vois le plus souvent les entreprises confrontées est la constance de ces matériaux dans leurs projets. Les filaments biodégradables et recyclés présentent souvent des compositions variables et des propriétés physiques irrégulières, qui évoluent selon leur provenance, voire selon la saison.
« Au début, le PLA était un matériau accessible qui nous a permis de comprendre le procédé et de démontrer ce que l’impression robotique à grande échelle pouvait accomplir. Mais nous avons très vite compris que si nous voulions que cette technologie devienne un véritable procédé de fabrication industriel, la circularité des matériaux devait faire partie de l’équation. Car si le matériau lui-même est vierge et que le produit n’a aucune stratégie pour sa seconde vie, on ne résout qu’une partie du problème.
C’est pourquoi nous nous sommes progressivement tournés vers les thermoplastiques recyclés, en particulier le PETG recyclé. Il nous offre les performances mécaniques, la qualité visuelle et la recyclabilité dont nous avons besoin pour bon nombre de nos applications.
Le magasin Ecoalf de Madrid a été une démonstration importante de cette philosophie à l’échelle architecturale. Grâce à l’impression 3D robotique, nous avons fait du plastique recyclé la quasi-totalité du paysage intérieur du magasin », explique le fondateur de Nagami.
Cela dit, avec l’impression 3D robotique au cœur de sa stratégie de production, Nagami a toutes les cartes en main pour faire de la transition vers les matériaux recyclés un pilier de son évolution technologique et de ses convictions.
La raison : le plastique recyclé fonctionne grâce à l’impression 3D. « Les procédés de fabrication traditionnels exigent souvent des propriétés matériaux extrêmement standardisées, car le matériau doit se comporter dans des tolérances très étroites à l’intérieur de moules, de filières ou d’autres outillages fixes.
Bien sûr, les plastiques recyclés introduisent de la variabilité, et il faut toujours maîtriser la contamination, l’humidité, la viscosité et les propriétés mécaniques. Mais comme le procédé de fabrication est piloté numériquement, de nombreux paramètres peuvent être ajustés.
Plus important encore, aucun moule ne définit la géométrie finale. Cela nous offre une bien plus grande flexibilité, tant sur le plan géométrique que sur celui des matériaux.
Pour moi, c’est l’un des aspects les plus intéressants de la technologie : les imperfections et la variabilité du matériau recyclé ne doivent pas nécessairement être cachées. Elles peuvent faire partie de l’identité du produit », a confié Jiménez García à 3D ADEPT Media.
Au-delà des structures imprimées en 3D à grande échelle : repenser ce que peut être une usine
Demandez à Jiménez García de quelle décision initiale tout a dépendu, et la réponse est claire : celle de développer eux-mêmes la technologie dont ils avaient besoin. Cette seule décision a permis à Nagami d’élargir son expertise et de devenir l’entreprise de technologie et de fabrication que je décrivais plus haut.
Mais concevoir un excellent produit ne suffit pas à garantir le succès. L’industrie de la FA compte de nombreux exemples de technologies remarquables qui ont disparu en cours de route. C’est pourquoi une décision tout aussi importante pour cette marque de design espagnole a été la manière de se présenter au monde.
Selon Jiménez García, cela s’est fait grâce à des collaborations avec des noms tels que Zaha Hadid Architects, Ross Lovegrove et Daniel Widrig. « Leurs ambitions en matière de design nous ont obligés à faire progresser la technologie et à développer des procédés entièrement nouveaux pour réaliser des objets qui n’auraient pu être fabriqués d’aucune autre manière », ajoute-t-il.
Là où il admet s’être trompé, c’est sans doute sur une leçon qu’une grande partie de l’industrie de la FA a apprise au cours de la même décennie : en 2016, la révolution semblait résider dans la capacité à imprimer de grands objets. Dix ans plus tard, les experts du secteur ont compris que produire une pièce extraordinaire et la produire des centaines de fois sont deux disciplines différentes.
Cela a en quelque sorte aidé Nagami à faire de la fabrication distribuée son objectif à long terme : le même fichier numérique fabriqué à Ávila, Dubaï ou New York, au plus près de là où le produit est nécessaire, à partir de matériaux recyclés disponibles localement, sans moules, sans expédier de produits finis d’un continent à l’autre, sans stocks importants.
Pour y parvenir, il faut répondre aux préoccupations auxquelles les fournisseurs de technologies sont déjà confrontés : la certification d’une juridiction à l’autre, les contraintes de qualité et, dans ce cas précis, une matière première recyclée homogène sur chaque site.
Cette ambition à long terme éclaire également la position du studio en matière d’adoption technologique. Jiménez García n’exclut pas de proposer la technologie de l’entreprise sous licence, et il ne cherche pas à remplir Ávila de robots supplémentaires. Il souhaite plutôt approfondir les capacités déjà en place, en associant le dépôt robotisé au fraisage, à la finition, à l’assemblage et à d’autres matériaux. Et si le logiciel sera essentiel pour rendre cette intégration possible, l’objectif ultime est de réunir ces procédés de manière à repenser ce que peut être une usine.
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