Article publié initialement dans 3D ADEPT MAG en juin 2019, puis en ligne en août 2021. Les citations et exemples sont conservés dans leur contexte historique ; les précisions ci-dessous corrigent des généralisations sur la sécurité et la maturité de la technologie.
La blockchain était déjà étudiée pour la fabrication additive avant 2018, notamment dans le rapport Deloitte de 2016. Ce dossier de 2019 examine son intérêt potentiel pour la traçabilité et le partage de données entre acteurs de la production.
Une blockchain organise un registre partagé en blocs liés par cryptographie. Elle peut être ouverte ou à accès autorisé. La gouvernance et la visibilité des données dépendent de son architecture : toute blockchain n’est donc pas publique ni dépourvue d’autorité.
En FA, l’intérêt envisagé est de tracer les échanges, les droits et les versions de données. Le registre ne remplace ni le stockage des fichiers de conception, ni les contrôles qui permettent de qualifier une pièce.
Quel est ce fil numérique ?
Selon une analyse de Deloitte sur les « Opportunités d’impression 3D pour la blockchain », « pour que les processus de FA prennent de l’ampleur au niveau industriel, une série d’événements complexes, connectés et pilotés par les données doit probablement se produire. De cette façon, le déploiement réussi de la FA est moins un défi de production associé à la physique ou au matériel qu’à la gestion des données ou des dossiers. C’est ce qu’on appelle le fil numérique pour la fabrication additive (Digital thread for Additive Manufacturing – DTAM) ».
Le fil numérique relie les informations de conception, de fabrication, de validation et d’usage d’une pièce. Cette continuité des données peut être organisée sans blockchain.
Le passage à l’échelle demande des données exploitables, des systèmes interopérables et des responsabilités clairement définies.
Quand est-ce que la Blockchain entre en jeu ?
Une utilisation essentielle de la FA dans les bureaux de services d’impression 3D consiste à mettre en œuvre un modèle réparti entre un certain nombre de partenaires dans le monde entier. Cette chaîne d’approvisionnement de FA n’est possible que grâce à la transmission de données de fabrication et à l’interconnectivité.
Le fil numérique peut relier les résultats de l’optimisation topologique et des simulations multiphysiques aux étapes de fabrication. Ces outils ne sont pas des fonctions intrinsèques d’une blockchain.
« De la même manière que le DTAM prend en charge à la fois l’échelle de la chaîne d’approvisionnement et l’innovation produit, la blockchain pour la FA a le potentiel de servir d’épine dorsale et de couche de sécurité pour le DTAM, soutenant toutes les transactions qui surviennent au cours du cycle de vie numérique et physique de la FA », expliquent des analystes de Deloitte. Cela ressemble vraiment à une chaîne de confiance entre les parties prenantes.
La « chaîne de confiance » et ses avantages
Un groupe de scientifiques qui a publié l’étude, « Intellectual Property Protection and Licensing of 3D Print with Blockchain Technology », a expliqué qu’une licence peut être accordée à des utilisateurs spécifiques pour imprimer un certain nombre de composants. Parlant d’une « chaîne de confiance » entre plusieurs parties prenantes, dont les imprimantes de confiance, les détenteurs de droits d’auteur et les fournisseurs de services, ils ont expliqué que ce type de processus est construit depuis le développement de données 3D numériques jusqu’à l’étiquetage des composants imprimés en 3D avec des puces RFID.
L’étude d’Engelmann et de ses coauteurs, publiée en 2018, présente une architecture de gestion des licences. Le lien entre identité numérique, imprimante et objet physique doit lui-même être fiabilisé.
Le partage d’un registre peut faciliter les vérifications entre partenaires, selon les droits d’accès. Il ne rend pas automatiquement toutes les données fiables ou visibles par tous.
L’exemple de GE renvoie ici à la demande de brevet US20180173203A1, publiée le 21 juin 2018, qui décrit un historique distribué de fabrication. Une demande de brevet ne prouve pas un déploiement industriel généralisé. Les passages suivants exposent le problème et la solution envisagée par ses auteurs :
Lorsqu’un tiers reproduit une pièce de rechange pour un besoin industriel, il n’est pas possible pour l’utilisateur final de vérifier si la pièce de rechange « a été produite à l’aide d’un fichier de construction correct, avec la matière de fabrication appropriée et sur un dispositif de fabrication additive correctement configuré ».
Pour GE, « il serait donc souhaitable de fournir des systèmes et des méthodes pour la mise en œuvre d’un enregistrement de données historiques d’un procédé de fabrication additive avec des capacités de vérification et de validation qui peuvent être intégrées dans des dispositifs de fabrication additive. ».
Cependant, ce concept de confiance entre les parties est controversé. Pendant que les chercheurs parlent de la mise en place de la confiance entre les parties prenantes, le cabinet d’audit Deloitte, explique que la confiance doit encore être renforcée.
La technologie de Blockchain n’élimine pas le besoin de confiance entre les parties. « Elle remplace le mécanisme existant pour gagner la confiance (banque, séquestre, etc.) par la cryptographie, et maintenir cette confiance n’est pas gratuit. La méthode par laquelle la confiance est obtenue s’appelle le mécanisme de consensus, et le coût est la structure d’incitation – la manière par laquelle la confiance est maintenue. Il s’agit des deux piliers fondamentaux de la blockchain : la structure d’incitation permet de soutenir les efforts déployés pour que cette validation puisse avoir lieu et se poursuivre. Les caractéristiques exactes de ces deux éléments sont adaptables à différents écosystèmes, mais le succès du protocole dépend souvent de ces deux fondations. »
Sécurité : distinguer traçabilité, confidentialité et qualité
Le NIST (2018) souligne les limites de la blockchain. L’intégrité du registre n’assure ni la confidentialité des fichiers ni leur exactitude initiale. Le chiffrement n’élimine pas tout risque de piratage ; clés, comptes et équipements doivent aussi être protégés.
La résistance à la modification dépend du protocole et de sa gouvernance. Elle ne constitue pas une garantie absolue et ne valide pas les caractéristiques physiques d’une pièce.
Rapidité : examiner le flux complet
L’automatisation des autorisations ou des échanges peut réduire certaines tâches administratives. Elle ne rend pas la fabrication presque instantanée : préparation des fichiers, compatibilité des machines, validation et production physique restent nécessaires. Le mécanisme de consensus peut aussi introduire un délai.
Un réseau d’imprimantes peut fonctionner sans blockchain. Le choix d’un registre distribué doit répondre à un besoin précis entre partenaires et être comparé à une base de données partagée plus classique.
Des pistes étudiées à la fin des années 2010
Les exemples de ce dossier réunissent une analyse prospective, une architecture de recherche et une demande de brevet. Ils illustrent des pistes d’intégration, sans mesurer à eux seuls l’adoption dans toute l’industrie de la FA.
Le chiffre de « cinq entreprises sur vingt » figurant dans la version initiale n’était associé à aucune enquête ou méthode identifiable. Il est donc retiré de cette analyse : il ne permettait pas d’établir un taux d’adoption.
La question utile est de déterminer quel problème de coordination la blockchain résoudrait, qui gérerait le réseau et comment les données seraient vérifiées. La décision dépend des coûts, de la confidentialité, de l’interopérabilité et des exigences des partenaires, plutôt que de la seule disponibilité de la technologie.
Cet article a initialement été publié dans le numéro de juin 2019 de 3D ADEPT Mag.
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