Complexité, interdépendances et interdisciplinarité dans la conception d’un dispositif 4D
Matériaux pour l’impression 4D - 4D Printing Materials

En 1984, la fabrication additive voit le jour en France et six semaines après aux USA. En 2012/2013, en ajoutant la création d’objets par fabrication additive contenant de la matière « active » qui évolue en forme ou en fonctionnalité quand elle est stimulée par une énergie convenable, on fait émerger le concept d’impression 4D, de manière timide à l’université de Bath au Royaume-Uni et puis au MIT aux USA. Les derniers promoteurs de cette technologie se sont exprimés sur une rupture de même amplitude que pour la 3D. Ce qu’ils n’ont pas perçu à l’époque, c’est que ce passage de 3 à 4D se traduisait par de nouveaux concepts d’hyperobjets et de complexité…

Ces « objets » sont des entités complexes aux dimensions temporelles et spatiales vastes qui ont un impact sur notre façon de penser. Pour les « attraper », il faut focaliser notre attention sur des fragments. Notre représentation du monde est limitée et, par suite, nous disposons d’une faible capacité à comprendre et/ou à maîtriser des phénomènes observés (ou simplement entrevus) du domaine, à travers de petites tranches de connaissances scientifiques.

Dans cet espace immense à explorer, il est possible de s’appuyer sur les savoirs acquis depuis 1984 sur la fabrication additive, mais il est naturellement avantageux de savoir de quoi sont constitués les éléments principaux qui constituent la fabrication 4D : matériaux, stimulations énergétiques, interactions, état de l’environnement culturel, technologies alternatives, épistémologie, etc. Dans le même temps, il faudrait se poser la question d’un non-transfert depuis le contexte scientifique actuel (ne disposant pas d’une « feuille de route » approfondie) d’une part, et d’une absence de transfert vers la société. Peut-être alors doit-on canaliser l’enthousiasme académique (+ 44 % de croissance du nombre de publications annuelles) via de nouveaux matériaux actifs utilisables et l’usage de concepts nouveaux qui acceptent des solutions 4D fiables, mais reposant sur des sciences d’ingénierie moins rigides permettant de passer du complexe au déterminisme…

Dans le développement vers les milieux socioéconomiques de cette technologie, les matériaux actifs disposent d’un rôle éminent qui constituera une part importante de cet article. Mais, pour autant, ces matériaux, purs et actifs ou associant actifs et passifs, ne sont qu’une partie, certes essentielle d’un ensemble un peu plus vaste, tel que celui observé dans tout objet un peu compliqué, où chaque élément doit s’intégrer pour permettre au système technique d’être fonctionnel. Pourrait-on accepter de réaliser un objet 4D de taille donnée avec un dispositif de stimulation de taille mille fois plus élevée ? On retrouve ainsi la notion d’hyperobjet. Chacun des contributeurs au sujet des interactions maîtrisées entre matériaux et stimulations énergétiques du domaine 4D est lui-même un hyperobjet, avec sa propre cohérence, avec un petit « bout » de sa scientificité et de ses savoirs techniques et méthodologiques validés. Pour avancer, il convient donc de maîtriser, autant que faire se peut, les langages et les concepts qu’ils décrivent…

Comme cette introduction le présente, il existe autour de cette présentation, centrée « matériaux actifs », de nombreuses ramifications, plus ou moins fortement associées, qui pourraient, par exemple, expliquer le faible retentissement économique de cette impression 4D, mais en même temps servir pour se doter d’une « feuille de route » visant le développement industriel de la technologie. Il convient, en effet, d’envisager pour demain l’activité 4D des entreprises comme un prolongement non problématique du travail scientifique.