Les dépôts de brevets dans le domaine de l'impression 3D ont augmenté huit fois plus vite que la moyenne de toutes les technologies au cours de la dernière décennie
Un rapport publié par l'Office européen des brevets (OEB) montre que l'innovation dans le domaine de la fabrication additive, également connue sous le nom d'impression 3D, a fait un bond au cours de la dernière décennie. L'étude intitulée « Fabrication additive : tendances en matière d’innovation » révèle qu'entre 2013 et 2020, le nombre de familles de brevets internationales dans les technologies d'impression 3D a augmenté à un taux annuel moyen de 26,3 %, soit près de huit fois plus vite que pour l'ensemble des domaines technologiques combinés au cours de la même période (3,3 %).
Le marché de l'impression 3D s'est également diversifié. Alors qu'auparavant les principaux acteurs étaient des sociétés d'ingénierie bien établies, on assiste aujourd'hui à l'émergence de nombreuses start-ups et entreprises spécialisées en fabrication additive. Au total, plus de 50 000 familles de brevets internationaux (FBI) portant sur des technologies d'impression 3D ont été déposées dans le monde depuis 2001. Une FBI représente une invention importante pour laquelle les demandes de brevet déposées couvrent au moins deux pays différents.
"Avec cette étude, nous adoptons une perspective mondiale sur la révolution de l'impression 3D en utilisant les données internationales sur les brevets pour rendre compte de la portée et des implications de cette tendance technologique", déclare António Campinos, président de l'OEB. L'Europe a obtenu quatre des dix premières places pour les institutions de recherche en matière d'innovation dans le domaine de la fabrication additive. C'est de bon augure pour l'avenir, car les progrès techniques dans ce domaine découlent souvent de la recherche de pointe menée dans ces institutions."
Les entreprises des États-Unis, d'Europe et du Japon à l'avant-garde
L'Europe et les États-Unis sont en tête de la course mondiale à l'innovation en matière d'impression 3D. Les États-Unis occupent la première place, avec 39,8 % de toutes les FBI liées à la fabrication additive entre 2001 et 2020. L'Europe (39 États membres de l'OEB) les talonne avec une part de 32,9 %. Ensemble, ces deux régions captent environ les trois-quarts de l'innovation en impression 3D à l'échelle mondiale. Le Japon représente 13,9 % de l'ensemble des FBI liées à l'impression 3D, la Chine et la Corée du Sud 3,7 % et 3,1 % respectivement. En Europe, l'Allemagne est nettement en tête, avec 41 % de la part de l'Europe, tandis que la France émerge comme un acteur notable en se plaçant au deuxième rang avec une part de 12 %.
Les entreprises américaines, européennes et japonaises figurent toutes parmi les 20 premiers déposants de brevets dans le domaine de la fabrication additive, les trois premiers étant General Electric, Raytheon Technologies et HP. Siemens, en quatrième place, est l'acteur européen le plus important, avec près de 1 000 FBI. Bien que la liste des principales entreprises soit dominée par de grandes sociétés d'ingénierie dans divers secteurs, l'écosystème d'innovation de la fabrication additive se compose de plusieurs sociétés spécialisées dans l'impression 3D et d'une scène dynamique de start-ups, comme le montre la variété de petites entités figurant dans les statistiques de l'OEB.
Le rôle de la recherche
Les universités et les organismes publics de recherche (OPR) contribuent également de manière significative à l'innovation dans le domaine de l'impression 3D. Environ 12 % des FBI en impression 3D ont été déposées par des universités ou des OPR, soit près du double de leur part habituelle (7 %). Une FBI sur trois concernant le développement de biomatériaux et une sur deux concernant l'impression 3D d'organes et de tissus artificiels proviennent d'une université ou d'un OPR.
Parmi les dix universités, OPR ou hôpitaux en tête, cinq se trouvent aux États-Unis. Mais le leader incontesté est la société allemande Fraunhofer Gesellschaft, avec 221 FBI. L'institut taïwanais ITRI est la seule organisation asiatique à figurer dans les dix premiers, ainsi que deux instituts de recherche français (CNRS et CEA) et l'organisation néerlandaise TNO.
Des bouleversements dans des secteurs industriels de plus en plus variés
La fabrication additive élimine les restrictions techniques traditionnelles des processus de production industrielle, réduit les déchets et ouvre la voie à la personnalisation de masse. Il ne s'agit plus d'une technologie de niche, mais d'une technologie qui transforme la fabrication dans un nombre croissant de secteurs industriels. Depuis 2010, les secteurs de la santé, de la médecine et des transports ont attiré la plupart des applications d'impression 3D. Cependant, comme la technologie d'impression 3D se développe pour une variété croissante de matériaux, tels que les plastiques, les métaux, les céramiques et même les cellules organiques, une croissance rapide des applications de fabrication additive a également été observée dans les secteurs de l'outillage, de l'énergie, de la mode, de l'électronique, de la construction et même de l'alimentation.
Environ un cinquième de toutes les FBI publiées entre 2001 et 2020 concernent le secteur de la santé et de la médecine (10 000 FBI au total). La fabrication additive est particulièrement adaptée aux implants et aux modèles anatomiques spécifiques aux patients. La présence plus importante que la moyenne d'universités, d'OPR et d'hôpitaux parmi les déposants de brevets s'explique en grande partie par les progrès des applications médicales de l'impression 3D. Dans le secteur des transports, le deuxième en importance, la fabrication additive peut être utilisée pour améliorer le développement de produits et la production en série, avec plus de 7 000 FBI enregistrées au cours de la dernière décennie.
La recherche de l'OEB, basée sur les données des brevets, offre un aperçu des utilisations futures potentielles de l'impression 3D. Comme les brevets sont déposés des mois, voire des années, avant que les produits n'apparaissent sur le marché, les informations sur les brevets peuvent indiquer la direction que prennent les technologies. Ce rapport montre à quel point l'impression 3D est essentielle pour favoriser l'innovation et le développement durable dans tous les secteurs à travers le monde. Il fait suite à la publication du premier rapport de l'OEB sur les brevets et l'impression 3D en juillet 2020, qui portait exclusivement sur les brevets européens.
Le marché de la fabrication additive a connu une forte croissance, les recettes du secteur ayant triplé, passant de 6 milliards de dollars en 2016 à 18 milliards de dollars (16,17 milliards d'euros) en 2022, selon les estimations de Wohlers Associates. Pendant la pandémie, l'impression 3D a joué un rôle essentiel dans le passage à la production locale, réduisant ainsi la dépendance à l'égard des chaînes d'approvisionnement internationales. Selon les projections, le marché pourrait dépasser les 50 milliards de dollars d'ici à 2028.
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