Les fab labs en quelques pages

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Rapport de Stage de 1ère de Félix A. sur les Fab Lab

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Les fab labs en quelques pages

  1. 1. Six & Dix Page 1 sur 8                 Les Fab Labs         Rapport  de  stage  de  1ère  de  F.A.    
  2. 2. Six & Dix Page 2 sur 8   1) Un Fab Lab, qu’est ce c’est ? Définition   Les  Fab   Labs,   ou   Laboratoires   de   Fabrication,   sont   des   lieux   regroupant   des   outils   permettant   de   transformer   une   idée   en   objet.   Neil   Gershenfeld   est   l'auteur  de  ce  concept  et  de  la  charte  qui  donne  les  trois  principes  de  base  des   Fab  Labs  :  Learn,  Make,  Share.   Origine  et  histoire  du  concept     Au  milieu  des  années  90  au  MIT,  le  chercheur  Neil  Gershenfeld  créa  un  cours   pour  ses  étudiants  appelé  «  How  to  make  almost  anything  ».  Face  au  succès  de  ce   cours   le   programme   Fab   Lab   était   né.   Le   Fab   Lab   avait   pour   objectif   de   sensibiliser  les  étudiants  à  la  fabrication  numérique  (piloter  des  machines  outils   pour   reproduire   des   objets   réels   conçus   par   un   ordinateur).   L'autre   but   du   programme   Fab   Lab   était   de   permettre   à   qui   le   désirait   de   pouvoir   créer   lui   même  son  espace  Fab  Lab,  en  reproduisant  les  machines  constituant  un  Fab  Lab.   Apparaissent  également  les  Fab  Academys,  des  lieux  d'apprentissage  autour  de   la  discipline  et  enfin  la  Charte  des  Fab  Lab  (cf.  annexe).   2) Un Fab Lab, pourquoi faire ? Quels  sont  les  différents  usages  ?     Les  Fab  Labs  regroupent  trois  usages  principaux.  Le  premier  est  la  fabrication   d'objets   à   l'aide   de   machines   numériques   qui   permettent   d'imprimer,   de   découper,   etc.,   les   matériaux.   Le   deuxième   usage   est   l'apprentissage   de   l'utilisation   des   différentes   machines   mises   à   disposition.   Enfin   le   troisième   usage   des   Fab   Labs   est   le   partage,   aussi   bien   de   plans   d'objets   que   des   connaissances.     Quelles  sont  les  technologies  innovantes  mises  en  œuvre     Dans  un  Fab  Lab,  on  trouve  principalement  des  imprimantes  3D,  des  fraiseuses   numériques   et   des   découpeuses   laser,   mais   aussi   des   découpes   vinyles,   des   thermoformeuses  ou  des  cartes  électroniques  programmables.  A  cause  du  prix   de   certaines   machines,   les   Fab   Labs   ne   sont   pas   tous   équipés   de   la   même   manière.  On  trouve  donc  des  Fab  Labs  spécialisés  dans  l'impression  3D,  dans  la   découpe  laser,  etc.  
  3. 3. Six & Dix Page 3 sur 8   Quelles  compétences  techniques  sont  nécessaires  ?  Faut-­‐il  se  former  ?   Avant  d'utiliser  les  technologies  d'un  Fab  Lab,  il  faut  ...  apprendre  à  s'en  servir.   Pour  ça  le  plus  simple  est  d'aller  ...  dans  un  Fab  Lab,  on  peut  y  apprendre  la  base   de  la  programmation,  de  la  2D  et  la  3D…  pour  avoir  des  connaissances  primaires   qui   permettront   de   s'améliorer   plus   rapidement   aussi   bien   tout   seul   qu'en   groupe.   Il   y   a   plusieurs   manières   d'apprendre   dans   un   Fab   Lab,   on   peut   s'inscrire  à  des  cours  (souvent  payants)  ou  bien  discuter  avec  des  gens  sur  place   ou  proposer  des  sessions  d'apprentissage  avec  les  gens  intéressés.  Les  Fab  Labs   nécessitent  donc  des  compétences  techniques  particulières,  mais  permettent  à   qui  le  veut  de  se  former  pour  obtenir  ces  compétences.   3) Exemples de Fab Labs visités à Paris Carrefour  numérique²   Le  carrefour  numérique²  est  un  Fab  Lab  en  plein  cœur  de  la  Cité  des  sciences  et   de  l'industrie.  Il  offre  une  quantité  et  une  diversité  impressionnante  de  machines   faisant  de  lui  l'un  des  Fab  Lab  les  mieux  équipés  et  permettant  de  réaliser  de   plus  gros  projets.  On  y  découvre  les  idées  et  objectifs  de  base  d'un  Fab  Lab  avec   une  petite  explication  sur  le  fonctionnement  de  chaque  machine.   Maker/seine   Maker/seine   est   un   Fab   Lab   dans   Paris   spécialisé   dans   l'impression   3D.   Il   est   aussi  possible  de  prendre  rendez-­‐vous  pour  un  atelier  de  découverte  sur  les  Fab   Labs  et  les  imprimantes  3D.   4) Un Fab Lab, pour qui ? Qui  peut  utiliser  un  Fab  Lab  ?   Les   Fab   Labs   sont   disponibles   comme   une   ressource   communautaire,   qui   propose  un  accès  libre  aux  individus  autant  qu’un  accès  sur  inscription  dans  le   cadre  de  programmes  spécifiques.  Le  Fab  Lab  est  donc  un  espace  où  l’on  fait  en   sorte   que   tout   le   monde   arrive   sur   un   pied   d'égalité   au   niveau   de   l'accès   aux   machines  et  au  savoir.  On  peut  aussi  y  faire  ce  que  l'on  veut,  sans  que  personne   ne  vienne  critiquer  le  projet  (dans  les  limites  du  raisonnable).  Finalement  le  Fab   Lab   est   ouvert   à   tout   le   monde  :   pour   les   entreprises   qui   peuvent   créer   et   développer  des  «  signaux  faibles  »  (prototypes  expérimentaux),  les  designers  qui  
  4. 4. Six & Dix Page 4 sur 8   utilisent  la  découpe  laser  comme  un  style  visuel,  les  architectes  qui  produisent   des  maquettes  de  projets,  les  étudiants,  les  amateurs  passionnés,  etc.   Quels  sont  les  métiers  ou  les  activités  concernées  ?     Les  métiers  ou  activités  concernées  sont  en  général  la  mécanique,  l'électronique,   l'informatique,   le   design,   la   programmation,   la   modélisation   3D,   mais   aussi   la   communication  et  le  partage.   5) Synthèse A  quoi  servent  les  Fab  Lab  dans  l’économie  et  la  société  française  ?   Les   Fab   Labs   étant   assez   récents,   ils   ne   présentent   aujourd’hui   un   intérêt   économique  que  dans  une  faible  mesure.  Mais  ils  permettent  de  faire  émerger  de   nouveaux  projets  au  niveau  local  et  permettent  aussi  de  rassembler  des  acteurs   à  un  moment  donné  sur  un  projet  précis.  Ils  permettent  donc  de  dynamiser  le  ou   les  quartiers  alentours.   A  quels  autres  mouvements  de  la  société  sont  ils  reliés  ?   L’économie  collaborative      Les   Fab   Labs   sont   directement   reliés   aux   économies   collaboratives   comme   l’Open   source   et   l’Open   hardware   car   les   différents   projets   sont   souvent   partagés   librement   sur   internet   ce   qui   leur   permettent   d'être   modifiés   et   améliorés  par  la  communauté  ou  bien  d'être  réalisés  dans  un  autre  Fab  Lab  (on   peut  créer  un  projet  en  France,  l'améliorer  en  Chine  et  le  produire  en  Inde  par   exemple....  ou  l’inverse....).   Le  développement  durable   Pour  lutter  contre  l’obsolescence  programmée,  les  Fab  Labs  permettent  de  faire   tout  soi-­‐même  et  donc  de  fabriquer  la  ou  les  pièces  en  question  qu'il  faut  pour   réparer  un  objet.  On  évite  donc  de  racheter  l'objet  en  entier.   Une  fois  encore,  à  cause  de  la  jeunesse  des  Fab  Labs,  ils  ne  peuvent  que  proposer   des   solutions   légères   aux   problèmes   de   grande   envergure   que   l'on   connaît   actuellement,  mais  on  peut  imaginer  que  dans  plusieurs  années  si  les  Fab  Labs   continuent  à  se  développer,  ils  pourraient  posséder  une  ampleur  véritable  sur   notre  monde.  
  5. 5. Six & Dix Page 5 sur 8   Pourquoi  sont-­‐ils  importants  ?     Les  Fab  Labs  représentent  malgré  tout  une  source  de  points  forts  comme  :     -­‐ La   démocratisation   technologique   :   les   nouveaux   outils   numériques   deviennent  accessibles  à  tous,   -­‐ L’entraide  entre  les  personnes,   -­‐ La  lutte  contre  l’isolement  :  les  personnes  communiquent  entre  elles,   -­‐ La  création  de  liens  sociaux  :  grâce  à  la  communication  entre  les  membres,   -­‐ La   montée   en   compétences  :   en   apprenant   à   se   servir   de   différents   logiciels  ou  machines,   -­‐ Le  développement  du  sentiment  d’appartenance  :  il  y  a  un  réseau  qui  se   crée  au  sein  de  la  communauté.   Pour  conclure  les  Fab  Labs  sont  donc  des  lieux  de  fabrication  numérique     mais  où  la  dimension  coopérative,  humaine  et  sociale  en  constitue  l’intérêt   principal.    
  6. 6. Six & Dix Page 6 sur 8   6) Annexes L'impression  3D  :     1.  C  est  quoi  ?     Comme  son  nom  l'indique  l'impression  3  D  permet  d’imprimer  de  objets  en  3   dimensions  à  l'aide  d’imprimantes  3  D.  Dans  le  monde  la  3D  il  existe  3  axes  :  x,  y,   z.   Les   axes   X,   Y   représentent   le   plan   horizontal   et   l'axe   Z   ajoute   la   verticalité.   Donc  les  imprimantes  3  D  fonctionnent  par  superposition  de  couches  sur  l'axe  Z,   chaque  couche  d'une  certaine  épaisseur  est  crée  en  2D  sur  le  plan  X  Y.   2.  Comment  ça  fonctionne  ?     Il   existe   deux   principales   technologies   pour   l'impression   3D  :   Le   frittage   de   poudre  et  la  dépose  de  fil  chaud.   Le   frittage   de   poudre   est   une   technologie   industrielle,   elle   coûte   donc   assez   chère.   Pour   le   fonctionnement,   un   rouleau   vient   déposer   une   fine   couche   de   poudre  sur  le  plan  X  Y,  puis  un  rayon  laser  via  un  miroir  qui  se  déplace  sur  ce   plan   vient   lier   les   grains   entre   eux   à   des   endroits   précis,   c'est   la   première   couche.  Enfin  le  rouleau  remet  une  couche  de  poudre  par  dessus  et  le  laser  relie   les  grains  entre  eux,  et  ainsi  de  suite.  A  la  fin  on  a  un  bac  plein  de  poudre  et   l'objet  à  l'intérieur,  il  suffit  juste  d'enlever  la  poudre.  Le  problème  c'est  qu'il  faut   manipuler  un  bac  rempli  de  micro  particules.   Pour  la  dépose  de  fil  chaud,  la  matière  de  base  est  le  fil  plastique  (de  30  à  50   euros   le   kg),   le   fil   passe   dans   une   buse   qui   fond   la   matière   et   ressort   sous   la   forme  d'un  filament  très  fin.  De  son  côté  le  logiciel  de  la  machine  découpe  l'objet   numérique  en  3D  en  tranches  et  calcule  le  trajet  de  la  buse  pour  faire  chaque   couche,   la   buse   va   ensuite   déposer   la   première   couche   sur   un   plateau   pour   ensuite  faire  la  deuxième  et  ainsi  de  suite.  L'imprimante  3D  par  dépose  de  fil   chaud  coûte  beaucoup  moins  chère  que  celle  par  frittage  de  poudre,  elle  prend   aussi  moins  de  place.   Le   frittage   se   prête   mieux   au   domaine   industriel   car   il   est   d'une   plus   grande   souplesse  :  on  peut  imprimer  en  couleur  et  les  formes  que  l'on  peut  faire  sont   plus  complexes,  au  contraire  de  la  dépose  de  fil  chaud  dont  les  possibilités  sont   plus   limitées,   par   exemple   pour   des   objets   avec   les   pentes   extérieurs   trop   accentuées  ou  creux  et  plats  au  dessus.  On  ne  peut  donc  pas  tout  faire  avec  une   imprimante  3D.  Les  formes  sont  donc  limitées,  la  taille  est  aussi  limitée  pour  les  
  7. 7. Six & Dix Page 7 sur 8   imprimantes  3D  grand  public  :  un  cube  d'environ  20-­‐25  cm  de  côté.  Les  objets   imprimés  sont  aussi  fait  d'une  seule  matière  ou  d’une  variation  de  cette  matière   (plusieurs  sortes  de  plastiques).   3.  Les  bienfaits   Il  est  désormais  possible  d'acheter  une  imprimante  3D  pour  pas  cher  :  entre  500   et  2000  euros  pour  une  dépose  de  fil  (frittage  trop  chère).  Même  si  on  ne  peut   pas   imprimer   tous   les   objets   du   quotidien   chez   soi,   on   peut   quand   même   en   imprimer  une  partie  et  surtout  en  concevoir  une  partie.  L'impression  3D  et  les   autres   machines   permettent   à   tout   le   monde   de   devenir   un   créateur,   un   inventeur,  un  designer,...  Donc  de  créer  et  diffuser  ses  créations,  cela  grâce  au   logiciel  libre.   La  découpe  laser   Pour  découper  les  matériaux  la  découpe  laser,  utilise  un  laser  (concentration  de   faisceaux  lumineux)  et  une  lentille  qui  concentre  le  laser  en  un  point  focal  sur  le   matériau.   Le   laser   doit   rester   fixe   car   il   passe   par   un   tube   rempli   de   Co2   de   grande  taille.  On  utilise  donc  un  jeu  de  miroirs  pour  faire  bouger  le  laser,  il  y  a   donc  un  miroir  fixe,  et  deux  miroirs  mobiles,  l'un  se  déplace  sur  l'axe  X  et  l'autre   sur  le  plan  X  Y.  On  peut  couper  (et  réaliser  des  gravures)  sur  presque  tous  les   matériaux  avec  un  laser,  mais  cela  dépend  de  sa  qualité.  Dans  un  Fab  Lab  on  a   généralement  accès  à  des  machines  pouvant  couper  du  carton,  certains  types  de   plexiglas,  du  bois  (d'une  certaine  épaisseur  –  1  cm),  du  tissu,  du  cuir,  mais  aussi   graver  de  la  pierre,  du  verre,  ...     Le  problème  c'est  que  ça  coûte  cher  (20.000  et  80.000  euros  pour  les  découpes   modestes  =  pas  de  métaux  et  5.000  euros  pour  changer  de  tube  laser),  elle  prend   aussi  beaucoup  de  place  et  possède  une  ventilation  qui  fait  beaucoup  de  bruit.   Mais  elles  restent  disponibles  dans  des  lieux  collectifs  comme  les  Fab  Lab.   La  fraiseuse  numérique   Elle  sert  à  découper  et  à  usiner  des  matériaux  divers  via  une  fraise  qui  découpe   la  matière  :  les  fraiseuses  amateurs  se  déplacent  sur  trois  axes  X  Y  Z.  La  broche   (moteur),   fait   tourner   l'outil   (fraise   à   une   vitesse   constante,   mais   génère   beaucoup  de  bruit.  Une  fraiseuse  3  axes  est  donc  une  broche  qui  se  déplace  sur   une  surface  de  manière  automatique.  Mais  on  ne  peut  pas  découper  de  plaques   épaisses   en   un   seul   passage,   on   va   donc   multiplier   les   passages,   par   exemple   enlever  une  épaisseur  de  1  mm  à  chaque  passage.  
  8. 8. Six & Dix Page 8 sur 8   L'utilisation  première  est  de  découper  des  plaques  de  bois  (même  de  métal  :  alu   ou  acier)  de  forte  épaisseur,  mais  aussi  des  matériaux  plus  fragiles  comme  de  la   mousse.   Une   autre   application   est   de   faire   des   bas   reliefs  :   au   contraire   de   l'impression  3D  qui  fonctionne  par  addition  de  couches,  la  fraiseuse  fonctionne   par   soustraction.   En   partant   d'un   bloc   plein   on   peut   donc   enlever   la   matière   progressivement   jusqu'à   obtenir   une   pièce   en   3   dimensions.   Ce   sont   aussi   les   plus  précises  des  3  machines,  on  a  inventé  une  fraiseuse,  dite  CNC,  capable  de  se   transformer  en  imprimante  3D  en  remplacent  la  broche  par  buse  (ou  une  torche   plasma).   La   fraiseuse   numérique   CNC   est   la   première   machine   numérique   «  do   it   yourself  »  rependue,  il  est  assez  facile  d'en  fabriquer  une  avec  un  minimum  de   matériaux   et   de   connaissances,   mais   cela   dépend   du   matériau   à   couper.   On   trouve  des  centaines  de  plans  en  accès  libre  sur  le  net  de  machines  de  toutes   tailles  et  formes.  Le  prix  varie  entre  500  euros  pour  les  petites  et  1500  à  3000   euros  pour  celles  capable  de  couper  de  l'acier,  on  peut  aussi  les  acheter  en  Kit.     La  charte  des  Fab  Labs   Elle  est  disponible  à  ces  adresses   -­‐ en   Français  :   http://www.faclab.org/decouvrir/les-­‐Fab   Labs/la-­‐charte-­‐ des-­‐Fab  Lab/   -­‐ en  Anglais  :  http://fab.cba.mit.edu/about/charter/    

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