Patrimoine numérique

Reproduction des clés de la ville d’Angoulême par impression 3D et fonderie

Cette réalisation est un projet assez particulier pour nous, car elle associe trois domaines qui ne sont pas forcément réunis au premier abord : le patrimoine, l’impression 3D et la fonderie.

Le point de départ du projet était la reproduction des clés de la ville d’Angoulême. L’objectif n’était pas simplement d’imprimer une copie de l’objet en plastique. L’impression 3D devait servir à fabriquer un modèle permettant ensuite de réaliser une empreinte dans du sable de fonderie. Cette empreinte devait finalement permettre de reproduire la pièce en métal.

Le rôle de l’impression 3D était donc celui d’un intermédiaire. La pièce imprimée n’était pas destinée à être conservée comme objet final : elle allait servir de modèle pour une fabrication traditionnelle en fonderie.

C’est justement ce qui rendait le projet intéressant.

Reproduire un objet du patrimoine

Lorsqu’il s’agit de reproduire un objet appartenant au patrimoine, la première difficulté est évidemment de respecter au mieux sa forme et ses proportions. Une clé peut sembler être un objet relativement simple, mais celle-ci comporte différents détails qui lui donnent son caractère et permettent de l’identifier.

Il fallait donc conserver les éléments importants de la pièce tout en tenant compte des contraintes liées à la fabrication du modèle et à son utilisation pour la fonderie.

À partir des éléments disponibles, nous avons préparé le modèle 3D destiné à l’impression. Cette étape permet de vérifier les dimensions et de travailler sur les différentes parties de l’objet avant de lancer la fabrication.

Dans ce type de projet, il faut également garder à l’esprit que le modèle imprimé va ensuite être utilisé pour créer une empreinte. Chaque détail présent sur le modèle peut donc avoir une influence sur la pièce métallique obtenue par la suite.

L’impression 3D devient alors une sorte de lien entre le modèle numérique et le travail du fondeur.

Un modèle destiné au moulage

Une fois le modèle préparé, nous avons réalisé la pièce en impression 3D.

La priorité n’était pas simplement d’obtenir une belle impression. Le modèle devait surtout être suffisamment précis et propre pour pouvoir être utilisé dans le processus de moulage.

Le principe est assez simple à expliquer. Le modèle imprimé est placé dans le sable de fonderie afin que celui-ci prenne sa forme. Une fois le modèle retiré, il reste dans le sable une empreinte correspondant à la géométrie de la pièce.

C’est cette empreinte qui sera ensuite utilisée pour recevoir le métal lors de la coulée.

Dans le cas présent, il s’agissait de sable chimique, un procédé particulièrement intéressant pour réaliser des moules capables de reproduire correctement les formes d’une pièce. Le modèle imprimé devait donc pouvoir être manipulé et retiré du sable sans détériorer inutilement l’empreinte.

C’est une étape où la conception du modèle et la qualité de l’impression ont leur importance.

L’intérêt de l’impression 3D pour la fonderie

Traditionnellement, la réalisation d’un modèle destiné à une fonderie peut demander un travail important, notamment lorsqu’il s’agit d’une pièce qui n’existe qu’en petite quantité.

L’impression 3D apporte ici une solution particulièrement souple. À partir du modèle numérique, il est possible de fabriquer rapidement un exemplaire qui servira directement à la réalisation du moule.

Cela présente un intérêt évident pour les pièces uniques, les reproductions, les restaurations ou les petites séries.

Dans le cas des clés d’Angoulême, il n’était évidemment pas question de mettre en place une production industrielle de plusieurs milliers de modèles. Le besoin était beaucoup plus ciblé : obtenir un modèle suffisamment fidèle pour permettre à la fonderie de reproduire l’objet en métal.

L’impression 3D permet de répondre à ce type de besoin sans avoir à fabriquer un outillage lourd.

De la pièce numérique à la pièce métallique

Ce qui nous plaît particulièrement dans cette réalisation est le chemin parcouru par l’objet.

Au départ, nous avons un objet du patrimoine qui existe sous forme physique. Il faut ensuite en obtenir une représentation numérique suffisamment précise. Ce modèle numérique permet de préparer la fabrication du modèle imprimé.

L’imprimante 3D transforme ensuite les données numériques en une pièce physique.

Mais ce n’est pas encore la fin du projet.

La pièce imprimée est à son tour utilisée pour réaliser l’empreinte dans le sable. Le sable devient alors le moule permettant de recevoir le métal en fusion.

On passe donc successivement par plusieurs étapes :

objet d’origine → modèle 3D → modèle imprimé → empreinte dans le sable → pièce métallique.

C’est cette succession d’étapes qui rend le projet particulièrement intéressant.

L’impression 3D ne remplace pas la fonderie. Elle vient au contraire lui apporter un moyen moderne de fabriquer rapidement le modèle nécessaire au moulage.

Un projet autour du patrimoine local

Le fait que cette réalisation concerne les clés de la ville d’Angoulême lui donne également une dimension particulière.

Reproduire un objet lié à une ville ne consiste pas seulement à fabriquer une pièce. Il s’agit aussi de permettre à cet objet de continuer à exister sous différentes formes et de pouvoir être présenté ou transmis.

Une reproduction métallique peut par exemple être destinée à une présentation, une exposition, une commémoration ou un projet lié au patrimoine local.

L’impression 3D permet de préparer cette reproduction sans modifier le procédé traditionnel utilisé ensuite par le fondeur.

C’est une association assez intéressante entre une technologie relativement récente et un savoir-faire beaucoup plus ancien.

Une réalisation qui montre la complémentarité des techniques

Ce projet nous rappelle surtout que l’impression 3D n’est pas forcément une fin en soi.

On pense souvent qu’une impression 3D consiste simplement à produire directement l’objet que l’on souhaite obtenir. Dans cette réalisation, ce n’est pas le cas. La pièce imprimée est un modèle de fabrication.

Elle sert à créer une empreinte qui permettra elle-même de fabriquer la pièce définitive.

Cette approche peut être utilisée pour de nombreux autres projets de fonderie : reproductions de pièces anciennes, éléments du patrimoine, pièces mécaniques, objets décoratifs, prototypes ou petites séries métalliques.

Pour OBJET MAKER, c’est un exemple particulièrement parlant de la manière dont nous pouvons utiliser l’impression 3D pour accompagner d’autres procédés de fabrication.

Faire le lien entre patrimoine et fabrication moderne

Au final, cette réalisation des clés de la ville d’Angoulême est intéressante parce qu’elle réunit plusieurs savoir-faire.

Le patrimoine apporte l’objet et son histoire. La modélisation 3D permet de préparer sa reproduction. L’impression 3D permet ensuite de fabriquer rapidement le modèle nécessaire au moulage. Enfin, la fonderie reprend le relais pour donner à la reproduction sa forme définitive en métal.

Le projet montre ainsi qu’il n’est pas nécessaire d’opposer les nouvelles technologies aux méthodes traditionnelles. Elles peuvent au contraire fonctionner ensemble.

Dans ce cas précis, l’impression 3D devient l’outil qui permet de préparer une reproduction destinée à retrouver une forme métallique grâce à un procédé de fonderie.

C’est aussi ce qui nous intéresse dans ce genre de réalisation chez OBJET MAKER : partir d’un objet concret, lié ici au patrimoine d’Angoulême, et utiliser les possibilités offertes par la fabrication additive pour lui donner une nouvelle vie tout en conservant le savoir-faire de la fonderie.

Une petite pièce imprimée en plastique peut ainsi n’être qu’une étape dans un projet beaucoup plus vaste, allant du patrimoine local jusqu’à la fabrication d’un nouvel objet métallique.