Entre particules fines, composés organiques volatils (COV) et fumées issues de certains matériaux, le sujet de la toxicité des imprimantes 3D mérite une approche sérieuse, factuelle et sans dramatisation excessive. Comme souvent en fabrication numérique, tout est une question de contexte d’usage, de matériaux et de bonnes pratiques.

Cet article fait le point sur la nature des émissions en impression 3D, les matériaux les plus concernés et les solutions concrètes permettant de réduire efficacement les risques, pour tout type de technologies.

Particules fines, COV, fumées : de quoi parle-t-on vraiment ?

Lorsque l’on évoque les émissions de particules, plusieurs phénomènes distincts sont souvent mélangés. Pourtant, ils n’ont ni la même origine, ni les mêmes impacts.

Les particules fines et ultrafines

Les particules fines sont de minuscules fragments solides ou liquides en suspension dans l’air. En fabrication additive, on parle surtout de particules ultrafines, invisibles à l’œil nu, générées lors de la chauffe et de l’extrusion des polymères.

Ces particules sont émises principalement lors du passage du matériau à haute température dans la buse. Plus la température est élevée, plus la quantité de particules produites augmente. Leur taille extrêmement réduite leur permet de rester longtemps en suspension dans l’air ambiant.

Les composés organiques volatils (COV)

Les COV sont des substances chimiques qui s’évaporent facilement à température ambiante. Dans le cadre de la fabrication 3D, ils proviennent de la dégradation thermique de certains plastiques.

Contrairement aux particules fines, les COV sont gazeux. Ils sont responsables des odeurs caractéristiques ressenties lors de l’utilisation de certains matériaux.

Tous les matériaux n’émettent pas les mêmes COV, et surtout pas dans les mêmes proportions.

Les fumées visibles

Dans certains cas, notamment en présence de températures excessives, de matériaux chargés ou de réglages inadaptés, il est possible d’observer de légères fumées. Celles-ci correspondent généralement à une concentration élevée de particules et de composés gazeux.

Quels niveaux de toxicité réelle des matériaux ?

Les matériaux standards : un risque limité en environnement ventilé

Dans une pièce correctement ventilée, les matériaux les plus courants utilisés en fabrication additive présentent un niveau de risque faible pour un usage classique.

Les polymères les plus répandus, comme le PLA, lorsqu’ils sont imprimés dans de bonnes conditions thermiques, ne posent généralement pas de problème particulier dans un environnement aéré. Les études montrent que les concentrations restent largement en dessous des seuils préoccupants dès lors que l’air est renouvelé.

C’est souvent l’absence de ventilation, combinée à des sessions longues et répétées, qui transforme une situation anodine en exposition chronique.

Les matériaux plus exigeants à surveiller

Certains matériaux nécessitent davantage de précautions, en raison de leur composition chimique ou de leur température d’extrusion plus élevée.

• ABS et ASA : ces polymères techniques émettent davantage de COV, notamment du styrène. Une utilisation sans confinement ni filtration est déconseillée dans un espace clos.
• Nylons techniques : les polyamides, notamment ceux renforcés, nécessitent des températures élevées favorisant l’émission de particules ultrafines.
• Filaments composites : les matériaux chargés en fibres (carbone, verre, métaux) justifient une filtration efficace lors d’un usage régulier.

Il est important de souligner que le danger ne vient pas uniquement du matériau, mais aussi de la fréquence d’utilisation, de la durée d’exposition et du volume de la pièce.

Réduire efficacement les émissions : solutions concrètes et accessibles

Créer une zone dédiée et bien ventilée

La première barrière reste la plus simple : l’environnement.

Installer une machine dans une pièce dédiée, correctement ventilée, permet déjà de réduire drastiquement l’exposition. Une aération naturelle ou mécanique régulière suffit souvent à maintenir des concentrations très faibles.

Dans les environnements professionnels ou éducatifs, cette approche est presque toujours recommandée avant toute solution plus technique.

Les systèmes de filtration : une réponse efficace et mesurable

Filtration intégrée aux imprimantes

De plus en plus de machines intègrent des modules combinant filtres HEPA et charbon actif. Ces solutions offrent une réduction significative des particules ultrafines et des COV, à condition que l’étanchéité de l’enceinte soit correctement maîtrisée.

Caissons et solutions de filtration dédiées

Les solutions externes de confinement et de filtration représentent aujourd’hui l’approche la plus complète. Elles permettent de capter les émissions directement à la source, avant leur dispersion dans la pièce.

Certaines solutions développées par Alveo3D, comme les caissons de type PrinterCase ou les systèmes de filtration autonomes, s’appuient sur des études scientifiques pour optimiser la capture des particules fines et des gaz.

Utilisation de résine : des risques différents, mais maîtrisables

Contrairement au FDM, la technologie résine ne repose pas sur la fusion thermique d’un polymère solide. Les émissions sont donc différentes, mais pas inexistantes.

Ce qui pose réellement problème

Les résines photopolymères liquides peuvent être irritantes par contact direct et dégagent des vapeurs lors de l’impression et du post-traitement. Ces vapeurs ne sont pas nécessairement dangereuses à faible dose, mais une exposition répétée sans protection peut provoquer inconfort et sensibilisation.

Le nettoyage des pièces et la manipulation de résine non polymérisée sont les phases les plus sensibles.

Les bonnes pratiques essentielles

• Utiliser une machine fermée ou un caisson adapté
• Assurer une ventilation efficace
• Employer des systèmes de filtration dédiés aux vapeurs de résine
• Porter des gants/masques lors des manipulations

Des solutions compactes de filtration permettent de capter efficacement les émanations sans transformer l’atelier en laboratoire.

Découpe et gravure laser : un autre type d’émissions à ne pas négliger

Les graveurs laser génèrent un tout autre type de pollution, souvent plus visible.

Pourquoi la gravure laser est plus émissive

La combustion ou la pyrolyse des matériaux libère une grande quantité de fumées, de particules et de gaz. Ces émissions dépendent fortement du matériau travaillé et de la puissance utilisée.

Certaines matières produisent des fumées irritantes, voire toxiques, si elles ne sont pas correctement filtrées.

Filtration et extraction : une obligation plus qu’une option

Dans le cas du laser, la filtration n’est pas un confort mais une nécessité.

Les systèmes de filtration haute performance combinant plusieurs étages permettent de traiter efficacement fumées, odeurs et particules, rendant l’utilisation intérieure plus sûre et plus confortable.

Les SafetyPro AP2 et AP2 Max filtrent les fumées, particules et gaz produits par la gravure et la découpe laser. L’AP2 Max, plus puissant, est adapté aux usages intensifs, tandis que l’AP2 convient aux volumes plus modestes. Ces systèmes améliorent la qualité de l’air en intérieur, en complément d’une ventilation et d’un choix raisonné des matériaux.

Conclusion : une approche raisonnée et responsable de la fabrication numérique

La fabrication numérique dans son ensemble n’est ni anodine, ni dangereuse par nature. Comme toute technologie, elles nécessitent une compréhension des phénomènes en jeu et l’adoption de bonnes pratiques adaptées.

Les particules fines, les COV et les fumées ne doivent pas être ignorés, mais ils peuvent être efficacement maîtrisés grâce à une ventilation adaptée, des matériaux choisis avec discernement et des systèmes de confinement et de filtration éprouvés.

Plutôt que de céder à la peur ou à la négligence, l’approche la plus saine reste celle de l’équilibre entre performance, sécurité et confort d’utilisation. C’est à ce prix que la fabrication additive continuera de s’intégrer durablement dans les ateliers, les écoles et les environnements professionnels.