Les particules ultrafines émises par une imprimante 3D se définissent par un diamètre inférieur à 100 nanomètres. Elles se retrouvent dans l’air pendant l’impression, quel que soit le type de machine, et s’accompagnent de poussières et de vapeurs lorsque le plastique est chauffé. Cette section précise la définition, la présence de ces particules sur l’ensemble des technologies et l’origine des émissions de l’impression plastique.
Que sont les particules ultrafines d’une imprimante 3D ?
Une définition fondée sur la taille
Une particule ultrafine est définie par un diamètre inférieur à 100 nanomètres (nm). Un nanomètre équivaut à un millionième de millimètre, soit une taille très inférieure à celle des poussières visibles à l’œil nu. Ce seuil constitue la définition standard de la catégorie et s’applique à toute particule de cette taille, quelle que soit son origine.
Présence sur tous les types d’imprimantes
Selon le Gouvernement du Canada (2022), tous les types d’imprimantes 3D libèrent des particules ultrafines dans l’air. Cela vaut pour les machines à filament (FDM) comme pour les imprimantes à résine, si bien que le choix de la technologie ne supprime pas cette émission. Pour l’impression plastique, cette émission s’ajoute à celle de composés organiques volatils (COV), qui ne se limitent pas aux particules.
Poussières et vapeurs de plastique
Pendant l’impression plastique, l’air reçoit deux types d’émissions distinctes. Les poussières sont des particules solides en suspension, tandis que les vapeurs de plastique sont des émissions gazeuses issues du matériau porté à température dans la buse. La température d’impression joue sur la quantité de ces émissions : selon le Gouvernement du Canada (2022), une température plus élevée peut les augmenter jusqu’à environ dix fois. Les émissions varient aussi selon le matériau et la marque (Futura Sciences, 2020).
Quelles imprimantes émettent le plus ?
L’impression plastique émet aussi des composés organiques volatils (COV), et les émissions dépendent à la fois de la machine, du matériau et de la température de buse. La différence la mieux documentée concerne la conception du boîtier.
Boîtier ouvert ou imprimante carénée
Le Gouvernement du Canada (2022) place le choix d’une imprimante carénée ou à faibles émissions en première mesure de prévention. Les sources ne donnent pas l’ampleur de l’écart entre une imprimante carénée et une imprimante ouverte.
Sur une machine ouverte, aucune enceinte ne sépare la zone de fusion de l’air de la pièce. Sur une machine carénée, une enceinte entoure la zone de fusion.
Variations selon la marque
Futura Sciences (2020) indique que les émissions varient selon la température de buse, le matériau et la marque. Ces trois facteurs se combinent : une même machine peut émettre différemment selon le filament et le réglage de buse. Comparer deux marques n’a donc de sens qu’à réglages et matériau identiques.
Pour limiter l’exposition, il faut :
- vérifier si le fabricant de la machine ou du filament indique des essais d’émission.
Pas de palmarès par modèle
FDM et résine : quels polluants ?
Une imprimante 3D émet des polluants dont la nature dépend de la technologie. Les imprimantes à filament (FDM) émettent des particules, dont certaines sont ultrafines, et des composés organiques volatils (COV). Les imprimantes à résine peuvent aussi émettre des COV. Selon le Gouvernement du Canada (2022), tous les types d’imprimantes libèrent des particules ultrafines, résine comprise.
Impression FDM : particules et COV
Sur les imprimantes de bureau à filament, les émissions proviennent du chauffage et de la fusion du plastique au niveau de la buse. Futura Sciences (2020) indique que plus de 200 COV ont été identifiés sur ces machines, et que certaines particules émises sont ultrafines, surtout au début de l’impression.
Impression sur résine : COV, résidus et rayonnement
Les imprimantes à résine peuvent émettre des COV. Le Gouvernement du Canada (2022) signale aussi deux dangers supplémentaires : les résidus de résine et le rayonnement UV ou laser utilisé pour durcir la résine. Selon le Gouvernement du Canada (2022), tous les types d’imprimantes 3D libèrent des particules ultrafines, y compris les machines à résine.
| Élément de l’imprimante | Polluant ou danger | Précision |
|---|---|---|
| Buse de fusion (FDM) | Particules ultrafines, COV | Plus de 200 COV identifiés sur les imprimantes à filament de bureau |
| Résine liquide (résine) | Particules ultrafines, COV | Émissions signalées par le Gouvernement du Canada (2022) |
| Résidus de résine (résine) | Contamination par la résine | Danger supplémentaire signalé |
| Source UV ou laser (résine) | Rayonnement | Danger supplémentaire signalé |
Pour identifier les sources sur une machine donnée, il faut donc distinguer le circuit thermique (FDM) du circuit photochimique (résine), car les polluants et les dangers associés ne se recoupent qu’en partie.
Quels risques pour la santé ? Ce que disent (et ne disent pas) les sources
Les émissions se diffusent dans l’air de la pièce : l’inhalation est donc une voie d’exposition probable. L’impression plastique émet aussi des composés organiques volatils (COV). Ces émissions se diffusent directement dans l’air de la pièce où se trouve la machine, et sont donc respirées par les personnes présentes.
Voies d’exposition
| Source d’émission | Émissions signalées | Source |
|---|---|---|
| Imprimante à filament (FDM) | Particules dont certaines sont ultrafines | Futura Sciences (2020) |
| Imprimante à filament (FDM) | Plus de 200 COV identifiés | Futura Sciences (2020) |
| Température d’impression élevée | Émissions de poussières et de vapeurs de plastique pouvant augmenter jusqu’à environ dix fois | Gouvernement du Canada (2022) |
| Imprimante à résine | Composés organiques volatils (COV) | Gouvernement du Canada (2022) |
L’exposition dépend donc de la machine, du matériau et du réglage de température. Les données disponibles ne permettent pas de hiérarchiser ces facteurs en pourcentage.
Risques associés aux composés organiques volatils
Futura Sciences (2020) indique que la qualité de l’air peut se dégrader nettement dans un local mal ventilé, et que les particules sont surtout émises au début de l’impression. En cas de gêne respiratoire, d’irritation ou de malaise pendant ou après l’impression, arrêtez la machine, aérez et consultez un médecin.
Seuils sanitaires et limites des données
Le guide « Approaches to 3D Printing » du NIOSH (organisme américain, cité par 3Dnatives, 2024) recommande à la place un plan de gestion des risques sur mesure. Il ne s’agit pas d’une norme française. Ce plan comprend l’identification des dangers, les mesures de contrôle, la formation et une évaluation régulière.
Comment réduire l’exposition à la maison ?
Pour limiter l’exposition aux particules ultrafines à domicile, il faut d’abord agir sur le matériel et l’aération, et ne recourir aux équipements de protection qu’en dernier lieu. Selon le Gouvernement du Canada (2022), la première mesure de prévention est de choisir une imprimante carénée ou à faibles émissions. Les gants ou une protection respiratoire ne sont recommandés que si les autres mesures ne suffisent pas.
Ordre de priorité des mesures
| Rang | Mesure | Type |
|---|---|---|
| 1 | Choisir une imprimante carénée ou à faibles émissions | Matériel |
| 2 | Ventiler la pièce pendant l’impression | Aération |
| 3 | Privilégier machines et filaments testés pour leurs faibles émissions | Consommable |
| 4 | Consulter les données de sécurité du matériau publiées par son fabricant | Information |
| 5 | Réduire le temps passé près de la machine et s’éloigner pendant l’impression | Comportement |
| 6 | Porter des gants ou une protection respiratoire | Protection individuelle |
Pourquoi cet ordre
Selon le Gouvernement du Canada (2022), le choix d’une imprimante carénée ou à faibles émissions vient en premier, et les gants ou la protection respiratoire ne sont recommandés que si les autres mesures ne suffisent pas. L’ordre des mesures intermédiaires est donné ici à titre indicatif.
Pour les imprimantes à résine, les données de sécurité publiées par le fabricant de la résine (mesure 4) sont particulièrement utiles.
Le NIOSH, dans son guide destiné aux makerspaces, écoles et petites entreprises, recommande un plan de gestion des risques sur mesure. Ce plan combine l’identification des dangers, les mesures de contrôle, la formation et une évaluation régulière (3Dnatives, 2024).
Quels réglages et filaments limitent les émissions ?
La quantité de particules émises dépend en partie de réglages et de choix que l’utilisateur contrôle.
La température de buse est le réglage le plus documenté. Le Gouvernement du Canada (2022) indique qu’une température d’impression plus élevée peut augmenter fortement les émissions, jusqu’à environ dix fois. La démarche pratique consiste à partir de la température basse de la plage indiquée par le fabricant du filament, puis à n’augmenter que si la qualité d’impression l’exige.
Pendant le lancement d’un tirage, éloignez-vous de la machine, en complément des réglages ci-dessus.
Faut-il un caisson ou un filtre HEPA ?
L’aspiration locale avec filtre HEPA figure parmi les mesures de prévention citées par le Gouvernement du Canada (2022), en complément de la ventilation de la pièce et de la réduction du temps passé près de la machine. L’impression plastique émettant aussi des composés organiques volatils (COV), la décision dépend du type d’imprimante, du matériau et des conditions de la pièce.
Principe du filtre HEPA et du caisson filtrant
Un filtre HEPA retient les particules en suspension dans l’air qui le traverse. Un caisson filtrant est un dispositif qui entoure l’imprimante. Dans les mesures recommandées, l’aspiration locale avec filtre HEPA vient en complément de la ventilation et de la réduction du temps passé près de la machine.
Critères de décision selon l’imprimante et le matériau
Le tableau ci-dessous résume les émissions documentées selon le type d’imprimante.
| Situation | Émissions documentées | Mesures citées par les sources |
|---|---|---|
| FDM avec filament plastique | Particules ultrafines et COV ; plus de 200 COV identifiés sur les imprimantes de bureau à filament | Aspiration locale avec filtre HEPA, ventilation de la pièce |
| Imprimante à résine | COV, résidus de résine, rayonnement UV ou laser | Gants ou protection respiratoire si les autres mesures ne suffisent pas |
Plusieurs critères aident à trancher :
- Pièce mal ventilée : selon Futura Sciences (2020), la qualité de l’air peut se dégrader nettement dans un local mal ventilé. Dans ce cas, la ventilation de la pièce doit être complétée par l’aspiration locale avec filtre HEPA.
- Impressions longues ou fréquentes : réduire le temps passé près de la machine fait partie des mesures recommandées par le Gouvernement du Canada (2022).
- Résine : les sources ne disent pas qu’un filtre HEPA traite les autres dangers de cette technologie.
Questions fréquentes
Une imprimante à résine émet-elle moins qu’une imprimante à filament ?
Les résidus de résine et le rayonnement UV ou laser constituent des dangers supplémentaires propres à la technologie résine (Gouvernement du Canada, 2022).
Comment limiter les émissions pendant une impression ?
Futura Sciences (2020) conseille d’utiliser la température de buse minimale requise par le matériau, car une chauffe plus élevée augmente les émissions. Il est également recommandé de s’éloigner de la machine pendant l’impression.
Ces recommandations s’appliquent-elles en France ?
Les recommandations citées proviennent du Gouvernement du Canada et du NIOSH, organisme américain.
