Logiciels utilisés : Inkscape, Krabzcam, Beamstudio
Machines utilisées : ShapeOko 3 XXL et Flux Beambox pro
Résumé :
Utiliser des matériaux recyclés à l’école est un enjeu surtout politique, mais peut-on les utiliser en fabrication numérique ? Cet article aborde différent matériaux recyclés et comment les utiliser sur les machines du SEM Lab.
Avant propos.
Cet article n’aborde pas tous les matériaux recyclés, ni tous les usages que l’on peut en faire. Il sert surtout de guide pour imaginer des projets à réaliser avec sa classe, notamment autour des enjeux du développement durable et du recyclage. Le DIP soutient financièrement les projets en lien avec le développement durable, vous trouverez le formulaire ici. Pour en savoir plus sur le développement durable dans les écoles, rendez-vous sur le site dédié.
Bois, carton et papier.
Parmi les matériaux recyclés les plus courants, on trouve évidemment le papier. Son usage à l’école étant déjà largement répandu, nous ne l’aborderons pas ici. Cependant le carton et le bois sont également des matériaux recyclés que l’on peut utiliser sur les machine du SEM Lab. Voici un petit aperçu de leurs utilisations possibles.
Il existe deux types de carton : le carton gris (ou rigide), fabriqué à partir de papier recyclé, et le carton ondulé (voir alvéolé).
Le carton gris se grave et se découpe facilement avec la découpeuse laser, mais il produit beaucoup de cendres (il devient alors très salissant). A moins d’être très fin, il ne se découpe pas à la découpeuse vinyle, mais peut être marqué facilement (pour être plié plus aisément). Le carton gris est un matériau peu cher et facile à trouver, c’est une bonne alternative au bois pour des projets ne nécessitant pas une trop grande solidité ou une épaisseur trop précise.
Le carton ondulé est globalement à proscrire dans la fabrication numérique, ce qui est dommage car il est facilement disponible gratuitement (les magasins en jettent beaucoup). En effet, il prend rapidement feu avec la découpeuse laser et est trop épais pour être découpé à la découpeuse vinyle. Il faut le réserver à un usage principalement manuel.
Il existe une multitude de bois différents, mais cet article se concentrant sur les matériaux recyclés, nous n’évoquerons donc que les plaques faites de bois aggloméré. Il existe plusieurs types de bois aggloméré, réalisés en pressant des copeaux et de la sciure avec de la colle. Lorsque les copeaux sont relativement gros, on parle d’OSB (oriented strand board). Lorsqu’il s’agit de sciure, on trouve de l’aggloméré (ou LDF), du médium (ou MDF) et du HDF. La différence se situe au niveau de la densité et donc de la solidité des plaques.
Tous ces types de bois se travaillent facilement avec une fraiseuse numérique. Il existe du MDF de qualité « laser », qui peut être utilisé avec la découpeuse laser (contrairement aux autres). Celui-ci est fabriqué avec une colle qui génère moins de particules toxiques lorsqu’elle est brulée (par le faisceau laser). Le MDF de qualité « laser » est difficile à trouver et n’existe qu’en deux épaisseurs (3 ou 6 mm). Il est également un peu moins solide que le MDF standard mais il est surtout bien plus cher. Le MDF « laser » est une référence pour la construction de boites (comme avec boxes.py) solides, car il est rigide et il ne gondole (presque) pas en fonction de l’humidité.
Par exemple, le collège Voltaire a réalisé des boites pour téléphones (image d’illustration) en MDF sur la découpeuse laser du SEM Lab.
Les thermoplastiques.
A Genève, seul le PET (polyéthylène téréphtalate) provenant des bouteilles de boisson est recyclé (voir l’ABC du tri). Nous utilisons pourtant de nombreux autres plastiques dans notre vie quotidienne et notamment dans les emballages ménagers. Il est pourtant possible de recycler pratiquement tous les thermoplastiques (ABS, PVC, PE, PP, etc.), mais le recyclage n’est malheureusement pas économiquement viable. Il existe à Genève quelques initiatives (comme Glitter ou PlastOK) pour les recycler en les transformant en « plaques », de différentes épaisseurs. Il est donc possible d’acheter des plaques de polypropylène (PP), issues du recyclage de couvercles ou de pots de yogourt, des plaques de polyéthylène (LDPE ou HDPE) issues d’emballages et de bouchons de bouteilles PET, ou encore des plaques d’acide polylactique (PLA) issues du recyclage d’impressions 3D.
Les plaques en PE et en PP (photo de gauche) se travaillent très facilement avec la fraiseuse numérique. Selon leur épaisseur, elles sont plus ou moins rigides, mais leur très grande élasticité les rend incassables. Par contre, il est pratiquement impossible de les découper avec la découpeuse laser du SEM, car la chaleur se diffuse rapidement et finit par les faire gondoler et laisse une bordure inesthétique.
Les plaques en PLA (photo de droite) peuvent être gravées (sans provoquer de changement de couleur) et coupées avec la découpeuse laser jusqu’à une épaisseur de 2mm. Au-delà de cette épaisseur, le rendu se dégrade rapidement. Comparé au PE et au PP, le PLA est très rigide, moins élastique et casse donc plus facilement, mais son principal défaut est sa faible résistance à la chaleur. Il se déforme dès 50-60°C, température facilement atteignable derrière une vitre en plein soleil. Pour cette même raison, il est pratiquement impossible d’usiner les plaques de PLA avec la fraiseuse numérique. D’un point de vue durable, le PLA est biosourcé (produit à partir de plantes), contrairement aux autres thermoplastiques qui sont dérivés du pétrole, mais il n’est pas pour autant « biodégradable ». Jeté dans la nature, il faudra plusieurs années pour qu’il soit complètement dégradé.
En raison de la procédure de recyclage, chaque plaque de thermoplastique est esthétiquement unique. Même en utilisant une unique couleur pour les fabriquer, il y aura toujours de petites variations, rendant la teinte hétérogène. Le mélange des couleurs donne quant à lui un côté tacheté pouvant être très jolis, mais rendant toute gravure laser peu lisible.
Mobile pour enfants en matériaux recyclés, réalisé par Anouk. Ce projet du collège Calvin a reçu une bourse F. Demole du concours EDUKI 2026