nanotechnologie

étude de cas

Vin

cent

Her

izi -

To

m M

org

ad

o

dans les industries graphiques

Sommaire

Présentation du projet p 01-05

Analyse du besoin p 06-08

étude des différents cas p 09-12

Recherche de solutions /Analyse p 13-18

Conclusion p 19

Source p 20

A l’échelle mondiale, la nano-technologie suscite de plus en plus d’intérêt et est peut être en voie de constituer

le coeur de la prochaine révolution industrielle. La nano-technologie peut être définie comme étant la technologie des systèmes nanoscopiques. Elle se réfère à l’échelle nanomètrique, soit le milliardième de mètre.

Cette technologie a émergé dans les années 1980 avec la mise au point de nouveaux outils d’observation à l’échelle atomique, en l’occurrence les microscopes à effet «tunnel * », qui ont permis de franchir un pas décisif dans l’observation et le

déplacement des atomes.

L’objectif de la nano-technologie consiste à produire des objets ou matériaux

inférieurs à 100 nano-mètres.

Définition

* Inventé par des chercheurs d’IBM en 1986 : permet de cartographier atome par atome la surface d’un matériau.L’objectif de la nano-

technologie consiste à produire des objets ou matériaux inférieurs

à 100 nano-mètres. Ces nano-matériaux sont composés de nano-particules qui,

contrairement aux particules très fines d’origine naturelle ou provenant d’une combustion, sont produites intentionnellement.

Les nano-matériaux peuvent être des métaux, céramiques, carbones, polymères ou encore des silicates qui présentent l’intérêt d’avoir

des caractéristiques spécifiques par

Les secteurs concernés

Matériaux de construction : Les nano-tubes de carbone, par exemple, améliorent la résistance du béton. Cette technique de renforcement donne des bétons plus robustes dans lesquels les fissures

s’interrompent dès leur apparition.

Energie : intégration de nano-fils de silicium dans

les cellules photovoltaïques. Ces modes de fabrication permettront

d’augmenter leur rendement.

Industrie pharmaceutique : le domaine pharmaceutique se concentre sur la traçabilité des médicaments pour combattre la contrefaçon. Les nanoparticules sont alors utilisées de manière à pourvoir s’assurer que le médicament correspond à l’emballage dans lequel il est placé. La technologie de nano-encryptage

permet de relier chaque gélule à un numéro de lot, un numéro de

série, une date et un lieu de fabrication.

La nano-technologie concerne aujourd’hui les domaines les plus variés, de l’électronique à

la médecine en passant par l’aéronautique, l’énergie, l’industrie pharmaceutique, l’environnement, les

matériaux de construction,...

Exemple d’utilisation de la nano-technologie dans ces différents domaines :

Electronique : impression de microcircuits électroniques (lithographie par nano--impression).

Médecine : robot nanoscopique détecteur de tumeur ou encore le développement des « Nems », des systèmes électromécaniques nano-métriques permettant un

dépistage extrêmement précoce de certaines maladies comme le cancer du poumon (assimilés à deux

«nez» extrêmement sensibles).

1 2

On peut ainsi constater la netteté du point de

trame relative à ce procédé d’impression (à gauche).

Il est difficile d’évoquer la nano-impression sans parler de Landa Corporation. La firme Israélienne a en effet dévoilé il y a quelques mois, lors du salon Drupa 2012, un procédé

d’impression innovant appelé Nanography.Comme le démontre

l’Observatoire des marchés de la communication graphique, seuls

les catalogues, imprimés publicitaires adressés et hebdomadaires restent en

tendance positive.

Par ailleurs, il faut souligner l’arrivée du numérique qui a participée à la baisse des productions imprimées.

Le secteur des industries graphiques peut-il être relancé par l’intégration de la

nanotechnologie dans les procédés d’impressions ? C’est ce que nous

allons étudier.

Comme nous venons de le constater par ces exemples, la nano-technologie a un rôle prépondérant à jouer dans la recherche et

le développement au sein de nombreux domaines.

Si les attentes et les besoins sont nombreux, les enjeux relatifs à cette nouvelle technologie sont colossaux.

La question que nous devons nous poser est de savoir si les investissements alloués au développement de la nano-technologie sont réellement justifiés. La nano-technologie peut-elle réellement améliorer, sauver, relancer ou même révolutionner un secteur

d’activité ?

Pour y répondre, nous nous intéresserons particulièrement à un secteur qui n’a pas été épargné par la crise, celui

des industries graphiques.

ProblématiqueDescription technique

de la nano-technologie

dans le secteur des industries graphiques

Au cœur de se procédé d’impression se trouve une encre

particulière, composée de particules de pigments dont la taille n’excède pas

quelques dizaines de nanomètres

(pour comparaison, la largeur d’un cheveu humain est d’environ 100 000 nanomètres). Ces nano-pigments sont des absorbeurs de lumière extrêmement puissants qui permettent une grande qualité d’impression couplée à une faible consommation d’encre.

Comme en témoigne les visuels ci-dessus, ce n’est pas une gouttelette d’encre, mais

bien un film d’encre qui est déposé sur les fibres du papier :

3 4

Ces différentes données nous permettent d’observer que des

opportunités sont bien existantes sur le marché de l’impression nanographique. Mais

mis à part les secteurs de pointes, nous pouvons dire que les industries n’ont pas réellement adoptés

cette technologie.

L’impression nanographique à donc une réelle carte à jouer sur le marché des produits imprimés.

Humainement, la possible création d’emplois générée par cette technologie n’est pas négligeable, notamment dans les industries graphiques.

Le procédé d’impression nanographique semble associer la polyvalence du numérique aux

qualités et à la vitesse de l’offset.

La particularité de ce nouveau procédé est donc de permettre une impression multi-

support (papier couché et non couché, carton recyclé, papier journal et film d’emballage plastique). En

résumé, ce procédé peut convenir à la fois aux imprimés pour les secteurs de l’édition, du marketing mais également

du packaging. Mieux encore, la firme russe de nanotechnologie Rosnano précise dans un communiqué qu’il est également possible d’imprimer sur des façades de meubles, sur des carreaux, du verre, du matériel technique et électronique, de faux plafonds, des panneaux, etc.

Rosnano a donc décidé de contribuer au développement du projet de la société SAN, qui fabrique de l’encre sur la

base des nanotechnologies, et des équipements pour des types d’impression numérique de haute

technologie.

«Comment ça marche ?»«Ce qui est possible...»

Natalia Stassiouk directrice générale de SAN, entreprise

fabricant des systèmes d’impressions numérique jet d’encre, a travaillé en

collaboration avec Rosnano et confirme que «l’encre peut tenir sur n’importe quelle surface» grâce à la taille variable des pigments qui peut varier de 20 à 70 nanomètre. De plus l’utilisation

du séchage ultraviolet renforce la pérennité de l’impression.

Analyse et besoin du

marché

Plus spécifiquement, les industries graphiques ont un rôle

dans près de 78 % des applications industrielles comme le démontre les

exemples suivants :

Dans la pharmaceutique : impression de nano codes à barre, impression de nanoparticules, etc.

Dans l’électronique : impression de composés électroniques, d’antennes RFID, de transistors, etc.

Dans les matériaux : nano particules dans les encres, les vernis, les papiers, les cartons

pour donner aux imprimés des caractéristiques particulières de

résistance, d’intelligence, etc.

Le graphique ci-dessous nous expose la répartition du marché des nanotechnologies en général :

5 6

Le marché des livres imprimés par des presses numériques va passer de 83

milliards de pages en 2010 à 151 milliards de pages en 2014

À ce rythme de croissance, 28 % de tous les livres imprimés le seront par voie numérique en 2016 (source : HP, 2010).

Ce parallèle avec l’impression numérique nous permet d’en déduire qu’il ne faut pas négliger l’émergence de l’impression nanographique.

Pour illustrer l’ampleur que pourrait prendre ce marché, prenons l’exemple de Landa Corporation. La signature de contrats avec les principaux constructeurs de presses offset (Komori, Manrolland, etc) et le fait de demander aux imprimeurs souhaitant devenir bêta testeurs de verser un montant de 10 000 euros témoignent de l’engouement envers cette technologie.

L’inventeur israélien serait désormais en train de présenter à la communauté financière un projet de récolte entre 150 et 200 millions de dollars auprès d’investisseurs privés.

Sa technologie serait actuellement valorisée entre 800 millions et 1 milliard de dollars, du fait des contrats signés avec les différents

contructeurs, de ses brevets sur les encres nanographiques et des 400 imprimeurs s’étant déclarés intéressés par

ses presses, des presses dont le prix unitaire avoisinerait les 2,6 millions de dollars.

Pour Yoshiharu Komori, PDG de Komori, la demande

pour des tirages de plus en plus courts et des délais très serrés est en constante

progression. C’est en réponse à cette demande que l’impression nanographique apparait comme

légitime.

Voici les grandes tendances qui se dégagent actuellement sur le marché des imprimés d’après une étude de Bernard Pineaux, directeur de INP-Pagora :

Des tirages plus courts, des délais plus courts, davantage de couleur, 80% des pages

imprimées en 2020 seront imprimées en couleur, Davantage de

personnalisation.Cependant, tout comme

l’apparition de l’impression numérique il y a quelques années,

un certain scepticisme est palpable chez les imprimeurs face à l’apparition de

cette nouvelle technologie. Mais les chiffres démontrent que rares sont les imprimeurs qui font aujourd’hui l’impasse sur l’impression numérique.

En effet, L’impression numérique représente déjà 51 % du marché de la communication

imprimée et 34% du volume imprimé en grands formats.

Benzion (Benny) LandaLocaux Landa Digital

7 8

Analyse et besoin du marché

-Produit : sachet plastique destiné à emballer de la salade (édition spéciale d’un sachet de salade destiné à des

magasins plus « luxueux » pour les fêtes).

-Client : Firme agroalimentaire de renom

-Qualité : demande élevé en termes de qualité

-Important : fidélité des couleurs de la marque à respecter

-Budget : moyen

-Délai : destiné à la grande distribution donc forte réactivité requise

-Quantité : tirage « bas » par rapport à ce qu’il se fait actuellement sur le marché.

Emballage

Affiches

-Produit : affiche A3 pour la promotion d’une exposition

-Client : agence de communication

-Qualité : moyenne

-Budget : faible

-Produit : livre de type « beau livre illustré » (papier couché de qualité supérieur, papier de création)

-Client : éditeur prestigieux

-Qualité : forte demande de qualité (élevé)

-Budget : élevé

-Important : impératif de qualité et fidélité des images

-Quantité : tirage moyen

-Délai : respect de l’office impératif

Livres

...3 Produits élus...

Cahier des charges

Choix de la solutionAfin de visualiser au mieux tous les éléments caractéristiques des différents produits

imprimés et de pouvoir confronter et analyser efficacement et rapidement les procédés d’impressions présentés pour ces produits, nous avons choisi de mettre en place des

tests comparatifs.

9 10

11 12

Présentation des cas

30 000 Sachets de salades

Caractéristiques :

- Couleurs : Quadri + Pantone Couleur marque + Pantone Blanc

- Impression sur plastique transparent

- Procédé Flexographique

Enjeu Technique :

Couleurs, Pantones, FLexo, Support plastique, Communication

Quadri simple, Fabrication, Imposition

Quadri simple, Pas d’imposition

Machine coûteuse, Quantité importante, Temps de production long, Pantone

Machine offset, Grande quantité, Temps de production, Encre offset

Machine peu chère, Petite quantité, Encre médiocre

Donneur d’ordre (Marque de salade), Photograveur, Imprimeur

Maison d’édition, Imprimeur

Petite structure

Enjeu Technique :

Enjeu Technique :

Enjeu Economique :

Enjeu Economique :

Enjeu Economique :

Enjeu Humain :

Enjeu Humain :

Enjeu Humain :

Caractéristiques :

- Couleurs : Quadri

- Impression sur papier de qualité

- Procédé Offset

Caractéristiques :

- Couleiurs : Quadri

- Papier qualité moyenne

- Procédé Numérique (Xerographie)

3000 Livres

3000 Affiches A3

désignés pour l’étude

13 14

étude des 30 000 Sachets de salades

Flexographie

Nanography

solutions possibles

Maquette

Maquette

FabricationMontage

Fabrication Montage

PréparationForme imprimante

Temps deRIPping

Production

Production

Finition

Finition

L’étape de maquette en flexographie est très longue car elle comprend le traitement des séparations au cas par cas, la gestion des trames et des

points minis.

La Nanography ne prendra pas en compte les Pantones car le procédé pourra les reproduire. Et bien sûr, le grossi-maigri n’est également pas

pris en compte.

Dans les étapes de fabrication - montage, la nanography posséde des supports limités face aux contraintes de l’encre.

La nanography possède le gros avantage de faire partie de l’air numérique et ne possède donc pas de forme imprimante, ce qui engendre un profit

important.

Pour la production, la flexographie prend un net avantage avec un temps de production presque doublé par rapport à celle annoncée pour la

nanography.

La finition qui est très souvent sous forme de modules en ligne après l’impression ne donne pas d’avantage à l’un ou à l’autre procédé.

Analyse Analyse

15 16

étude des 3000 Livres

Impression Offset

Nanography

solutions possibles

Maquette

Maquette

Fabrication

Fabrication

PréparationForme imprimante

Temps deRIPping

Production

Production

Finition

Finition

L’étape de maquette est incompressible dans les deux procédés.

Dans les étapes de fabrication - montage, il y a une grosse partie d’imposition qui sera inévitable dans les deux procédés.

Sur ces deux étapes, c’est une égalité parfaite.

La nanography possède l’avantage de faire partie de l’ère numérique et ne possède donc pas de forme imprimante, ce qui engendre un certain

profit.

Pour la production, la vitesse de la nanography étant annoncée égale a celle de l’offset (c’est à dire envirion 13000 tours) on assiste donc encore

à une égalité sur ce point.

Donc, pour départager cette confrontation, il reste la finition.La finition est un avantage Nano car l’impression différente à chaque tour machine propulse une finition préparée à être reliée en sortie machine.

Analyse Analyse

17 18

étude des 3000 Affiches A3

Xerographie (Numérique)

Nanography

Analyse Analyse

solutions possibles

Maquette

Maquette

FabricationMontage

Fabrication Montage

Temps de RIPping

Temps deRIPping

Production

Production

Finition

Finition

L’étape de maquette est incompressible dans les deux procédés.

L’étape de fabrication - montage est presque négligeable vu la petite taille de la production du produit.

Sur ces deux étapes, c’est une égalité parfaite.

Pas de forme imprimante pour ces deux procédés, juste un RIPping obligatoire.

Pour la production, la vitesse de la nanography est égale à celle de l’offset, c’est à dire supérieure au numérique feuille.

Par contre, le côut de la production numérique sera inférieur à celui de la Nanography.

La finition étant similaire dans les deux cas, elle ne présentera d’avantage ni pour l’un, ni pour l’autre.

19 20

L’arrivée de la nanotechnologie dans les industries graphiques, et plus particulièrement dans le secteur de l’imprimerie, devrait apporter non

seulement un gain de qualité non négligeable, mais également raccourcir la durée et le coût de fabrication des produits imprimés en raison de l’absence

de forme imprimantes.

Il est également important de souligner que le secteur de l’imprimerie n’est actuellement pas à son apogée. L’intégration de nouvelles presses plus

polyvalentes et plus qualitatives dans les parcs machines des imprimeurs pourrait relancer leur l’activité. Preuve en est, certains constructeurs de

presses se sont déjà alliés à la firme israélienne Landa…

Cependant, même si de belles promesses se laissent entrevoir, il est nécessaire de rappeler que l’impression nanographique est encore une technologie à finaliser, car les premières presses ne devraient

pas être commercialisées avant quelques années.

Rendez-vous donc d’ici deux à trois ans afin de constater les premiers bouleversements.

Institutions des communications graphiques du Québec

www.landanano.com

Revue Caractère

Bulletins-electroniques.com

Amériques-graphiques.com

Site web du Conseil national de recherches du Canada

Graphiline.com

ZDNet.fr

Documentation de la commission européenne : La nanotechnologie : L’innovation pour le

monde de demain

Bernard Pineaux – Grenoble INP-Pagora : Quelle place pour l’offset dans l’avenir ?

Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes de l’université de Toulouse

Fin

Sources

Conclusion

écrit et réalisé par Tom Morgado et Vincent Herizi