L'électrification ouvre la voie à une plus grande intégration de l'électronique imprimée dans les véhicules

L'électrification exige de repenser presque tous les composants d'un véhicule. Le marché privilégie les technologies qui réduisent le poids et la consommation d'énergie afin d'accroître l'autonomie des batteries, tout en offrant aux passagers des équipements complémentaires haut de gamme.

Comme à leur habitude, les fournisseurs de technologies d'électronique imprimée ont démontré leur capacité à relever ces défis. Ils ont notamment imprimé des accoudoirs chauffants intégrés avec éclairage LED et des composants électroniques intégrés au moule pour une connectivité optimale sur toute la surface intérieure. BMW et Eink ont ​​même présenté leurs concept-cars aux carrosseries à couleur changeante.

Cependant, malgré la demande croissante d'efficacité énergétique et de légèreté, les solutions d'impression 3D ont historiquement peiné à obtenir d'importants volumes de commandes sur le marché automobile. Ce manque de succès est souvent imputé à des coûts plus élevés ou à des obstacles réglementaires par rapport aux solutions existantes. Malgré une certaine déception au sein de l'industrie, une application révolutionnaire émerge, susceptible de faire pencher la balance en faveur de l'impression 3D : la gestion des batteries.

LOPEC a souligné l'intérêt croissant pour les technologies de gestion thermique et de détection des points chauds. Parmi les solutions les plus prisées figure la technologie des capteurs imprimés et flexibles, capable de cartographier spatialement la température et la pression, en association avec un chauffage actif. Les réseaux de capteurs imprimés de grande surface, qui mesurent des paramètres physiques pertinents (par exemple, le gonflement et l'échauffement), fournissent des informations localisées et précises permettant d'optimiser le déploiement des cellules lors des opérations de chargement et de déchargement.

Métatendances dans l'industrie automobile et technologies émergentes de capteurs imprimés. Source : IDTechEx

L'utilisation de capteurs multifonctionnels imprimés de grande surface permet l'intégration de solutions de gestion thermique avec un impact minimal sur le poids et l'encombrement, tout en respectant les exigences réglementaires et de sécurité prévues. Bien que le calendrier précis des nouvelles réglementations demeure incertain, les fournisseurs de technologies sont bien placés pour s'adapter rapidement aux besoins spécifiques de leurs clients, de la recherche et du développement de nouveaux matériaux pour batteries à la surveillance active des batteries en fonctionnement.

Développer la chaîne de valeur en aval augmentera les chances de succès de l'électronique imprimée

Le développement de la collaboration aux étapes ultérieures de la chaîne de valeur a été un sujet de conversation fréquent cette année à LOPEC, dont la nécessité a été clairement mise en évidence par la forte représentation de la chaîne de valeur à la conférence et à l'exposition.

Ces dernières décennies, un écosystème florissant s'est développé pour l'électronique imprimée grâce à une étroite collaboration entre les fournisseurs de matériaux et de technologies. Toutefois, pour concrétiser le potentiel de croissance sur les marchés clés, une collaboration plus étroite avec les concepteurs de produits, les fabricants, les prestataires de services et les utilisateurs finaux est essentielle.

État de la chaîne de valeur de l'électronique imprimée et axes d'amélioration. Source : IDTechEx

Le secteur automobile est déjà fortement intégré verticalement, avec des chaînes d'approvisionnement bien définies et des boucles de rétroaction étroites entre les constructeurs automobiles, les fournisseurs et les utilisateurs finaux. Cela constitue un point d'entrée évident pour la technologie de l'électronique imprimée (EIP) et explique en grande partie pourquoi ce secteur représente une cible si importante.
Le secteur de la santé est l'un des plus grands marchés potentiels pour l'EIP, mais contrairement au secteur automobile, l'adoption de cette technologie y a été relativement lente. Ce retard est principalement dû à la disparité et au manque de cohérence de la chaîne de valeur. De plus, concevoir un modèle économique performant qui prenne en compte les divers besoins des fabricants de dispositifs médicaux, des établissements de santé, des assureurs et des patients constitue un véritable défi.

Actuellement, une stratégie courante pour la commercialisation de l'électronique imprimée dans le secteur de la santé consiste à proposer des solutions de détection simples, adaptables et économiques. On peut citer en exemple les capteurs de pression imprimés pour les lits d'hôpitaux, qui améliorent la rééducation, et les détecteurs de fuites pour les poches de stomie, qui réduisent le risque d'infection. En intégrant des capteurs à bas coût aux équipements existants, ces solutions s'insèrent dans les chaînes de valeur existantes sans nécessiter de réinvention complète.

Les applications de modernisation ne représentent qu'une infime partie des applications potentielles de l'électronique imprimée dans le domaine de la santé. Pour que ce potentiel de croissance se concrétise pleinement, il est indispensable qu'un acteur majeur émerge afin d'inciter les fournisseurs de technologies à développer des solutions à forte valeur ajoutée.

Les établissements de santé participant aux essais cliniques sont de plus en plus susceptibles de jouer un rôle moteur dans cette initiative. IDTechEx estime que le co-développement de dispositifs électroniques imprimés pour la santé offre l'opportunité de recueillir davantage de données et de décentraliser les essais cliniques. Les établissements de santé sont bien placés pour combiner leurs systèmes d'information patients déjà performants et leurs relations établies avec les médecins aux technologies électroniques imprimées permettant une surveillance à distance continue.

Des progrès modestes sont réalisés en matière de développement durable et de réduction des déchets électroniques

Trouver un équilibre entre performance et durabilité des produits est de plus en plus complexe. Parmi les défis rencontrés figurent la complexité des matériaux et la composition des dispositifs. Les dispositifs électroniques imprimés, composés de substrats plastiques, de colles et d'adhésifs, de mélanges d'encres métalliques et fonctionnelles, de circuits intégrés à placement automatique et de capteurs, sont difficiles à désassembler, à séparer et à recycler. Un maillon essentiel fait défaut au niveau de la récupération et de la séparation, ce qui freine l'émergence de processus d'économie circulaire efficaces.

L'accent est mis sur le développement de matériaux biodégradables et compostables. On peut citer en exemple les encres conductrices fonctionnalisées avec des éléments de κ-carraghénane biodégradables, ainsi que les substrats en film de nanocellulose compostables en trente jours. Le développement de matériaux électroniques imprimés biodégradables et durables vise principalement leur utilisation dans les biocapteurs et les patchs portables. Contrairement aux applications industrielles et automobiles, qui exigent des capteurs robustes à longue durée de vie, le délai de biodégradation est plus adapté aux dispositifs médicaux intelligents jetables. De même, cette technologie sera également applicable aux emballages intelligents et bénéficiera des filières de recyclage déjà établies pour les déchets de consommation.

Conclusion et perspectives du marché

Lors du salon LOPEC 2024, les entreprises spécialisées dans l'électronique imprimée ont mis l'accent sur leurs partenariats existants afin de renforcer la confiance et de susciter l'intérêt des fabricants. L'électrification génère un intérêt considérable pour les technologies d'électronique imprimée, la gestion des batteries s'imposant comme le dernier facteur de rupture majeur sur le marché. Les progrès réalisés sur le marché automobile ont également souligné la nécessité d'une réévaluation stratégique dans le secteur de la santé, notamment en ce qui concerne les collaborations en phase finale de développement. Au cœur de tout cela se trouve le défi permanent du développement durable. Cependant, ces préoccupations sont peut-être prématurées pour un marché technologique qui peine encore à atteindre une production à grande échelle.

Le terrain est propice pour que l'électronique imprimée tire parti des mégatendances dans les secteurs de l'automobile et de la santé, mais le développement d'une plus grande collaboration dans les phases ultérieures sera essentiel pour définir et atteindre le succès.

Auteur : Dr Jack Howley, analyste technologique chez IDTechEx