Des approches novatrices pour la logistique humanitaire

Toute personne qui travaille sur le terrain assez longtemps connaîtra la frustration causée par une chaîne d’approvisionnement rompue. Cette perturbation s’explique par de mauvaises conditions matérielles et des moyens de communication insuffisants, voire inutilisables suite à une catastrophe. Ainsi, le fait de remettre les bons produits aux bonnes personnes au bon endroit et au bon moment n’est pas chose aisée ou bon marché. La logistique représente en effet 60 à 80 % des coûts de l’aide humanitaire, et malgré des améliorations récentes dans le domaine de la logistique humanitaire, des lacunes majeures subsistent.

Les nouvelles technologies permettent aujourd’hui de déplacer la fabrication des objets là où ils sont nécessaires et répondent aux défis inhérents à cette partie centrale de tout projet d’aide. Des approches novatrices, comme celles mises en œuvre par l’ONG humanitaire Field Ready, sont ainsi prêtes à modifier le paysage de la chaîne d’approvisionnement.

La clé réside dans les partenariats et le renforcement des capacités qui permettent de fabriquer sur le terrain et de façon durable des produits essentiels. On compte notamment l’impression 3D parmi ces nombreuses techniques de fabrication susceptibles d’améliorer l’efficience logistique tout en impliquant les personnes affectées et en renforçant les capacités locales.

Le défi de la logistique humanitaire

La chaîne d’approvisionnement humanitaire standard déplace les produits via une série de longs – et courts – acheminements qui comprend au minimum six phases : planification/identification des besoins ; achat ; expédition ; stockage (bureau/entrepôt) ; distribution ; maintenance / élimination. Toutes ces phases demandent une redevabilité et une efficience totales pour être efficace. Or, les efforts pour améliorer l’efficience et l’efficacité se sont principalement focalisés sur les trois phases initiales (de la planification à l’expédition). Les dernières phases font en effet l’objet de défis non résolus, dont :

• Une incapacité à corriger des erreurs de commande ainsi qu’à remplacer des stocks perdus et endommagés ;
• Une vulnérabilité aux perturbations et aux retards durant les crises régionales ;
• Peu – ou pas – de prise en compte des besoins culturels et des mesures exceptionnelles spécifiques à un individu, comme le matériel médical adapté, les lunettes de vue, les pièces de rechange pour les béquilles, les voitures et les générateurs ;
• Des conditions hostiles et changeantes qui accentuent le besoin de pièces de rechange et d’autres articles difficiles à prévoir.

À partir de cette série de problèmes complexes, un certain nombre de conséquences peuvent être identifiées, notamment les inefficiences flagrantes, les opportunités manquées et la défiance en général à l’égard de l’aide internationale. De plus, l’arrivée des matériels de secours peut créer des « bulles économiques » qui perturbent les marchés locaux.

Ces dernières années, diverses nouvelles approches ont été développées et au moins deux d’entre elles méritent d’être présentées en détail : les stratégies d’approvisionnement local et de distribution monétaire. La première stratégie – actuellement utilisée pour diminuer la dépendance vis-à-vis de la chaîne d’approvisionnement internationale – implique d’acheter les biens localement et régionalement. La seconde est la distribution d’argent en espèces – paiements directs, coupons, transferts bancaires – qui s’appuie sur des outils comme l’analyse cartographique des marchés en situation d’urgence (en anglais, Emergency Market Mapping Analysis ou EMMA).

Même si ces stratégies apportent des solutions dans certain cas, elles ne peuvent pas résoudre tous les problèmes. Les stratégies d’approvisionnement local ne permettent pas d’apporter une aide totalement sur-mesure et ciblée. Quant aux approches monétaires, elles fonctionnent seulement lorsque les marchés locaux ont déjà les biens nécessaires ou peuvent s’adapter rapidement à l’arrivée de personnes déplacées.

Une solution émergente : produire les biens directement sur le site de la catastrophe

Produire les biens directement sur le site de la catastrophe signifie que leur fabrication peut être amenée sur le lieu de son utilisation par la réponse humanitaire. Pour cela, il est possible de s’inspirer des techniques et des pratiques agiles, légères et participatives d’un certain nombre de domaines, dont les start-ups technologiques. Utilisée par l’ONG Field Ready (basée aux États-Unis), cette approche permet à l’organisation de tester de nouvelles idées, de les évaluer rapidement, et de les adapter directement aux contextes du terrain. Une pièce centrale de ce travail est la fabrication additive dont l’impression 3D est la forme la plus connue. Le terme renvoie à une série de technologies et de processus qui ont le potentiel pour construire un objet sans moule prédéterminé.

L’impression 3D permet la fabrication d’objets solides en trois dimensions à partir d’un fichier numérique. L’imprimante convertit automatiquement un fichier informatique codé en un produit physique grâce à l’impression de couches de matière les unes sur les autres. Parce que cela peut être fait potentiellement n’importe où – y compris dans des petits postes de santé, des camps de réfugiés, et même dans la « brousse » en utilisant des sources d’énergie alternatives –, cela rend possible ce que l’on appelle la fabrication « hyperlocale ». Même si la technologie n’est pas nouvelle (elle est utilisée dans le secteur manufacturier depuis au moins deux décennies), une application innovante de cette technologie est en train de changer la manière dont l’aide humanitaire est délivrée.

Cette approche implique de réaliser et tester des modèles en étroite collaboration avec les personnes qui les utiliseront, y compris des personnes affectées et des acteurs de l’urgence. Résultat : des produits réalisés sur mesure pour chaque situation spécifique d’urgence et livrés à la demande avec des risques moindres d’investissement excessif dans un modèle inapproprié ou pour un problème négligeable.

Après avoir gagné leur popularité dans les mouvements « maker » et « open source » (logiciels libres), de nombreux outils numériques de fabrication sont désormais disponibles, à l’image de Makerbot, Printrbot et Ultimaker. Le nombre, la sophistication et l’utilité des modèles sont définis pour être revus à la hausse à mesure que des entités commerciales s’appuient de plus de plus sur l’impression 3D pour leurs activités, y compris pour la réalisation de prototypes. Des projets visant à tout imprimer sont en cours, depuis la nourriture jusqu’aux organes humains. La vitesse de ces imprimantes augmente également de manière à ce que des rythmes de production importants soient possibles à l’avenir.

Depuis peu, des imprimantes plus petites et moins chères sont disponibles. Elles fonctionnent en général en faisant fondre et couler des filaments de plastique, d’une taille souvent inférieure à 25 cm (en longueur, largeur ou profondeur), avec une certaine précision. Parmi les objets qui peuvent être produits avec de telles imprimantes, on retrouve des pièces de rechange en plastique (comme des attaches), des modèles d’objets qui sont difficiles à visualiser ou à expliquer (comme des composants internes d’une machine), des objets de dimensions spécifiques qui doivent s’emboîter avec d’autres articles existants, ou des prototypes d’articles pour lesquels la forme doit être ressentie et vue afin d’être évaluée (comme un manche). Les applications s’étendent à travers l’ensemble des secteurs traditionnels, comme la santé et l’eau-assainissement-hygiène et ne sont en fait limitées que par la créativité des individus.

Les outils de conception assistée par ordinateur (Computer Aided Design en anglais, d’où l’acronyme CAD) permettent de représenter numériquement des objets à comprendre, modifier et tester. Cette compétence n’est pas facile à acquérir et Field Ready a travaillé avec d’autres structures pour trouver une solution (voir Encadré 2 ci-dessous). Des scanners 3D portables et de bureau sont utilisés pour convertir un objet existant en une représentation numérique qui peut être reproduite ou modifiée. Les scanners varient beaucoup de l’un à l’autre selon l’échelle et le détail de l’objet à scanner, depuis des versions de bureau pour scanner des petits objets jusqu’à de la technologie mobile avec caméra laser pour scanner des bâtiments entiers ou de grands artefacts culturels, comme les sculptures. Et à mesure que toutes ces technologies informatiques progressent, tous ces systèmes s’améliorent, devenant plus rapides, moins onéreux et plus puissants.

Les logiciels de conception assistée par ordinateur
Field Ready s’est associée à une excellente équipe de développeurs de l’Imperial College (Londres), qui a créé une première application pilote pour permettre aux acteurs de l’aide de fabriquer des tuyaux dont la taille est adaptée à la demande. Après quelques ajustements sur le modèle de raccord physique, l’application est partie à l’essai sur le terrain avec une imprimante 3D. La première impression réalisée avec l’application a été finalisée récemment au Népal. Le raccord d’eau fabriqué à l’aide de l’application (voir image ci-dessus) connecte un tuyau de 20 mm à un tuyau de 32 mm. Il est imprimé dans un plastique ABS de couleur naturelle à une température légèrement plus élevée que d’habitude sans aucun support matériel, cela afin de garantir que les couches se lient bien les unes aux autres et empêchent l’eau de passer à travers.

Le grand changement : les techniques numériques de fabrication

Les bénéfices des techniques numériques de fabrication, comme l’impression 3D, dépassent rapidement les coûts – et transforment de façon radicale la manière dont les besoins sont couverts lors d’une catastrophe. Parmi ces bénéfices, on trouve notamment :

• Permettre la production locale de pièces détachées complexes et la production en petite quantité d’articles qui ne sont pas facilement disponibles sur le terrain. On obtient ainsi les articles dont on a précisément besoin plutôt que des articles qui sont passés par toutes les étapes du réseau d’approvisionnement qui, lui, est basé sur l’offre et non sur la demande ;
• Rationalisation, modification et adaptabilité des articles pour qu’ils correspondent aux exigences locales ;
• Faciliter l’accès aux fournitures nécessaires. Des fournitures imprimées peuvent être disponibles sur le site plus rapidement que si elles devaient être livrées depuis un entrepôt ou un fabricant distant ;
• Éliminer le besoin d’emballer les articles pour le transport et réduire le nombre de livraisons ;
• Promouvoir des pratiques respectueuses de l’environnement. Le filament des imprimantes 3D – c’est-à-dire la matière plastique utilisée par les imprimantes – peut être recyclée et réutilisée.

L’impression 3D locale peut également renforcer l’implication de la communauté, permettant aux populations locales de se sentir propriétaires mais aussi de jouer un rôle dans la conception et l’amélioration de différents produits et services. Cette innovation peut même permettre de développer de nouveaux moyens de subsistance et de nouvelles entreprises. L’équipement et les compétences nécessaires à la création de fournitures destinées à l’urgence peuvent être réutilisés avec le temps dans la fabrication d’autres fournitures et articles.

Exemples d’études de cas

Fabriquer du matériel médical en Haïti

Field Ready a lancé en 2014 un test d’impressions 3D en Haïti avec divers partenaires : Real Hope for Haiti, qui gère une clinique dans le bord de Port-au-Prince ; Project Medishare, qui mène des activités médicales à Port-au-Prince et l’ONG Haïti Communitere.

Un travail de recherche mené avec des sages-femmes a révélé un problème de chaîne d’approvisionnement en ce qui concerne les pinces pour le cordon ombilical des nouveaux-nés (de simples attaches qui évitent de dangereuses infections). Pour ces articles, la principale chaîne d’approvisionnement est constituée de volontaires venus des États-Unis qui les ramènent dans leurs sacs à dos. La plupart des cliniques ne peuvent pas assurer un approvisionnement. Et lorsque ces articles sont disponibles sur le marché, ils coûtent en général 1 $, mais peuvent coûter jusqu’à 3 $. Une pince imprimée en 3D coûte seulement 0,60 $.

Les impressions réalisées sur site aboutissent à une réduction du risque de septicémie néonatale, tout en permettant au personnel médical de travailler de façon plus efficiente et plus sûre dans des zones de soins elles aussi plus sûres et plus performantes. Les articles complémentaires ont également réduit les probabilités de maladies transmises par les moustiques et permis à une clinique d’envisager des moyens alternatifs pour fournir aux patients amputés des prothèses de main. Des formations ont enfin été dispensées à du personnel local et expatrié.

En utilisant différents types d’imprimantes et de logiciels 3D, Field Ready a également fabriqué, testé et livré des dizaines d’articles utiles à diverses cliniques haïtiennes. L’organisation a ainsi imprimé un prototype unique de prothèse de main (utilisant seulement cinq pièces), trois articles pour réparer et améliorer les imprimantes, un porte-aiguilles « papillon » qui est utilisé pour collecter des échantillons sanguins, un prototype de tournevis, trois prototypes de colliers de serrage, deux prototypes de bouteilles et une maquette de régulateur de bouteille de gaz pour tester de façon précise des crochets en S utilisés pour suspendre du matériel médical dans des salles d’urgence bondées. Ce dernier article a servi à environ 60 patients et une douzaine d’acteurs de l’aide dans le cadre du projet pilote initial.

Pièces détachées et articles clés imprimés en 3D à Katmandou, Népal

Le Népal a des marchés locaux et des chaînes d’approvisionnement de bonne qualité. Ainsi, les organisations d’aide sont à même de se procurer la plupart des fournitures dont elles ont besoin localement et de bons liens internationaux permettent de faire venir les autres fournitures. Malgré cela, le contexte politique qui évolue rapidement, les attentes importantes aux frontières et les frais de douane élevés peuvent perturber ces chaînes d’approvisionnement. En outre, ces problèmes se sont encore aggravés suite au tremblement de terre d’avril 2015.

D’importantes difficultés ont été rencontrées pour se procurer des composants rares (composants particulièrement complexes provenant de produits de marque fabriqués en Europe ou aux États-Unis), de même que des oublis étranges dans les chaînes locales d’approvisionnement, comme des raccords en plastique pour connecter des tuyaux d’eau. Les formes complexes impliquées par de tels articles les rendent difficiles et excessivement chers à fabriquer en utilisant des techniques conventionnelles, même par des mécaniciens et des artisans népalais. Certains produits disponibles sur le marché népalais ne respectaient pas les cahiers des charges et les normes des agences de l’aide (par exemple, des seaux avec des recoins où les bactéries peuvent se développer). L’organisation travaille désormais avec d’autres, dont World Vision-Népal, dans le laboratoire d’innovation de ce dernier basé à Katmandou.

Lors d’une visite initiale à l’hôpital Grande International Hospital de Katmandou, Field Ready a trouvé de nombreux équipements endommagés et abandonnés issus de dons. Parmi ceux-ci, cinq couveuses pour bébé, dont trois présentant le même défaut : des clips d’angle cassés qui servent à maintenir ensemble les côtés du lit chauffant. Des tentatives ont été faites pour les réparer en utilisant du chatterton et en fabriquant à grand peine des crochets en métal, mais cela s’est avéré dangereux. Les pièces d’angle étaient un composant sur mesure et les couveuses étaient du matériel déjà ancien dont les pièces détachées ne pouvaient plus être achetées. Un ingénieur du personnel a conçu une nouvelle pièce pour les angles (cherchant à renforcer cette partie qui avait été cassée dans les articles originaux), l’a imprimée et testée, avant de modifier sa conception initiale. Lors d’une visite ultérieure, l’ingénieur en chef de l’hôpital a dit que les nouveaux angles tenaient mieux que les originaux et étaient par ailleurs plus jolis. De nouvelles pièces ont ensuite été imprimées avec succès pour réparer toutes les couveuses.

À une autre occasion, des logisticiens et des équipes WASH d’Oxfam et Save the Children basés à Katmandou ont identifié comme problème clé le manque de véritables raccords de tuyaux. La visite du camp de personnes déplacées internes de Barhabise, dans le district de Sindhupalghowk, a permis d’identifier le besoin évident de raccords en plastique pour des tuyaux d’eau. Le camp utilisait des raccords improvisés à partir de tuyaux emboîtés les uns dans les autres, de raccords en métal inadéquats et de chambres à air de vélo, raccords qui étaient souvent mal fixés et comportaient des fuites. Quelques heures plus tard, un plan de raccord pour connecter deux tuyaux était dessiné et imprimé dans le camp sur une imprimante 3D alimentée par une batterie de voiture. Le raccord de tuyaux, qui coûte environ 0,40 $ à imprimer, a été utilisé pour connecter des tuyaux qui fournissent de l’eau à 18 foyers (environ 75 personnes). Lors d’une seconde visite quelques mois plus tard, le raccord était toujours en place et fonctionnait bien, sans la moindre fuite et sans dégradation du plastique.

La promesse de formidables avancées : des opportunités devant nous

Même si les technologies numériques de fabrication sont plus que prometteuses dans le domaine de l’aide, de nombreux défis à la fois humains et techniques restent à surmonter si l’on veut que l’impression 3D et les techniques qui lui sont associées soient plus largement utilisées dans le secteur. Parmi ces difficultés, on peut lister : le coût, les compétences, la technologie appropriée et le passage à une plus grande échelle. Travailler avec des partenaires et la communauté humanitaire dans son ensemble offre de plus grandes chances de répondre à ces défis.

Le coût est un problème central car les imprimantes 3D de base coûtent à peu près le prix d’un ordinateur portable haut de gamme (entre 1.000 et 3.000 $ mais certaines sont beaucoup moins chères). Par ailleurs, même si l’impression 3D est efficace pour fabriquer des pièces de rechange, elle n’est pas capable à ce jour de remplacer les innombrables produits disponibles via la traditionnelle chaîne d’approvisionnement. En outre, il existe peu de normes aujourd’hui concernant les articles imprimés et l’on ne sait pas trop ce qui peut émerger aux niveaux national ou international.

L’impression 3D demande une formation, mais elle est assez simple pour que les communautés affectées puissent apprendre à développer leurs propres idées, transmettre leurs compétences et répondre à leurs besoins en termes humanitaires et de moyens de subsistance. Les compétences de base pour utiliser une imprimante peuvent être acquises en quelques heures (si la personne possède déjà les bases en matière d’informatique) mais cela peut prendre beaucoup plus de temps pour ce qui est d’acquérir une maîtrise approfondie.

Il faut également prendre en compte les problèmes de durabilité, d’alimentation en énergie, d’interopérabilité entre les marques et les types d’imprimante 3D et de consommables, ainsi que de justesse et de pertinence des modèles ou encore les conditions plus ou moins favorables sur le terrain. Les matières premières nécessaires à l’impression de nouveaux objets peuvent être trouvées sur le terrain mais l’amélioration de leur recyclage demandera des travaux de recherche et de développement.

Il sera donc essentiel de trouver comment améliorer la mise à l’échelle appropriée de ces techniques pour que la fabrication hyperlocale tienne ses promesses. Ainsi, dans le cadre d’un travail en collaboration avec des ONG internationales et d’autres organisations humanitaires, le fait de mettre en place des projets permettant de vérifier les nouvelles technologies et de lever les obstacles à l’adoption constitue une opportunité inexploitée pour aider les acteurs de l’aide à voir comment l’impression 3D pourrait contribuer à leur action.

L’utilisation de l’impression 3D dans le cadre de la fabrication hyperlocale d’objets en est encore à ses premiers pas, mais ses premières répercussions commencent déjà à faire tache d’huile sur le terrain. Les prochaines avancées dépendent de l’intégration d’une approche multidisciplinaire impliquant à la fois expertise humanitaire et technique, des modèles de conception centrés sur l’humain et du renforcement de capacités, ainsi que des collaborations innovantes qui ouvriront la voie à de nouveaux types de résolution des problèmes.

Le coût de l’aide humanitaire continue à augmenter et les communautés ne peuvent pas se permettre de manquer l’opportunité que leur offre la fabrication hyperlocale pour aller de l’avant. Grâce à des efforts réfléchis pour améliorer la chaîne d’approvisionnement logistique, la fourniture de capacités d’urgence, les produits spécialisés et la fabrication sur site dans des lieux particulièrement reculés juste après une catastrophe deviendront la nouvelle norme lorsque les chaînes d’approvisionnement classiques échouent.

Eric James, co-fondateur et directeur de Field Ready ;
Laura James, ingénieur-conseil auprès de Field Ready et co-fondatrice de Makespace, a community inventing shed ;
Barbara Myers, chargée de communication de Field Ready et présidente de Crimson Communications Inc.