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GCRI · Industrie avancée et robotique

Matériaux et fabrication

New materials and manufacturing methods, from advanced alloys and composites to additive manufacturing and precision processes, change what can be made and where. They also bring new quality, safety and supply questions. This page sets out how materials and manufacturing innovation reaches production, how quality and capacity are measured, and what evidence serves the manufacturers, standards bodies and agencies involved.

01Registre

Materials and manufacturing on the record.

02La question

Materials and manufacturing: how the risk develops.

Advanced materials, additive processes and circularity. The dossier below sets out how the risk develops, what is measured, where the data come from, how it is modelled and who decides.

Mécanisme

Qualification takes longer than invention

A new material or process must be qualified for each application, with testing and certification by customers and regulators. This often takes years.

Mécanisme

Additive manufacturing changes supply

3D printing allows local, on-demand production of complex parts, but quality varies with machine, material and process settings.

Mécanisme

Quality depends on process control

Variability in raw materials and processes leads to defects. Statistical process control and inspection keep quality within limits.

Mécanisme

Inputs can be scarce

Speciality materials, powders and alloys may come from few suppliers, exposing manufacturers to shortages and price swings.

03Géographie

Exposition des infrastructures en Allemagne.

Lumières nocturnes, densité de population et eaux de crue sur l'Allemagne, d'après NASA GIBS. Chaque couche porte sa propre date.

La carte interactive requiert JavaScript ; la liste des couches et les sources figurent ci-dessous.

Couches 3

Exposition des infrastructures, pour cette page

À propos de cette couche
Preuves
Observé
Sources
VIIRS Black Marble (VNP46A2) (NASA LAADS DAAC)
Fournisseur
NASA LAADS DAAC
Licence
Données ouvertes de la NASA
Millésime
quotidien ; radiance satellitaire, corrigée de la lumière lunaire et de l'atmosphère
Les plus récents à la construction
2026-10-12
Résolution
grille d'environ 500 m
Incertitude
Radiance nocturne satellitaire pour la date indiquée ; les lumières sont un indicateur indirect de la consommation d'électricité et des pannes, et non une mesure de l'approvisionnement ou de l'accès.
Accessible par
gibs.earthdata.nasa.gov, uniquement après que vous avez autorisé la carte en direct
À propos de cette couche
Preuves
Estimé
Sources
Gridded Population of the World v4.11 (NASA SEDAC (CIESIN, Université Columbia))
Fournisseur
NASA SEDAC (CIESIN, Université Columbia)
Licence
CC BY 4.0
Millésime
null ; estimation fondée sur le recensement, statique (2020)
Résolution
grille d'environ 1 km
Incertitude
Estimation fondée sur le recensement du nombre d'habitants par kilomètre carré en 2020, présentée comme contexte d'exposition ; ce n'est pas un décompte des personnes touchées par un aléa.
Accessible par
gibs.earthdata.nasa.gov, uniquement après que vous avez autorisé la carte en direct
À propos de cette couche
Preuves
Observé (les nuages laissent des lacunes)
Sources
Produit VIIRS d'inondation mondiale (NASA LANCE)
Fournisseur
NASA LANCE
Licence
Données ouvertes de la NASA
Millésime
quotidien ; détection satellitaire ; les nuages laissent des lacunes
Les plus récents à la construction
2026-10-14
Résolution
grille d'environ 250 m
Incertitude
Détection satellitaire ; les nuages laissent des lacunes. Raster satellitaire ou de modèle tel que le fournisseur le publie. Les nuages, les lacunes de fauchée et les erreurs de restitution laissent des lacunes et du bruit ; les valeurs sont des indicateurs, et non des mesures en un lieu donné.
Accessible par
gibs.earthdata.nasa.gov, uniquement après que vous avez autorisé la carte en direct
À propos de cette couche
Preuves
Observé
Sources
VIIRS NOAA-20, réflectance corrigée (NASA LANCE)
Fournisseur
NASA LANCE
Licence
Données ouvertes de la NASA
Millésime
quotidien ; image satellitaire
Les plus récents à la construction
2026-10-14
Résolution
grille d'environ 250 m
Incertitude
Image satellitaire. Raster satellitaire ou de modèle tel que le fournisseur le publie. Les nuages, les lacunes de fauchée et les erreurs de restitution laissent des lacunes et du bruit ; les valeurs sont des indicateurs, et non des mesures en un lieu donné.
Accessible par
gibs.earthdata.nasa.gov, uniquement après que vous avez autorisé la carte en direct
À propos de cette couche
Preuves
Modélisé (dernière année publiée par GIBS)
Sources
MODIS Terra et Aqua, occupation du sol (MCD12Q1) (NASA LP DAAC)
Fournisseur
NASA LP DAAC
Licence
Données ouvertes de la NASA
Millésime
annuel ; classification satellitaire ; dernière année publiée par GIBS
Les plus récents à la construction
2024-01-01
Résolution
grille d'environ 500 m
Incertitude
Classes d'occupation du sol par satellite pour l'année indiquée, y compris les terres cultivées ; une classification comportant des erreurs connues, et non un registre des exploitations agricoles.
Accessible par
gibs.earthdata.nasa.gov, uniquement après que vous avez autorisé la carte en direct
À propos de cette couche
Preuves
Observé (les nuages laissent des lacunes)
Sources
MODIS Terra EVI (NASA LANCE)
Fournisseur
NASA LANCE
Licence
Données ouvertes de la NASA
Millésime
quotidien ; indice satellitaire ; les nuages laissent des lacunes
Les plus récents à la construction
2026-10-13
Résolution
grille d'environ 250 m
Incertitude
Indice de végétation par satellite sur les 8 jours précédant la date indiquée, un indicateur de l'état des habitats ; ce n'est pas une mesure des espèces ni de la biodiversité.
Accessible par
gibs.earthdata.nasa.gov, uniquement après que vous avez autorisé la carte en direct

Dernière version disponible

NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © contributeurs d'OpenStreetMap (ODbL) · Natural Earth

Chargement des dernières images de la NASA.

Faites glisser pour déplacer. Ctrl ou ⌘ et défilement, pincement ou boutons pour zoomer ; survolez pour lire les valeurs sous le pointeur ; la réinitialisation ramène à la région.

Exposition des infrastructures, cadrée sur l'Allemagne.Produits satellitaires et de modèles tels que la NASA les publie, chacun avec sa propre date. Ce sont des indicateurs, non des évaluations d'un lieu quelconque.

Données : NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © contributeurs d'OpenStreetMap · Natural Earth · NASA EONET · U.S. Geological Survey · NASA JPL OPERA DIST-ALERTSources et licences

  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). Données ouvertes de la NASA
  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). Données ouvertes de la NASA
  • Lumières nocturnes VIIRS Black Marble, NASA Goddard Space Flight Center ; distribuées par le NASA Level-1 and Atmosphere Archive and Distribution System (LAADS DAAC) ; imagerie via NASA GIBS. Couleurs redessinées d'après la palette publiée ; valeurs moyennées dans des cellules hexagonales lorsque affichées (modifié). Données ouvertes de la NASA
  • Center for International Earth Science Information Network (CIESIN), Columbia University. 2018. Gridded Population of the World, Version 4 (GPWv4): Population Density, Revision 11. NASA Socioeconomic Data and Applications Center (SEDAC). Sous licence CC BY 4.0. Couleurs redessinées à partir de la palette publiée ; valeurs moyennées dans des cellules hexagonales lorsque présentées (modifié). doi:10.7927/H49C6VHW. CC BY 4.0
  • Produits VIIRS en quasi-temps réel (inondation, température de surface terrestre, couverture neigeuse, réflectance corrigée), NASA LANCE ; imagerie via NASA GIBS. Couleurs redessinées d'après la palette publiée ; valeurs moyennées dans des cellules hexagonales lorsque affichées (modifié). Données ouvertes de la NASA
  • Produits terrestres MODIS (indices de végétation, production primaire brute, occupation du sol), NASA LP DAAC et LANCE ; imagerie via NASA GIBS. Couleurs redessinées d'après la palette publiée ; valeurs moyennées dans des cellules hexagonales lorsque affichées (modifié). Données ouvertes de la NASA
  • ASTER GDEM est un produit du METI et de la NASA (ASTER Global Digital Elevation Model V003, NASA LP DAAC) ; imagerie via NASA GIBS. Couleurs redessinées d'après la palette publiée ; valeurs moyennées dans des cellules hexagonales lorsque affichées (modifié). Citer comme : NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems and U.S./Japan ASTER Science Team (2019). ASTER Global Digital Elevation Model V003. doi:10.5067/ASTER/ASTGTM.003. Données ouvertes de la NASA
  • Réalisé avec Natural Earth. Données cartographiques vectorielles et matricielles libres sur naturalearthdata.com. Domaine public
  • © Contributeurs d'OpenStreetMap (ODbL), via NASA GIBS (côtes, frontières, routes et noms de lieux). Couleurs redessinées d'après la palette publiée ; valeurs moyennées en cellules hexagonales lorsqu'elles sont affichées (modifié). ODbL
  • Blue Marble, NASA Earth Observatory ; imagerie via NASA GIBS. Couleurs redessinées d'après la palette publiée ; valeurs moyennées dans des cellules hexagonales lorsque affichées (modifié). Données ouvertes de la NASA
  • Contexte sur le globe et la carte plane : côtes, frontières, routes et toponymes issus des couches de référence NASA GIBS (données OpenStreetMap, ODbL, © contributeurs d'OpenStreetMap) ; imagerie Blue Marble comme fond facultatif ; relief 3D et lecture de l'altitude à partir de l'indice de couleur d'altitude ASTER GDEM (classes de 5 m à 200 m, exagérées pour la lisibilité). Les frontières sont tracées telles que publiées et n'impliquent aucune position sur un territoire.
  • Événements en direct : suivi des événements naturels de l'Observatoire de la Terre de la NASA (EONET) ; les événements sont indicatifs et conservent les liens de leur source d'origine.
  • En direct : les événements NASA EONET sont indicatifs et ne constituent pas des alertes officielles.
  • En direct : U.S. Geological Survey. Les événements sont indicatifs et ne constituent pas des alertes d'autorités.
  • Observed (EO): NASA JPL OPERA DIST-ALERT (contains modified Copernicus Sentinel data 2026). We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • NASA GIBS: We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • Prévision du débit des cours d'eau sur 30 jours, avec fourchette (GloFAS via Open-Meteo) : contient des informations modifiées du service de gestion des urgences Copernicus 2026 ; ne constitue pas une alerte de crue.
  • Données météorologiques d'Open-Meteo.com (https://open-meteo.com/), sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
  • Les couches facultatives (12 sources dans la liste des couches : en direct, prévision, observées et contexte) affichent le crédit de leur fournisseur sur la carte et ici lorsqu'elles sont activées ; les prévisions sont des sorties de modèles et les indices dérivés sont des estimations.

Couches et dates

  • Lumières nocturnes, quotidien : VIIRS Black Marble (VNP46A2), NASA LAADS DAAC · 12 oct. 2026
  • Densité de population, 2020 : Population : CIESIN, Columbia University, Gridded Population of the World v4.11 (2018), NASA SEDAC, CC BY 4.0 · statique
  • Eaux de crue, composite sur 3 jours : VIIRS Global Flood Product, NASA LANCE · 14 oct. 2026
  • Couleurs naturelles : réflectance corrigée VIIRS NOAA-20, NASA LANCE · 13 oct. 2026
  • Type de couverture terrestre (IGBP), annuel : MODIS Terra and Aqua land cover (MCD12Q1), NASA LP DAAC · 2024
  • Indice de végétation amélioré, glissant sur 8 jours : MODIS Terra EVI, NASA LANCE · 13 oct. 2026

04À travers les domaines

New materials and methods change supply and safety across domains.

05Simulateur

Un choc à travers une économie entrées-sorties.

Une perte de production dans un secteur se propage via les coefficients techniques à ses fournisseurs et clients, et se résorbe au rythme que vous fixez ; les coefficients sont des valeurs pédagogiques, pas des comptes nationaux. Modèle pédagogique aux valeurs illustratives déclarées, pas une prévision. La carte de cette page montre l'Allemagne ; le modèle lui-même n'est lié à aucun lieu.

Commandes

Secteur touché en premier (position dans la liste)
0
Ampleur du choc
30 % de sa production
Durée du choc
30 days
Taux de rétablissement
0.08 par jour
Jours simulés
180 days

Relevés

Production perdue sur la période
0.65% of a year’s output
Total sur direct (multiplicateur)
1.80 times
Autre secteur le plus touché
Services
Son pic d'inopérabilité
4.2%
Chiffres, méthodes et sources
SecteurInopérabilité maximale (%)Poids de la production (%)
Agriculture30.2013.1
Énergie2.8025.4
Fabrication0.4711.2
Transports et ports0.3720.1
Commerce3.9018.4
Services4.1711.8

Méthodes

  1. Analyse entrées-sorties Leontief (1936); Miller and Blair (2009), Input-Output Analysis, Cambridge University Press
  2. Modèle entrées-sorties d'inopérabilité Haimes and Jiang (2001), Journal of Infrastructure Systems 7
  3. Inopérabilité dynamique et relèvement Lian and Haimes (2006), Systems Engineering 9
  4. Éventail d'incertitude (Monte Carlo sur les paramètres) Spiegelhalter, Pearson et Short (2011), Visualising uncertainty about the future, Science 333
  5. Sensibilité un facteur à la fois (tornade) Saltelli and others (2008), Global Sensitivity Analysis: The Primer, Wiley

Données

The model runs on the teaching values set by the controls. To calibrate it for a place, read it against these admitted layers and series, which this page’s map can draw:

  • Ports maritimes Natural Earth
  • Points d'étranglement maritimes Nexus (détroits et canaux nommés, à leurs coordonnées publiées)
  • Chemins de fer Natural Earth
  • Routes principales Natural Earth
Un choc à travers une économie entrées-sorties. Modèle pédagogique illustratif : il fonctionne avec les valeurs fixées par les commandes, et non avec des données mesurées. Méthodes : analyse entrées-sorties (Leontief (1936) ; Miller et Blair (2009), Input-Output Analysis, Cambridge University Press) ; modèle entrées-sorties d'inopérabilité (Haimes et Jiang (2001), Journal of Infrastructure Systems 7) ; inopérabilité dynamique et rétablissement (Lian et Haimes (2006), Systems Engineering 9).
06Indicateurs

Ce qui est mesuré, et avec quelle qualité.

Chaque indicateur porte son unité, sa périodicité, le type de source qui le sous-tend et l'étiquette de preuve que porterait une valeur. Aucune valeur n'est affichée : un programme les fournit sous sa propre autorité.

IndicateurUnitéFréquenceType de sourceÉtiquette
Manufacturing value addedshare of gross domestic productannuelComptes nationauxStatistiques publiées
Additive manufacturing adoptionpercent of firmsper surveyBusiness surveysDÉCLARÉ
Defect rateparts per millionmensuelQuality recordsOBSERVÉ
Process capabilitycapability indexper processStatistical process controlOBSERVÉ
Materials R&D expenditurecurrency unitsannuelR&D statisticsStatistiques publiées
Product recalls for manufacturing defectsnombreannuelRegulator recall databasesStatistiques publiées
07Simulateur de jumeau et de cascade

Model materials and manufacturing as a system. Run the cascade.

Assembled from the Nexus Standards area profile Industrie et fabrication: the hazards it names, the systèmes and sectors that carry the loss, the controls that dampen it and the data that observe it. Choose the components, pick an initiating hazard and step through the cascade. The Map view places the run on an example geography with open data. Every coupling weight is a stated assumption you can change. A teaching model, not a forecast, an assessment or a certification. To model a place of your own choosing, open the full Constructeur de systèmes.

Aléas

  • Natech event
  • Rupture de barrage
  • Crue fluviale (déclenché en aval)
  • Flash flood (set off downstream)
  • Déplacements massifs (déclenchés en aval)
  • Chemical spill or leak (set off downstream)
  • Emergency-response overload (set off downstream)
  • Panne d'électricité généralisée (déclenchée en aval)
  • Déficit d'approvisionnement en eau (déclenché en aval)
  • Toxic gas release (set off downstream)
  • Industrial fire (set off downstream)

Commandes

  • NS-0 Constitution et principes
  • NS-9 UNI contextuels (déploiements, instances, instances de programme)
  • NS-11 Vérification et suivi (éléments probants, attestations, observation de la conformité zero trust)
  • NS-12 Artefacts logiciels, de modèles et d’IA/ML (chaîne d’approvisionnement, fiches de modèle, fiches de jeux de données)
  • NRS-H60 Famille d'aléas : perturbation des chaînes d'approvisionnement et des flux (NHS-1 sys.supply-chain)
  • NRS-H50 Famille d'aléas : accidents industriels et de procédés (NHS-1 infra.industrial)
  • NRS-H109 Famille d'aléas : défaillances des technologies de la transition énergétique (NHS-1 tech.energy-transition)
  • NRS-X10 Sûreté chimique, industrielle, nucléaire et radiologique
  • NRS-H54 Famille d'aléas : perturbation des signaux et des plateformes (NHS-1 cyber.platform)
  • NRS-K14 Profil de pack de domaine : industrie manufacturière (DOMAIN-014)

Observation

  • eMARS Major Accident Reporting System (listed for reference)
  • World Development Indicators (listed for reference)
  • ILOSTAT (listed for reference)
  • Manufacturing value added as a proportion of GDP and per capita
  • CO2 emission per unit of value added
  • Manufacturing, value added (% of GDP)
  • Direct economic loss to all other damaged or destroyed productive assets attributed to disasters

Géographie d'exemple

  • The Strait of Malacca: 227 hexagonal cells
  • Lumières nocturnes de ce soir, pannes (VIIRS Day/Night Band), NASA GIBS
  • Eaux de surface à travers les nuages, 30 m (radar OPERA DSWx-S1), NASA GIBS
  • Intensité des précipitations, dernière demi-heure (IMERG), NASA GIBS
  • Humidité du sol en surface (SMAP), NASA GIBS
08Sources

D'où proviennent les données probantes.

Jeux de données publics et registres institutionnels nommés, chacun avec sa catégorie de licence. Les sources fournies dans le cadre d'accords ne sont utilisées que selon leurs conditions et ne sont jamais republiées.

SourcesCe qu'elle apporteCatégorie de licence
UNIDO industrial statisticsManufacturing value added and production by sectorPublic, UNIDO terms
OECD Main Science and Technology IndicatorsR&D spending by sectorPublic, OECD terms
NIST additive manufacturing resourcesMeasurement science and standards for additive processesPublic domain, US government
ISO/ASTM 52900 seriesTerminology and standards for additive manufacturingLicensed standards, purchase required
Regulator recall databasesRecalls by product and causeRegistres publics, conditions propres à chaque régulateur
09Méthodes et preuves

How materials and manufacturing is modelled, measured and tested.

Le modèle, ses hypothèses, ses données et son incertitude, sous la forme qu'un scientifique ou un ingénieur vérifierait. Les structures suivent des méthodes publiées. Les valeurs représentées sont illustratives, ce ne sont pas des résultats.

Modèle de système

The couplings between the systems in materials and manufacturing: signs of influence, a reinforcing and a balancing loop, and cross-links where stress jumps.

++−++IndustrieTravailCommerceCommunautésÉconomieR renforçanteB équilibrage
Causal loop diagram from the page’s systems; signs show the direction of influence. Illustrative structure for a system dynamics or network model, not estimated couplings.
Principes directeurs FAIR · GO FAIR et FORCE11W3C PROV · World Wide Web ConsortiumOrientations sur le traitement cohérent des incertitudes · GIECCEOS Analysis Ready Data · Comité sur les satellites d'observation de la Terre
10Décisions

Qui décide, et à quoi servent les données probantes.

Advanced Industry and Robotics prepares evidence. The decisions below are taken by the authorities named, under their own rules, and never by the platform.

Qui décideLa questionDonnées probantes servies par cette page
ManufacturersWhich materials and processes to adopt and how to qualify themQualification reviews; quality data
Standards bodies and regulatorsWhat testing and certification to requireQuality and recall evidence
Industry ministriesWhere to support manufacturing capabilityValue added and R&D evidence

Résultats que produit ce thème

  • Qualification pathway reviews for new materials and processes
  • Quality and recall trend analyses
  • Speciality input supply assessments
  • Evidence notes for manufacturing policy
11Questions essentielles

Ce que se demandent les experts.

  1. 01

    How do new materials behave over time?

    Fatigue, ageing, fire behaviour and failure modes that differ from familiar materials.

  2. 02

    Is additive manufacturing reliable?

    How defects arise in printed parts and how quality is assured.

  3. 03

    What hazards do new materials pose?

    Exposure to fine particles, reactive substances and fumes during production and recycling.

  4. 04

    Where do materials come from and go?

    Supply of critical inputs and recovery at end of life.

12Mécanismes

What drives the risk.

Advanced materials often outperform traditional ones in strength, weight or conductivity, but their long-term behaviour is less well documented. Composites can fail without visible warning; some battery chemistries carry thermal runaway risk.

Additive manufacturing enables complex parts and distributed production. Its quality depends on process parameters, powder quality and post-processing, and internal defects may be hard to detect without specialised inspection.

Many advanced materials depend on concentrated supplies of critical minerals, exposing manufacturers to geopolitical and trade disruption.

Circularity is harder for complex materials. Composites, multi-material products and nanomaterials are difficult to separate and recycle, so design for recovery matters from the outset.

Digital production adds a further layer. Additive manufacturing relies on design files and process parameters that can be copied, altered or corrupted, so the integrity of digital inputs becomes part of product quality.

13Méthodes et limites

Comment les données probantes sont recueillies, et où elles s'arrêtent.

Méthode ou donnéesCe qu'il montreSa limite
Materials testingMechanical and fire performanceLaboratory conditions differ from service
Non-destructive inspectionInternal defects in partsDetection limits vary by method
Life-cycle assessmentEnvironmental burdens across stagesSensitive to boundaries and data
Supply-chain mappingSources of critical inputsOpaque beyond first-tier suppliers
15Where this page’s references

Where this page’s references lead.

Les organismes et documents à l'aune desquels cette page se lit. Les statuts et éditions changent ; chaque lien mène à l'organisme émetteur.

16Questions

Questions et réponses.

What is additive manufacturing?
Building parts layer by layer from digital designs, often called 3D printing, using polymers, metals or other materials.
Why does qualifying new materials take so long?
Because each use must show the material performs reliably under its conditions, through testing and certification by customers and regulators.
What is statistical process control?
Monitoring a production process with statistical methods to detect unusual variation before it causes defects in products.
Are printed parts as strong as conventional ones?
They can be, when process and inspection are well controlled. Performance depends heavily on parameters and post-processing.
Does the platform qualify materials?
No. It publishes research. Qualification is the work of manufacturers, standards bodies and regulators.
Why link materials with circularity?
Because design decisions about materials largely decide whether a product can be repaired, reused or recycled.
RapportsContribuer

Apportez des éléments de preuve depuis cette page.

Rapports is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.

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