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A l’ère du numérique, le secteur du BTP subit une grande effervescence. Les acteurs du bâtiment sont de plus en plus réceptifs aux innovations leur permettant d’assurer une gestion optimale du projet et sa viabilité. De nouvelles pratiques axées sur une meilleure gestion de l’information et mêlant l’humain aux nouvelles technologies ont été adoptées et se démocratisent peu à peu.  Avec la gestion intelligente des données, des nouveaux modes opératoires émergent au sein même du chantier : l’étape de la réalisation du projet se voit à son tour bouleversée par l’introduction de nouveaux procédés. Nous nous intéresserons à l’un des plus révolutionnaires : la technologie de l’impression 3D appliquée au bâtiment, une technologie qui sculptera surement les villes de demain !

Les chercheurs voient toujours plus grand

Apparue il y a une trentaine d’année principalement pour la mise en forme d’objets en résines et en matières plastiques, cette technologie a très vite attiré la convoitise des chercheurs et acteurs du BTP. L’idée a commencé à germer bien avant la révolution numérique : dans les années 1950, des chercheurs esquissaient déjà des machines capables de concevoir des bâtiments en un seul tenant, l’ancêtre de ce procédé étant la préfabrication.

Les premières imprimantes 3D pour le bâtiment ont réellement été développées dans les années 2000, grâce aux moyens techniques devenus bien plus à la portée qu’à l’époque. Ce n’est qu’en 2010 que le procédé est arrivé à maturation. Le professeur Behrokh Khoshnevis, à la tête de la société « Contour Crafting »,  a développé ses recherches à l’Université de Californie du Sud (USC) créant la technique portant le même nom : Un mode de fabrication additif basé sur une mise en œuvre par superposition de couches de matériau sous une forme pâteuse, à partir d’un modèle 3D. La machine mise au point par son équipe permettait une impression à une échelle considérablement plus grande que celles qui existaient jusqu’alors sur le marché, avec la possibilité de la déplacer sur le chantier pour une réalisation in-situ.

L’offre s’est aujourd’hui diversifiée et le développement de ces techniques intelligentes s’accélère, notamment grâce aux coopérations universités/entreprises. Quels sont donc les avantages de l’impression 3D pour le bâtiment ?

L’impression 3D, des avantages en 3D pour nos bâtiments, la ville et la planète!

L’avantage le plus important de l’impression 3D est sans doute l’économie de temps et la réduction des délais de livraison. Des opérations de maisons individuelles ont été réalisées en moins de 24h par le constructeur chinois « Winsun ».

La société américaine « Apis Cor » qui réalisé en 2017 une maison de 38m² à Moscou en Russie, entièrement imprimée en 3D. On évoque d’ailleurs très souvent l’utilité de ce mode constructif dans le cas de catastrophes naturelles nécessitant de reloger rapidement des rescapés ou bien encore pour pallier à la  ghettoïsation des villes par la prolifération de bidonvilles dans certaines régions du monde.

Les constructeurs parlent également d’économies importantes en termes de coûts, pour une meilleure fiabilité des prévisions de départ, la plus grande perte étant due au gaspillage sur le chantier.  Il y aurait en effet jusqu’à 30 % de déperdition de matériaux en moins à l’exécution grâce à l’impression 3D.

Autre exploit de ce procédé, la réduction de l’impact sur l’environnement. Avec une diminution qui atteindrait 40 % d’émission de CO2 comparé à un chantier classique très polluant, un enjeu majeur du secteur serait réalisé. Les imprimantes à bras génèrent également beaucoup moins de bruit défiant les modes d’opération habituels généralement fortement bruyants.

Libérer “le geste architectural” des contraintes de mise en oeuvre

Pour le bonheur des architectes, les constructeurs mettent en avant l’apport pour la liberté du geste du concepteur. La précision de la machine et  la technique de fabrication par addition, permettent toutes les fantaisies et la réalisation des géométries les plus complexes, une fois la machine renseignée par le modèle 3D. La diversité de choix de matériaux renforce cette liberté esthétique. Bien que l’on utilise communément du béton dans les réalisations imprimées, de plus en plus de matériaux sont développés et adaptés à la machine, respectant des caractéristiques de malléabilité et les contraintes de temps de séchage et de solidité.

Il existe toutefois quelques limites qui empêchent un usage franc et complet de ce procédé.

Les mises au point à faire concernent surtout l’aspect structurel qui est encore au stade d’expérimentations. Des solutions commencent à voir le jour : La startup française xtreeE, a pu réaliser un poteau structurel de 4 m en utilisant un béton fibré adapté à la machine, constitué de fibres remplaçant les armatures assurant ainsi une résistance à la traction.

Manel Ben Amar