Comment l’impression 3D Béton peut-elle bouleverser le BTP et l’architecture ?

Une maison imprimée en seulement 24h en Russie (mars 2017), un pont cyclable de 8 mètres de long à Amsterdam (octobre 2017) ou encore un pavillon social de 95m2 à Nantes (mars 2018)…

Ces dernières années, les expérimentations de la fabrication additive, ou impression 3D, dans le secteur du BTP et de l’architecture se sont multipliées.

Formes architecturales complexes ou oubliées, créativité, gain de temps et réduction de l’impact environnemental et écologique du BTP, les promesses de l’impression 3D béton sont nombreuses et séduisantes.

Si cettetechnologie reste pour le moment au stade expérimental dans le secteur de la construction, chercheurs, étudiants et industriels sont venus l’étudier lors de Dixite3D, un symposium consacré à la fabrication additive pour la construction, qui s’est déroulé du 15 au 18 janvier à l’école des Ponts ParisTech à Champs-sur-Marne (Seine-et-Marne).

On fait le point pour vous dans notre article du jour.

« Créer une dynamique de communauté autour de l’impression 3D béton »

Chaque test effectué dans le domaine est presque toujours suivi d’un engouement médiatique important. L’objectif de ce symposium était donc à l’inverse de « faire en sorte qu’il y ait d’autres arguments que l’effet de nouveauté », comme l’explique Romain Mesnil, responsable de la plate-forme Build’In de l’Ecole des Ponts ParisTech, dédiée à la digitalisation et l’automatisation de la construction.

L’idée est donc de « créer une dynamique de communauté autour de l’impression 3D béton ».

Le symposium Dixite3D, issue du projet DiXite (financé par l’I-Site de Paris-Est Future), avait justement pour but d’aller dans ce sens. Il était co-organisé par la start-up française XtreeE, spécialisée dans l’impression 3D béton et par Hal Robotics, programmeur du robot réalisant l’impression 3D Béton.

Une technologie expérimentale mais prometteuse !

La fabrication additive est déjà bien présente dans d’autres secteurs, comme dans l’industrie manufacturière par exemple, notamment pour la conception de petites et moyennes pièces. Elle demeure encore à l’état de test dans le BTP et l’architecture.

Programmation et bonne formule pour le béton

Si dans l’industrie d’une manière générale les robots répètent systématiquement les mêmes gestes, ce n’est pas du tout le cas dans le secteur de la construction.

La programmation de ce type de robot reste donc complexe.

L’autre facteur de succès tient à la bonne formulation du béton utilisé. Romain Duballet, co-fondateur de XtreeE, précise que« le mélange doit être suffisamment résistant pour tenir sans coffrage tout en ne séchant pas trop rapidement pour que la couche déposée adhère à la précédente ».

Pour atteindre cet objectif, le béton est agrémenté d’un adjuvant à base de polymère.

Les industriels du secteur des matériaux ont d’ores et déjà investi le terrain, à l’image du français Lafarge ou du suisse Sika, qui ont tous deux développé leur recette maison pour ce type de béton.

Formes architecturales complexes ou oubliées : la construction traditionnelle renforcée grâce à l’impression 3D Béton

Les principaux acteurs de l’impression 3D ne visent absolument pas à remplacer la construction traditionnelle. Au contraire, l’intérêt de cette technologie est de venir compléter et renforcer les procédés actuels.

Pour Romain Mesnil, « refaire ce qui peut se faire avec du béton banché avec l’impression 3D n’a que peu d’intérêt », puisque, pour des structures simples, le surcoût financier de cette technologie par rapport aux méthodes classiques reste, pour le moment en tout cas, trop important.

C’est donc pour la réalisation de pièces plus complexes qu’intervient cette technologie. Elle offre en effet un temps de production réduit et un coût quasi identique à la conception d’une pièce simple.

Le robot de XtreeE peut par exemple imprimer un escalier de 1,50 mètres en une vingtaine de minutes, comme il en a fait la démonstration lors du symposium.

« Une structure également complexe, car elle est en porte-à-faux », précise l’ingénieur de XtreeE.

Pour Romain Mesnil, l’impression 3D Béton permettra même de « ressusciter » certaines formes et architectures oubliées ou tout simplement très peu utilisées de nos jours, comme les voûtes gothiques par exemple : « On n’en construit presque plus car ce sont des formes réalisées à la main avec des briques […]. La fabrication additive va permettre de retrouver certaines formes oubliées ».

Réduire l’impact environnemental du BTP !

D’autres applications techniques de l’impression 3D semblent également prometteuses en terme de respect de l’environnement.

En utilisant du treillis lors de l’impression, XtreeE est ainsi capable d’obtenir des murs trois fois plus légers que les structures classiques, tout en conservant les mêmes propriétés mécaniques.

En utilisant trois fois moins de matériaux, cela réduit l’impact environnemental de la construction, le béton étant particulièrement émetteur de CO2.

Une avancée majeure, quand on sait que les matériaux de construction constituent à eux seuls près de 12% des émissions de CO2 à l’échelle mondiale.

Si l’impression 3Dne rendra pas verte la filière du BTP, elle peut en tout cas contribuer à une forte réduction de l’impact environnemental de tout un secteur, ce qui est une excellente nouvelle !