Vous connaissez peut-être la fabrication additive aussi appelée impression 3D mais saviez-vous que cette technique peut être utilisée dans le secteur du BTP ? Ce changement d’approche offre une nouvelle vision innovante pour la construction des infrastructures et pourrait révolutionner le secteur du bâtiment.
Des imprimantes 3D XXL
Initialement, l’impression 3D était utilisée pour la réalisation des modèles et des maquettes d’architectures offrant une solution rapide et précise de construction des prototypes.
C’est en 2018 que le premier logement (taille réel) fabriqué par impression 3D en France a été inauguré. 54 heures ont été nécessaires pour réaliser le gros œuvre de cette maison de 95m2. Ce projet collaboratif d’envergure piloté par l’université de Nantes a permis de montrer qu’en utilisant la technologie de fabrication additive, il est désormais possible de construire des structures à échelle réelle, comme des maisons et des bâtiments commerciaux en béton imprimé.
Pour réaliser une telle construction, des imprimantes 3D géantes ont été imaginées. Il s’agit de machines robotisées de plusieurs mètres de haut constituées d’un bras articulé qui dépose des couches successives de matériaux. Pour cela, la machine est programmée par ordinateur en utilisant une maquette numérique de la construction.
Avec la technologie de fabrication additive, différents types de matériaux peuvent être utilisés dans une même construction C’est le cas des matériaux de construction classique comme le béton mais cette technologie peut également permettre d’imprimer des matériaux isolants, des matériaux biosourcés, et même des matériaux recyclés.
Depuis 2018, plusieurs maisons ont été construites grâce à cette technologie comme c’est le cas d’un écoquartier à Reims en 2022.
Des avantages importants
De nombreux travaux de R&D ont permis d’améliorer cette technologie avec une augmentation de la variété de matériaux pouvant être utilisés mais aussi une diversification des techniques de fabrication additive pour le BTP. Grâce à ces évolutions, l'impression 3D est devenue de plus en plus utilisée dans le secteur de la construction ces dernières années en raison de nombreux avantages par rapport aux méthodes classiques.
Le premier avantage est la liberté de forme, et les structures qui peuvent être obtenues sont non seulement visuellement impressionnantes mais aussi fonctionnellement avancées. La liberté d'explorer de nouvelles possibilités de conception permet de créer des bâtiments plus flexibles, plus résistants et plus efficaces sur le plan énergétique notamment.
Un autre avantage important est la vitesse de construction. En automatisant un certain nombre de tâches, des bâtiments comme des maisons ou des bureaux peuvent sortir de terre et être imprimés en seulement quelques jours.
Cette technologie, en plus de réduire les délais de construction devrait également permettre de diminuer les coûts de construction à termes avec un faible coût de main-d’œuvre et une réduction de la quantité de matériaux nécessaire.
Pour finir, cette technologie apporte un aspect écologique souvent peu présent dans le secteur de la construction. L’approche de la fabrication additive vise à utiliser uniquement la quantité de matériaux nécessaire et permet de rationaliser le processus de construction.Avec des tels avantages, cette technologie pourrait se positionner comme une solution intéressante pour faire face à des situations de crise du logement comme cela peut être le cas dans des régions sinistrées à la suite de catastrophes naturelles où il est nécessaire de reconstruire rapidement.
Limites et futur
A ce stade, les coûts d’investissements dans les machines d’impression 3D restent un frein important pour le développement et l’utilisation de cette approche.
De plus, comme les scientifiques ont déjà pu l’observer dans d’autres secteur d’application, les procédés de fabrication additive peuvent impacter les propriétés des matériaux, parfois en réduisant les résistances des structures obtenues. C’est un point qui est au cœur des sujets de recherche et pourraient ralentir le développement de ce nouveau procédé de fabrication. Ainsi, aujourd’hui, l’impression 3D est principalement utilisée pour des éléments comme la réalisation de coffrage.
Pour le futur, on peut déjà imaginer que l’intégration de l’intelligence artificielle et des dernières avancées en termes de robotiques aux techniques d’impression 3D permettra de créer de nouvelles structures de bâtiments toujours plus innovantes et performantes. Des défis de taille comme la réalisation de bâtiments avec plusieurs étages et la validation d’un certain nombre de normes demandent encore des efforts de R&D importants.
