L'impression 3D, construire au futur simple

Architecture / Publié le 13 Décembre 2019

Déjà très répandue dans l'industrie, l'impression 3D ou fabrication additive est en train de révolutionner le secteur de la construction. Les réalisations se multiplient partout dans le monde. En France, l'impression 3D fait ses premiers pas. Quels sont ses avantages et inconvénients ? 4114 fait le point.

L'impression 3D, construire au futur simple
On doit au professeur Behrokh Khoshnevis de l’Université de Caroline du Sud la première impression 3D d'un mur en béton, en 2004. Sa technologie, Contour Crafting, promettait de créer une maison entière en 20 heures seulement. Quinze ans plus tard, cette technologie émerge sur des chantiers aux quatre coins de la planète. C'est à celui qui construira le plus vite.

Les premières maisons 3D arrivent en France

En France, la première maison construite en impression 3D à être habitée se nomme Yhnova. Ce T5 de 95 m2, situé dans le quartier de La Bottière à Nantes a été livré en mars 2018.
Ce projet innovant est le fruit d'un partenariat public/privé exemplaire, associant, autour du maître d'ouvrage Nantes Métropole Habitat, des enseignants-chercheurs de l'Université de Nantes, une start-up spécialisée dans la fabrication additive et des architectes. La construction a pris 8 jours, mais en théorie, 33 heures à peine suffiraient au robot Batiprint 3DTM pour élever les murs de cette maison aux formes incurvées, dessinée par le cabinet d’architecture Tica.
Le process consiste à venir déposer, à même la dalle, des couches successives de matériau, grâce à un robot industriel articulé, deux couches de mousse polyuréthane isolante servant de coffrage à une troisième couche de béton. "L'engin se repère au centimètre près grâce à un radar et aux poteaux-balises fixés à la périphérie de la dalle. Il suit des trajectoires traduites de la maquette numérique, le projet étant mené en building information modeling (BIM) », explique Benoît Furet, professeur en génie mécanique et productique à l'Université de Nantes et responsable du projet.
L'impression 3D, construire au futur simple
À Reims, le projet Viliaprint (Agence Coste Architectures), un ensemble de cinq maisons de plain-pied situé au cœur de l'écoquartier Rema'Vert, doit voir le jour en 2020. Cette fois, les principaux éléments de la structure, y compris les éléments porteurs, seront en béton "imprimé" hors site et en intérieur, avant d'être assemblés sur le chantier, selon une technologie développée par la jeune entreprise XtreeE. Vu en coupe, le mur béton est une structure creuse d'environ 25 cm d’épaisseur avec des parois de 3 à 4 cm. A l'intérieur, une feuille de béton ondule d'une paroi à l'autre pour rigidifier l'ensemble, créant des "compartiments" où sera inséré l'isolant.
De son côté, la start-up Constructions-3D, créée il y a deux ans à Valenciennes (Nord), vient d'entamer la construction de son nouveau siège social en impression 3D, par un showroom de 50 m2, qui devrait être complété d’ici à 2021 par 800 à 1 000 m2 supplémentaires. Elle entend ainsi démontrer les performances de ses machines imprimantes 3D, capables de construire sur site des murs jusqu'à 4 mètres de haut.

Rapidité et liberté architecturale

Le premier avantage de la construction 3D, le plus évident, est la rapidité de mise en œuvre, avec un gain de temps substantiel à l'élévation des murs et l'isolation du bâti. Une entreprise chinoise s'est ainsi vantée d'avoir imprimé dix maisons en 24 h !
Ce qui frappe également, c'est la forme des bâtiments, les lignes arrondies et fluides comme sur la photo de la maison en haut de l'article. En construction traditionnelle, ce type de forme architecturale est réservé à certains projets d'infrastructures ambitieux ou villas de luxe. C'est que la fabrication additive donne aux architectes une grande liberté dans la recherche de formes nouvelles, comme l'a confié Alban Mallet, le cofondateur de XtreeE, à l'Usine Nouvelle : "Nous pouvons réaliser des formes complexes que l’on ne pouvait pas faire auparavant, qui permettent par exemple d’optimiser l’isolation et de faire des murs courbes." Autre gros avantage, l'impression 3D rend les chantiers beaucoup plus écologiques, avec une économie de matériau d'environ 50% pour les murs puisqu'ils sont creux, et une réduction de moitié de la quantité de déchets générés. Pour les salariés du bâtiment, une pénibilité moindre du travail et une sécurité accrue sont également à souligner. 

Une technologie en maturation

Sur le papier, au vu de tous ces avantages, certains veulent voir dans l'impression 3D une arme de construction massive. On n'en est pas encore là, pour plusieurs raisons. Le premier frein est d'ordre technique, puisqu'on ne sait pour l'instant imprimer que des bâtiments d'un à deux étages. Par ailleurs, le coût reste à ce jour élevé, avoisinant 3 000 euros au mètre carré, soit le double d'une construction traditionnelle. On peut cependant supposer que le prix baissera au fur et à mesure que la technologie se banalisera. Reste que, dans un secteur de la construction très normé, l'impression 3D doit, pour se généraliser, se soumettre à des certifications qui restent à inventer. Le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB) planche déjà sur le sujet, mais cela prendra encore un peu de temps.
Sources : Batiweb, Les Echos, Le Moniteur, L'Usine Nouvelle, 3D Natives

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