Ces dernières années, l’intérêt pour l’impression 3D dans l’industrie de la construction a conduit à son adoption de plus en plus répandue. Cet article donnera un aperçu de la technologie et explorera les projets récents, achevés et en cours de développement, qui tirent parti de cette technologie innovante.
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Bâtiments d’impression 3D – La prochaine grande chose dans la construction ?
Aux États-Unis seulement, la valeur marchande du secteur de la construction était d’environ 1,36 billion de dollars en 2020. Avec le besoin croissant de bâtiments résidentiels et commerciaux pour abriter et fournir des espaces de travail à une population mondiale en expansion, il existe des opportunités pour de nouvelles percées technologiques pour relever les défis de l’industrie. Ces défis comprennent les coûts, les déchets, les émissions, la réduction des délais du projet et les dommages environnementaux.
L’impression 3D, qui dans l’esprit du public est davantage associée à la fabrication de composants pour des secteurs tels que l’industrie biomédicale et les produits de consommation, a fait des percées importantes dans l’industrie de la construction. Les avantages que confère la technologie comprennent des réductions de coûts et de temps, la durabilité, moins de déchets et d’émissions, la réplicabilité et la possibilité de créer des conceptions de bâtiments hautement personnalisables.
L’impression 3D de structures entières a un vaste potentiel pour devenir la prochaine grande avancée alors que l’industrie de la construction cherche à réduire les coûts et à améliorer sa durabilité. Cependant, cette technologie présente certains inconvénients, notamment en termes de choix limité de matériaux. Ceux-ci sont actuellement principalement limités à divers types de béton (certaines recherches sont actuellement en cours sur les composants d’impression 3D tels que les briques, cependant) et un manque d’informations disponibles sur la durabilité et la résistance aux intempéries.
Le temps typique nécessaire pour imprimer complètement une structure détachée est compris entre 24 heures et une semaine. Dans une imprimante 3D de bâtiment, la buse est supportée par une grue à portique ou est installée dans un bras robotique. Les mélanges de béton doivent être suffisamment fluides pour être extrudés. A l’inverse, les murs (qui ne nécessitent pas d’ossature porteuse) doivent être stables jusqu’à la prise du béton. Les imprimantes 3D créent des centaines de couches de matériaux dans chaque paroi de la cavité. Après le réglage, l’isolation est installée et le câblage et les autres éléments vitaux sont acheminés par des conduits techniques.
Projets de logements imprimés en 3D actuellement achevés
Le concept de boîtier d’impression 3D est rapidement passé des étapes de conception, de test et de prototypage au cours des deux dernières années au monde réel. Certains projets passionnants ont été achevés en 2021. Bien que l’échelle de ces projets soit petite, ils ont démontré le potentiel de la technologie et donné un aperçu de ce à quoi pourraient ressembler les futures zones urbaines.
À Austin, au Texas, les quatre logements East 17e Le complexe Street Residences a été achevé en mars 2021. Conçus par Logan Architecture, les logements, bien qu’ils ne soient pas entièrement imprimés en 3D, ont été achevés en moins d’une semaine à l’aide d’une imprimante 3D ICON Vulcan. Les rez-de-chaussée des maisons sont imprimés en 3D, les étages supérieurs étant réalisés selon des techniques de construction plus traditionnelles. Commercialisées à un prix de départ de 450 000 dollars, ce sont, selon les développeurs, les premières maisons imprimées en 3D disponibles dans le commerce aux États-Unis.
En Europe, il y a aussi eu des progrès dans le domaine des maisons imprimées en 3D, avec la mise en vente des premières structures. En Allemagne, Peri a développé la première maison imprimée en 3D prête à être occupée dans le pays. L’entreprise a collaboré avec Mense-Korte, une société d’architecture et d’ingénierie. Le bâtiment a été imprimé à l’aide de l’imprimante à béton BOD2 de COBOD. Le processus d’impression a pris quelques semaines pour terminer la maison de 160 mètres carrés sur deux étages.
Le projet Milestone, un complexe résidentiel prévu à Eindhoven aux Pays-Bas, a vu la construction de la première maison imprimée en 3D légalement habitée en Europe. La première maison achevée du projet, conçue pour ressembler à un rocher, a été imprimée dans une usine et assemblée sur place. Il est construit à partir de vingt-quatre grands éléments en béton et a été imprimé en 120 heures. Actuellement, un couple hollandais à la retraite y habite.
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À Dubaï, qui n’est pas étranger aux projets de construction ambitieux, un bureau imprimé en 3D a été construit pour un coût d’environ 140 000 $ en 17 jours. Le projet de construction a nécessité une main-d’œuvre minimale lors de la construction de l’espace de bureau, démontrant les économies potentielles pour l’industrie à l’avenir.
Projets en cours de développement
Alors que la portée des projets de construction imprimés en 3D est limitée, de nombreux projets passionnants se profilent à l’horizon. Le projet Milestone lui-même est envisagé de fournir cinq habitations de forme naturelle. Au-delà de ce projet, il existe de grands projets dans l’industrie de la construction pour réaliser pleinement le potentiel de l’impression 3D pour façonner l’avenir des zones urbaines.
À Austin, au Texas, le terrain est en train d’être jeté sur un projet ambitieux qui vise à imprimer un quartier entier de 100 logements imprimés en 3D, chacun avec une liberté de forme. Les maisons seront imprimées à l’aide du matériau exclusif Lavacrete d’ICON et de leurs imprimantes Vulcan. Des habitations jusqu’à 3 000 pieds carrés peuvent être livrées par le système de construction, et chaque habitation comprendra des panneaux solaires photovoltaïques sur le toit. Une fois terminé, ce sera le plus grand quartier imprimé en 3D au monde.
En Californie, Mighty Buildings et Palari Group ont annoncé leur intention de construire quinze maisons dans leur développement Rancho Mirage, qui devraient être terminés au printemps 2022. Les logements seront construits à partir de panneaux préfabriqués imprimés en 3D. Ce sera la première communauté de maisons imprimées en 3D à zéro émission au monde. Ces maisons modulaires seront à ossature d’acier.
L’avenir
L’impression 3D de bâtiments est passée du stade conceptuel à la pratique, avec un nombre croissant de projets dans le monde démontrant son potentiel en tant que technologie perturbatrice et révolutionnaire qui résoudra les multiples problèmes qui affectent actuellement l’industrie de la construction. L’ampleur de l’ambition est énorme : par exemple, à Dubaï, 25 % des nouveaux bâtiments devraient être imprimés en 3D d’ici 2030. L’avenir de l’impression 3D dans l’industrie de la construction s’annonce pour le moins passionnant.
Lectures complémentaires et plus d’informations
Englefield, J. (2021) BIG et ICON vont créer le « plus grand quartier » au monde de maisons imprimées en 3D [online] Deeen.com. Disponible sur : https://www.dezeen.com/2021/11/01/icon-and-big-worlds-largest- neighborhood-3d-printed-homes/
Englefield, J. (2021) Mighty Buildings prévoit un quartier de maisons imprimées en 3D pour la Californie [online] Dezeen.com. Disponible sur : https://www.dezeen.com/2021/03/31/mighty-buildings-3d-printed-houses-california/
Source 3D (2021) Les 12 constructions de maisons imprimées en 3D les plus excitantes en 2022 [online] 3dsourced.com. Disponible sur : https://www.3dsourced.com/guides/3d-printed-house-2/
Bianchini, R (2021) L’impression 3D dans la construction : où en sommes-nous ? [online] inexhibit.com. Disponible sur : https://www.inexhibit.com/case-studies/3d-printing-in-construction-where-are-we-now