« Dans vingt ans, vous pourrez acheter un terrain et imprimer votre propre maison via une application sur votre téléphone », explique Andrew Logan. « C’est l’avenir. »
Logan Architecture teste des maisons imprimées en 3D, en utilisant des robots pour construire des murs en couches additives comme alternative aux méthodes de construction conventionnelles. Deux des conceptions de Logan ont été réalisées cette année dans sa ville natale d’Austin, au Texas. L’un était un aménagement de quatre maisons à deux étages dans l’est de la ville, achevé en septembre.
Leurs étages inférieurs étaient imprimés sur place par une buse suspendue à un portique aérien mobile. Dirigée par un logiciel, la machine a formé des cordons parallèles étroits de ciment, comme du dentifrice sur une brosse, couche sur couche. Des deuxièmes étages plus grands à ossature de bois ont ensuite été construits au-dessus des murs imprimés.
Logan dit que l’impression 3D offre la liberté de concevoir des murs et des coins incurvés – « plus réceptifs à la circulation humaine » – sans se soucier des artisans hautement rémunérés requis avec les méthodes traditionnelles. La technique a des limites, dit Logan : il y a une hauteur de mur maximale de 8 pieds 5 pouces et percer des trous pour accrocher des photos peut être salissant et prendre du temps – il a installé des cimaises sur tous les murs.
Des caractéristiques telles que les chambres principales voûtées et le revêtement en cèdre des maisons de l’East 17th Street ont permis à leur développeur, 3Strands, de les commercialiser à plus de 400 $ le pied carré, environ 25 % au-dessus du prix médian d’Austin enregistré par Realtor.com.
Maisons imprimées en 3D par Logan Architecture sur un développement dans East 17th Street à Austin, Texas © Icon
Dans toute la ville, l’autre conception 3D de Logan montre à quel point la capacité de construire des logements rapidement et à moindre coût a un potentiel pour le logement social. Six maisons d’une chambre de 400 pieds carrés pour l’association caritative Mobile Loaves and Fishes, imprimées trois à la fois en quelques jours, font partie d’un projet de relogement des sans-abri d’Austin.
L’avantage de coût de l’impression par rapport aux méthodes de construction dépendant du travail humain pourrait conduire à l’acceptation de la technologie pour la construction de logements de milieu de gamme. Le développeur SQ4D a imprimé et vendu cet été une maison de style ranch de trois chambres dans la ville de Riverhead, à Long Island. Cela a coûté 20 000 $ mais aurait coûté 150 000 $ en utilisant les méthodes conventionnelles. « Nous l’avons coté pour 299 999 $ », explique Kirk Andersen, directeur des opérations de SQ4D. « Il y a des maisons dans la région qui coûtent 550 000 $, donc c’est près de 50 % en dessous.
Logan a également conçu ces résidences pour sans-abri à Austin © Regan Morton, Icon
SQ4D a été formé il y a cinq ans par Andersen et trois collègues ingénieurs en construction pour tester le potentiel de la fabrication additive pour l’immobilier résidentiel. « Nous avons littéralement pris une petite imprimante 3D en plastique et l’avons agrandie. . . Nous y avons mis du béton et nous avons dit : « C’est une chose réelle ; nous pouvons réellement le faire!’ «
Deux structures d’essai en 2017 et 2018 ont été utilisées pour affiner l’imprimante et le mélange de sable et de ciment Portland qu’elle conduit. « Nous avons beaucoup appris sur les flexibles », déclare Andersen. « Nous avons commencé avec un pouce et quart [nozzle] mais c’est comme une artère bouchée, elle commence à devenir de plus en plus petite. Les conditions météorologiques sont une autre considération : par temps chaud, le ciment peut sécher trop vite et développer des fissures. « Vous devez le garder hydraté », dit-il. « Nous avons des systèmes de brumisation. »
SQ4D utilise une imprimante à portique sur mesure de 32 pieds de large x 12 pieds de haut, qui peut être assemblée sur site en six heures. Les murs extérieurs et intérieurs de la maison Riverhead ont pris 48 heures d’impression avec seulement trois opérateurs sur place pour superviser la machine et découper les ouvertures dans le ciment humide pour les fenêtres. Andersen estime qu’une construction conventionnelle pour la même structure aurait pris 10 semaines.
En plus d’être plus rapides et moins chers, Andersen affirme que les robots pourraient améliorer la santé et la sécurité dans la construction – l’industrie se distingue par ses taux d’accidents. L’impact environnemental des imprimeries fait encore débat. Les émissions de CO2 de la production de ciment sont élevées et, bien qu’il existe des études suggérant une empreinte carbone plus faible pour les structures imprimées en 3D, elles ont utilisé des murs en béton coulé comme comparateur plutôt que de la brique ou du bois. Andersen dit que SQ4D étudie l’utilisation de béton concassé recyclé dans son mortier et même le pompage du CO2 généré lors du mélange et de l’impression dans le béton pour le stockage.
Le seul indice de la construction de la maison de Long Island réside dans les stries des tuyaux dans les murs extérieurs. «Les gens appellent cela un mur en velours côtelé», explique Andersen. « Ces lignes sont l’histoire de la façon dont votre maison a été construite. » Mais l’intérêt d’Andersen réside principalement dans la rapidité et l’économie de la nouvelle technique plutôt que dans son potentiel de conception : « Nous ne voulons pas d’une maison abstraite folle pour le moment, nous voulons qu’elle soit accessible. »
Cette maison imprimée en 3D à Long Island par le développeur SQ4D a coûté 20 000 $ à construire mais aurait coûté 150 000 $ avec des méthodes conventionnelles
Elize Lutz et Harrie Dekkers vivent dans une structure qui réalise plus de possibilités sculpturales. En août, ils sont devenus les premiers locataires en Europe d’une maison entièrement imprimée en 3D. Leur bungalow en forme de rocher de 1 000 pieds carrés est l’une des cinq propriétés prévues dans le quartier Meerhoven d’Eindhoven, aux Pays-Bas, collectivement connues sous le nom de Project Milestone. Le programme est une coentreprise entre les autorités de la ville, l’Université de technologie d’Eindhoven, Vesteda, un investisseur immobilier axé sur les logements locatifs de milieu de gamme, et Saint-Gobain Weber Beamix, le fabricant de béton spécialisé qui a développé le système d’impression 3D. La structure à un étage a été imprimée en 24 sections par un bras robotique à un mile de distance dans l’usine de Weber Beamix, puis assemblée sur la parcelle boisée de Milestone.
Lutz et Dekkers, propriétaires de bijouteries à la retraite, vivaient à Amsterdam lorsque Lutz a vu un appel à candidatures pour devenir locataires d’essai. Cela a fait appel au sens de l’aventure du couple, dit-elle: « J’aime vivre dans des espaces spéciaux, et c’était un quartier que je ne connaissais pas. »
L’intérieur d’une maison imprimée en 3D par Project Milestone à Eindhoven, aux Pays-Bas, où Elize Lutz et Harrie Dekkers (photo en haut de cette histoire) sont locataires © Bart van Overbeeke
Trois mois plus tard, ils sont les ambassadeurs enthousiastes du plan ouvert et des courbes de la maison. « Tout est un peu rond, tout est des formes organiques ; c’est ludique », dit Lutz. « On ne s’ennuie jamais », ajoute Dekkers. Comme pour tous les bâtiments imprimés en 3D, les murs sont une construction en cavité. Lutz dit que leur épaisseur de 7 pouces les fait se sentir « comme un vieux château – cela vous donne un sentiment de sécurité ». Sinon, disent-ils, il y a peu de différences par rapport à la vie dans une propriété conventionnelle.
Gian Sterken, chef de projet des ventes 3D de Weber Beamix, a déclaré que les commentaires du couple informaient la conception finale de la deuxième maison, qui devrait être achevée l’année prochaine et s’élèvera à trois étages en forme d’obélisque. D’autres vont de l’avant aussi. Icon, la société qui a imprimé les conceptions de Logan Architecture, a annoncé un projet d’impression de 100 maisons à Austin l’année prochaine. SQ4D construit de nouvelles imprimantes et discute avec des municipalités à travers les États-Unis.
Les chantiers de construction composés uniquement de ce qu’Andersen décrit comme «un gars avec les pieds levés qui garde une machine» ne deviendront peut-être pas encore la norme. Mais ces murs en velours côtelé pourraient bientôt devenir monnaie courante.
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