Impression 3D et construction : Une révolution du béton en marche

La construction est un domaine qui connaît une transformation constante et, récemment, l'impression 3D de béton semble marquer une nouvelle ère dans ce secteur. Bien que cette innovation reste encore largement à l'étape expérimentale, les opportunités qu'elle offre sont de plus en plus palpables. En France, nous commençons déjà à voir des projets ambitieux cherchant à exploiter cette technologie, allant de la création de moules pour poteaux et murs jusqu'à la réalisation de murs structurels.

Vers une nouvelle ère en construction

L'impression 3D de béton, une innovation en plein essor, reste encore à l'étape expérimentale pour des usages structurels. Elle est souvent employée pour créer des moules pour les poteaux ou les murs, où du béton armé est ensuite coulé. Un cas exceptionnel en France est une opération réalisée à Reims par une agence d'architecture et une entreprise de construction pour une agence immobilière.

Le projet visait à obtenir une certification pour les murs imprimés structurels afin d'assurer le projet. Bien que l'encre pour l'impression soit encore coûteuse, cette technique devrait bientôt rivaliser avec les méthodes traditionnelles en termes de coût. Par ailleurs, des entreprises du secteur du ciment travaillent sur le développement du béton imprimé à faible émission de carbone.

Cette agence immobilière travaille sur un autre projet, cette fois pour une résidence collective multi-étages, qui représente 85% de son patrimoine immobilier. L'autre objectif de ce programme est de répondre aux exigences de performance thermique définies par la nouvelle réglementation. L'une des particularités de ce projet est que l'impression est réalisée sur le site même avec une technologie développée en Allemagne, qui permet une impression 3D robotisée sous forme de portique.

L'appareil d'impression tridimensionnel amovible s'installe sur le chantier et s'adapte aux dimensions du bâtiment. Il permet d'imprimer l'ensemble des murs du bâtiment sur site avec des matériaux locaux, sans avoir à transporter des éléments préfabriqués. Pour les parties non imprimées, du béton à faible émission de carbone ou du bois seront utilisés. L'entreprise vise une approche mixte de la construction tout en privilégiant l'approvisionnement local.

Le projet implique plusieurs partenaires, dont un groupe spécialisé dans l'impression 3D et une entreprise de ciment qui travaille sur un béton imprimable à faible émission de carbone, ainsi qu'une agence de design, une entreprise de construction, un bureau d'études structurelles et un bureau de contrôle pour le suivi de la nouvelle certification.

L'enveloppe du bâtiment sera imprimée en trois bandes autoportantes de couleur gris clair, avec deux bandes intérieures visibles, un vide de 20 à 25 cm dans lequel sera intégré un matériau isolant, et une bande extérieure de 8 cm. Un peu de renforcement en acier est prévu dans certaines zones plus sensibles. Bien que l'intérieur soit plus traditionnel, tous les murs intérieurs porteurs seront également imprimés.

L'impression 3D au service de la préfabrication

Un autre cas est celui d'une PME possédant une expertise en préfabrication de béton pour la construction et les travaux publics. D’après le directeur marketing et commercial de cette PME, ils sont limités en préfabrication par les moules. Il leur est difficile de créer une pièce unique et le délai pour recevoir les moules traditionnels est de six mois après la commande. C'est pourquoi l'impression 3D, qu'ils ont testée ces derniers mois avec un partenaire, les intéresse, car elle augmente le potentiel de la préfabrication en se libérant des contraintes liées aux moules. Ils ont investi dans un portique robotisé pour l'impression 3D, capable d'imprimer dans un volume de 4x4m et 2,4m de hauteur. Il est utilisé selon deux axes : la fabrication de pièces uniques ou de petites séries, et la production de moules avec une très grande réactivité. Leur bureau d'études interne a totalement intégré cette problématique et ils peuvent imprimer une pièce ou un moule en 72 heures grâce à la 3D.

Cette PME a officiellement lancé son activité d'impression 3D fin 2022. L'impression 3D permet de résoudre des problèmes qui ne sont pas bien gérés avec la préfabrication classique, comme le montre un projet de fabrication d'une gaine technique en cours d'étude. D'une longueur d'environ 100 mètres, la gaine doit être réalisée en béton traditionnel à l'exception de quelques points singuliers, tels que des angles spéciaux et des connexions, qui seront conçus et imprimés en 3D. Cette approche permet d'économiser 30% du temps de construction par rapport à une réalisation entièrement sur site.