Construction : mythes et réalités de l’impression 3D

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Demain, chacun pourra-t-il construire sa maison en quelques jours grâce à l’impression 3D ? Pour Bertrand Dietz, journaliste s’étant penché sur la question, la fabrication additive architecturale semble peiner à dépasser le stade du prototype et ce malgré les promesses des acteurs du secteur et la multiplication de réalisations emblématiques. État des lieux.   

En janvier 2019, l’école Paris Tech Ponts a organisé quatre jours d’ateliers et colloques consacrés aux applications de l’impression 3D dans la construction et l'architecture. Ces journées ont mis en évidence que depuis quatre ans, de nombreuses habitations prototypes, et même des ouvrages d’art de petite taille ont été réalisés partout dans le monde. En Chine, Winsun, pionnier de ce type de construction, imprime ses murs en usine et les assemble ensuite sur site. L’entreprise est désormais concurrencée par HuaShang Tengda, qui s’est illustrée en construisant en 2016 une villa de 400 m2 à l’aide d’une imprimante 3D géante apportée sur le site. La maison sur deux niveaux a été construite en 45 jours, deux fois plus vite qu’avec les techniques traditionnelles de construction. Le coût de production s’en trouve diminué grâce à une main d’œuvre réduite et mobilisée sur une période plus courte.

 

Vers des matériaux biosourcés

En France, le premier logement social fabriqué grâce à l'impression 3D a accueilli ses premiers locataires en juin 2018 à Nantes. Yhnova, une maison de cinq pièces sur 95 m², a été conçue grâce à la technologie Bâtiprint3D, développée par des équipes de l'université de Nantes. Comme dans les autres procédés de fabrication 3D, un robot doté d'un bras guidé numériquement dépose des couches successives de matériaux à base de béton, mais Bâtiprint3D recourt à une combinaison inédite, associant deux parois en mousse polyuréthane expansive faisant office de coffrage. L'université de Nantes étudie désormais l'utilisation de matériaux biosourcés*, et c’est en ce sens que travaille également la société italienne WASP : elle utilise comme matière première un mélange de paille de riz, de chaux et de terre venant du site du chantier, l’empreinte environnementale se trouve ainsi considérablement diminuée. Le coût de production est également fortement réduit, une petite maison de 20m2 ne coûtant que 900€ à produire.

 

Concevoir la forme idéale sans contraintes

Toutes ces expérimentations démontrent la faisabilité technique de ces modes constructifs, qui restent cependant difficiles à généraliser, du fait des changements profonds que cela impose, en termes d’organisation et d’évolution des métiers du bâtiment. On est également bien loin d’imprimer soi-même sa maison, comme beaucoup l’espéraient. Cette illusion découle du fait que l’impression 3D a d’abord été popularisée dans la communauté des makers technophiles et de l’open innovation, version moderne du Do It Yourself. Elle s’est ensuite répandue dans l’univers industriel, où les designers pouvaient concevoir les formes idéales des pièces, en s’affranchissant des contraintes liées au moulage ou à l’usinage. Mais si la fabrication additive s’est généralisée pour la fabrication de pièces et de composants, il n’a jamais été question d’imprimer entièrement sa maison, tout comme on ne peut pas imprimer sa voiture ou un avion.

 

L’impression 3D, idéale pour les structures de petite taille ?

Il en va de même dans la construction : c’est au niveau d’éléments tels que piliers de soutien, poteaux et portions de murs – équivalents architecturaux des pièces industrielles – que l’impression 3D fait la démonstration de son utilité. C’est du reste le domaine d’excellence de la startup française XtreeE, partenaire de LafargeHolcim et VINCI, qui conçoit et réalise des éléments structuraux aux formes organiques. L’utilité de la fabrication additive est également évidente pour des structures de petite taille devant être construites rapidement, comme des logements d’urgence. Des structures de base de 15, 20, 25 m2, pourraient être rassemblées pour en faire des villages, ce que soulignent la plupart des acteurs du secteur les plus en pointe, qu’il s’agisse de XtreeE ou WASP. Il s’agit au fond des avantages du bâtiment modulaire, qui a depuis longtemps montré sa pertinence.

* Les matériaux biosourcés proviennent de la biomasse végétale, parfois animale. Depuis 2012 « Bâtiment biosourcé » est un label de construction

 

L’impression 3D pour les maquettes d’architecture

C’est en amont de la construction que la fabrication additive pourrait très vite trouver sa place. Autrefois en carton et en papier, puis en plastique découpé au laser, la maquette a toujours été un incontournable de l’architecture. Maquettes de concours, d’urbanisme ou de promotion aident à convaincre de la pertinence d’un projet, présentent les réaménagements d’un quartier ou facilitent la commercialisation de nouveaux programmes. L’impression 3D permet désormais de limiter les coûts unitaires de fabrication du modèle réduit. Avantage supplémentaire : en cas d’évolution du projet, il suffit de modifier le fichier 3D et de lancer une nouvelle impression.

 

Bertrand Dietz

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