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L'impression 3D s'attaque au béton

Floriane Leclerc
L'impression 3D s'attaque au béton

Pour déposer le béton couche par couche, selon un plan numérisé, XtreeE utilise un bras robotisé à six axes.

Les projets d’impression 3D fleurissent dans le bâtiment. Une poignée de start-up adaptent la technologie à un matériau complexe, le béton, et aux aléas de la construction sur site.

Le nouveau siège social (70 m²) de Constructions-3D, inauguré cet été à Valenciennes (Nord), les cinq logements sociaux (de 75 à 100 m²) qui seront construits à Reims (Marne), l’année prochaine, par XtreeE dans le cadre du projet Viliaprint, ou encore le projet Yhnova, un logement en béton (95 m²) réalisé en 2017 par Batiprint 3D, une start-up issue de l’Université de Nantes… Tous ces ouvrages ont un point commun : ils illustrent l’arrivée de l’impression 3D dans le secteur du bâtiment et de l’architecture. Cette technologie offre la possibilité de se libérer des formes traditionnelles de la construction et « de réaliser des structures complexes et optimisées, en produisant notamment des lignes courbes », explique Alban Mallet, le président de XtreeE. De tels murs de béton imprimés, à l’aspect organique, « permettraient d’économiser beaucoup de matière et augmenteraient l’isolation des bâtisses, d’après les premières estimations », souligne-t-il. De quoi, « à terme, produire du sur-mesure au prix du traditionnel, avance Axel Théry, le cofondateur de Constructions-3D. Mais nous n’en sommes qu’aux débuts. Le procédé reste compliqué à maîtriser. Il faudra attendre dix ou quinze ans avant qu’il ne devienne un standard… »

Absence de normes

S’adapter au béton, le principal matériau utilisé dans le secteur du bâtiment, représente un défi de taille. « Aujourd’hui, il existe trois grandes familles d’impression 3D du béton : le dépôt de matière directe, l’impression sur lit de poudre et l’impression dans un bac de gel, précise Alban Mallet. La plus courante – que nous utilisons – reste la première. » Soit la dépose, couche par couche, d’un cordon de béton selon un plan au préalable numérisé. Une opération qui suppose une alchimie. « Le ciment doit être le plus liquide possible afin d’être facilement pompé jusqu’à la tête d’impression. C’est là que le changement s’opère : on injecte des adjuvants afin de modifier la rhéologie du béton au sortir de l’extrudeuse. Il s’agit d’accélérer la prise du matériau afin que la couche fraîchement imprimée soit suffisamment stable pour en soutenir une deuxième et qu’elle puisse y adhérer », détaille Alban Mallet. De savants calculs sont nécessaires, selon la forme et la taille de la pièce. « Si l’on réalise un poteau, peu large mais haut, il faut l’élever rapidement, le béton doit donc prendre très vite. On bâtit 1 m en une heure. À l’inverse, pour quelque chose de plus longitudinal, comme un mur, la prise pourra être plus lente, afin que le béton prenne par lui-même », ajoute-t-il. Injectant directement le béton dans un bac de gel, et non couche sur couche, la start-up Soliquid, créée il y a un an, doit répondre à une autre équation : « Fixée à un bras robotique, la buse, plongée dans le gel, imprime le béton selon un tracé programmé. L’équilibre repose alors sur la viscosité de ce gel, qui doit être assez dense pour maintenir le béton en suspension afin d’en abstraire la contrainte gravitaire », explique Jim Rhoné, son cofondateur.

La fabrication additive en complément des techniques traditionnelles

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