C'est la première fois au monde qu'une maison construite en impression 3D sera habitable car elle est respecte 100% des normes de construction françaises
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Benoit Furet


A Nantes, les chercheurs de l’IRCCyn (Institut de recherche en communication et cybernétique de Nantes), un laboratoire très en pointe, depuis plusieurs années, sur l'impression 3D "constructive" grâce aux programmes InnoPrint et BatiPrint élaborés par l'enseignent-chercheur Benoit Furet, se sont associés à une équipe d'ingénieurs de la société Capacité SAS pour imprimer une maison de 95 m2. Construite en trois jours seulement pour le compte du bailleur social Nantes Métropole Habitat grâce à la technologie mise au point par l'IRRCyn, cette maison nouvelle génération, destinée aux bas revenus, intègre les normes actuelles relatives au BTP. Elle a été conçue pour pouvoir accueillir une famille de cinq personnes. Grâce à un bras robotisé et articulé de grande taille, monté sur rail pour pouvoir se déplacer et guidé par un capteur laser, l'impression fonctionne, couches après couches, par injection de mousse polyuréthane expansive pour élever deux cloisons en coffrage dans lequel le béton sera coulé. Le polyuréthane est le candidat parfait pour un projet de ce type. Ses propriétés mécaniques garantissent une impression fluide, rapide et précise et, couplé au placoplatre, il est garant d'une très bonne isolation thermique. Son faible coût est également un atout non négligeable. Cette innovation permet à l'impression 3D appliquée au BTP de dépasser le cap du simple prototypage et amorce la mise en chantier de maisons imprimées fonctionnelles et habitables dans prochaines années. 

construire le futur du logement

3D PRINT
Winsun

Une révolution en chantier

DU 3D SUR MESURE

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Outre un gain réel de temps et donc d'argent, l'impression 3D permet aussi de réaliser des formes sur-mesure et d'innover en améliorant les performances du bâti. Ainsi, pour améliorer l’efficacité énergétique de la maison construite par Benoît Furet, les angles ont été arrondis. Avec des formes à angles droit, les problèmes de discontinuité thermiques provoquent condensation et humidité. L'impression 3D gomme les contraintes liées à la forme rectangulaire des parpaings et améliore le confort thermique. En bâtissant au millimètre près selon les plans élaborés par les architectes, elle permet non seulement de construire plus vite mais aussi et surtout moins cher. Elle autorise en outre la construction d'habitations à éco-responsabilité renforcée, grâce à des matériaux imprimables bio-sourcés. Autant d'atouts qui placent les maisons imprimées dans les clous des normes actuellement en vigueur dans le BTP. 

" L'élévation des murs a pris trois jours à deux maçons. Trois jours, ce n'est rien. Sur un chantier classique, il nous faudrait trois semaines. "

Dans les travaux publics, l'impression 3D démontre également son utilité. Elle simplifie la mise en oeuvre de pièces complexes à industrialiser et libère les ouvriers des tâches les plus pénibles. Dans quelques années, l'utilisation sur les chantiers de petits robots portatifs imprimant des pièces pouvant être assemblées entre elles ouvre de nouvelles perspectives en promettant un gain de complexité. A terme, la technologie est appelée à se perfectionner pour pouvoir imprimer et inclure tout ce qui compose une maison : circuits électriques, canalisations, ventilation, fenêtres, portes, interrupteurs etc..

Forte de tous ces atouts, la technologie mise au point par l'IRCCyn permet d'envisager, dans les prochaines années, une accélération des mises en chantier de nouvelles habitations pour combler le manque criant de logements en France. Pour rappel, le rapport 2017 de la Fondation Abbé Pierre estimait à 4 millions le nombre de nos concitoyens qui sont mal logés ou tout simplement non logés. Dans ce contexte, l'impression 3D apparaît de plus en plus comme un moyen de rééquilibrer la balance. D'autant que dans d'autres pays, l'impression de bâtiments de grande taille, calibrés pour les villes, est déjà une réalité.

Still 3D FROM the block

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Impression 3D XXL

WIN SUN, UN LEADER DU LOGEMENT 3D

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Connue depuis 2015 pour avoir réalisé l'exploit d'imprimer dix maisons en vingt-quatre heures, la firme chinoise WinSun est déjà très en avance sur l'impression de bâtiments comprenant plusieurs étages, et pourrait ainsi équiper les grandes villes de nombreux logements à bas prix.  Équipée d'une imprimante 3D géante, mesurant 6,6 mètres de haut pour 10 mètres de large sur 40 mètres de long mise au point par l'ingénieure Ma Yihe, CEO de WinSun et experte reconnue dans ce domaine, les équipes d'ingénieurs et d'architectes ont réussi à imprimer un immeuble de cinq étages, parfaitement fonctionnel, dans la province de Suzhou. L' encre utilisée pour réaliser cette première est un mélange de fibre de verre, d'acier et de ciment auxquels viennent s'ajouter des agents de durcissement. En procédant par étapes, de grandes sections du bâtiment, ressemblant à des briques de Légo, sont imprimées dans un premier temps, puis assemblées grâce au même bras robotisé. Vu de l'extérieur, impossible de faire la différence avec un immeuble construit de façon traditionnelle.

WinSun utilise une conception numérique en 3D du bâtiment, mise au point par les architectes, pour guider le bras robotisé qui imprimera par couches les matériaux les uns après les autres. Les murs sont imprimés en creux, afin de ménager de l'espace pour l'isolation et pour l'insertion d'une structure en acier qui va les renforcer et garantir leur solidité.  D'après Ma Yihe, ce procédé permet de réduire les délais de construction de 70% et les coûts de main-d'œuvre de 80%, simplifiant d'autant la mise en oeuvre à grande échelle de nouveaux projets immobiliers, notamment à destination des populations défavorisées. 

Un logement social en impression 3D à nantes

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TICA Architectes et Urbanistes

Impression solidaire

Imprimer de la solidarité

maison 3D

A Singapour, l'impression 3D de logements sociaux est en passe de devenir une réalité. La ville-état, laboratoire de l'impression 3D en Asie, a un besoin croissant d'habitations à faibles loyers. Le Centre d'Impression 3D de Singapour, un organisme gouvernemental doté d'un budget de 107 millions de dollars, a reçu mission des autorités pour faire sortir de terre rapidement un grand nombre de nouveaux immeubles low cost, afin de loger plusieurs centaines de milliers de personnes dans les trois prochaines années."Nous imprimons chaque étage à l'aide  d'imprimantes 3D spécialisées en béton puis nous assemblons chaque unité les unes avec les autres, comme dans un jeu de construction géant"  indique Chua Chee Kai, CEO Centre d'impression 3D de Singapour

Pour réussir cet exploit, les ingénieurs en charge du projet sont en train de repenser la technologie existante pour développer une nouvelle génération d'imprimantes 3D géantes de taille industrielle. L'accessibilité économique restant inscrite dans l'ADN des constructions qui vont être mises en chantier. 

"L'impression 3D va rendre le logement plus abordable pour les personnes vivant dans les zones urbaines pauvres."

Ce n'est pas une initiative isolée. L'innovateur italien Massimo Moretti a lancé le projet révolutionnaire WASP (World's Advanced Saving Project) qui porte en lui la promesse d'une maison 100% écologique imprimée pour un coût proche du zéro, afin de construire en grande quantité de nouvelles habitations dans les pays pauvres. Pour arriver à ce résultat, il a mis au point BigDelta, une imprimante kingsize de 12 mètres de haut capable de construire des bâtiments en argile pour seulement 48 euros. BigDelta utilisera un logiciel open-source pour favoriser les initiatives de ce type.

Avec tous ces projets, et beaucoup d'autres encore, l'impression 3D est en train de démontrer sa viabilité et son efficacité comme outil de construction de maisons et d'immeubles entiers partout à travers le monde. Au regard de la situation du logement au niveau mondial, c'est une technologie qui est appelée à se développer pour fournir dans l'avenir un toit à ceux qui n'en ont pas. 

Rédigé par Arnaud Pagès
Journaliste indépendant, spécialisé dans les nouvelles technologies