L’impression 3D pour construire des bâtiments, une technologie qui avance à grands pas

De l’Asie à l’Orient en passant par l’Europe, l’impression 3D commence à faire des miracles dans la construction intelligente et assistée par ordinateur. Plus rapide, moins chère et écologique, la technologie n’en a pas fini de séduire et de se répandre.

Le manoir de la société chinoise HuaShang Tengda 2
Le manoir de la société chinoise HuaShang Tengda 2

Lors de l’avènement de l’imprimante 3D, jamais Ô grand Dieu jamais, nous aurions pu présager ou anticiper que cette dernière s’attaquerait un jour à la confection d’objets bien plus imposants qu’elle, et qu’elle aurait de surcroît l’audace de s’inviter pragmatiquement au sein de l’univers du bâtiment. Et pourtant… Plus de trente ans après sa naissance*, cette technologie de pointe qui inocule peu à peu tous les secteurs d’activités (médical, industrie, aéronautique, art…), rencontre de saillants succès sur le pan de la construction.

Il faut admettre que, sur le papier comme dans la réalité, son recours compile les avantages. La « 3D Béton », telle qu’on la surnomme, permet d’édifier bien plus rapidement que les techniques classiques et à un prix nettement plus bas (coûts de production et de main d’œuvre réduits) pour une solidité équivalente voire supérieure. Nécessitant, de plus, jusqu’à trois fois moins de matière, elle peut se targuer de se révéler écoresponsable tout en pouvant jouer sur l’esthétique, le design et le complexe en conceptualisant des formes et structures parfois sensationnelles et époustouflantes. « C’est une arme de construction massive, qui peut être une réponse à la crise mondiale du logement**, prévoit Axel Théry, cogérant de la start-up tricolore Constructions-3D, dans les pages de l’Usine Nouvelle. Aujourd’hui, les prix sont à peu près équivalents, mais dans 5 ans, ils devraient être deux fois moins élevés que ceux de la construction traditionnelle. D’ici à 10 ans, ils pourraient l’être dix fois moins. Peut-être même que cela ira jusqu’à cent fois : l’objectif est de ne payer que la matière et de rentabiliser la machine », poursuit-il.

 

La Chine et les Émirats Arabes Unis en tête de cortège de l’imprimerie 3D de béton

Des bureaux imprimés à Dubaï en pas moins de 17 jours et une entreprise chinoise qui avancerait pouvoir édifier une maison en moins de 24h par impression 3D ? Voilà les avancées stupéfiantes et perspectives nouvelles offertes aujourd’hui par cette technologie ultra prometteuse.

Dans l’Empire du Milieu, les démonstrations vont bon train. Véritable pionnier, le pays s’est positionné dès 2008 sur le créneau avec le leader YingChuang, premier acteur à imprimer un mur en béton. Il travaillerait actuellement sur des projets pharaoniques comme le musée Ordos ou le Guangzhou dayi Village (photo en tête de cet article). Son grand concurrent, la société chinoise HuaShang Tengda est parvenue récemment à édifier un manoir de 400m2 sur deux étages en seulement 45 jours en le réalisant sur site, alors que 3 mois auraient été normalement nécessaires avec les techniques conventionnelles de maçonnerie. 20 tonnes de béton C30 et des murs de 250 cm d’épaisseur résistant aux séismes ont été utilisés pour cette construction.

Le manoir de la société chinoise HuaShang Tengda
Le manoir de la société chinoise HuaShang Tengda

Dans la capitale des Émirats Arabes Unis, l’impression 3D se révèle également en très bonne marche avec un accent certain mis sur la beauté esthétique et l’avant-garde technologique. Les Dubaïotes viennent, à titre d’exemple, d’achever un colossal centre de recherche de 250m2 qui accueillera la Fondation Dubaï pour le Futur. Une imprimante de 6m de haut, 36m de long, 40m de largeur et comportant un bras mécanique, a été requise pour mener à bien ce projet, intégré dans le programme global « Dubaï 3D Printing Strategy » visant à développer l’impression 3D sur le territoire, dans tous les domaines possibles.

 

La Fondation Dubai pour le Futur
La Fondation Dubai pour le Futur

Visionnaire et empirique, l’Arabie Saoudite se montre elle aussi très friande de l’utilisation de l’impression 3D dans le bâtiment. Le pays prévoit d’ores et déjà d’exploser tous les compteurs en envisageant la construction d’un million et demi de maisons par ce biais lors des dix prochaines années.

 

Pays-Bas : le projet résidentiel Milestone

Né de la collaboration entre le cabinet d’architecture néerlandais Van Wijnen et l’université de technologie de la ville d’Eindhoven, le projet résidentiel Milestone porte sur la construction par impression 3D de cinq maisons modernes et connectées, aux formes des plus pittoresques et à l’impact environnemental réduit. Un projet qui devrait durer de 3 à 5 ans. Après vente à un promoteur immobilier, les demeures seront louées entre 900€ et 1 200€ par mois.

Le projet Milestone aux Pays-Bas
Le projet Milestone aux Pays-Bas

 

Italie : Gaia, une maison en paille, écorce de riz et terre argileuse

Fin 2018, la société italienne 3D WASP (World’s Advanced Saving Project) a conçu Gaia, une maison intégralement créée par impression 3D avec des matériaux essentiellement naturels et non polluants tels que de la paille, de l’écorce de riz et de la terre argileuse (récoltée sur le site du chantier). La petite demeure, de 20m2 seulement, n’aurait coûté que 900€ pour être produite.

La maison italienne en paille Gaia
La maison italienne en paille Gaia

 

France : Deux start-ups sur le coup

Mais la France, à n’en point douter, n’est pas en reste et possède elle aussi sur son territoire des sociétés dynamiques qui se sont essayées à quelques initiatives.

Ainsi, la start-up Constructions-3D*** a souhaité faire de son propre édifice une vitrine de ses activités en érigeant l’accueil de son futur siège social par impression 3D. De 70m2 initiaux, le bâtiment sera ensuite grossi par 800m2 à 1 000m2 supplémentaires d’ici à 2020/2021 afin de le compléter par des bureaux et achever l’intégralité de la structure. « Théoriquement, le délai devrait être plus court que pour une construction traditionnelle. Mais sur ce projet, ce ne sera pas le cas. Ce n’est pas une démonstration de vitesse, mais de faisabilité », explique Axel Théry, cogérant de Constructions-3D. Le catalogue de la start-up comprend aujourd’hui plusieurs équipements ; la plus importante machine pouvant imprimer une surface de 140m2 pour une hauteur allant jusqu’à 4m. « Notre offre repose sur un système aisément transportable. Nous sommes à peu près les seuls en France à proposer de l’impression sur site, car nous pensons qu’il vaut mieux imprimer une maison sur place que la transporter », précise le professionnel.

De son côté, la jeune pousse Xtree**** est actuellement pleinement investie dans le programme Plurial Novilia, le premier projet tricolore de construction d’habitations par impression 3D. Ce dernier repose sur l’édification de cinq maisons vouées à du logement social dans un écoquartier de Reims (51). Très regardée par les grands industriels, Xtree a vu le mastodonte Vinci Construction acquérir 30 % de son capital en 2017 et a noué un partenariat avec le cimentier helvète Vicat pour la conception de bétons en adéquation avec la fabrication additive*****. « Nous ne nous positionnons pas comme une révolution, déclare dans Usine Nouvelle Alban Mallet, président et cofondateur de Xtree. Aujourd’hui, construire une maison en parpaings est bien moins cher et se fait plus rapidement que l’imprimer. Mais nous souhaitons réaliser des formes complexes que l’on ne pouvait pas faire auparavant, qui permettent par exemple d’optimiser l’isolation et de faire des murs courbes. La 3D permettra aussi de produire du sur-mesure au prix du traditionnel », termine-t-il.

 

L’Hexagone en retard ?

« Par rapport à des pays comme la Chine, la France est assez lente à adopter cette technologie. Mais nous sommes au niveau du reste de l’Europe. Il n’y a pas, pour l’instant, de champion sur le continent. Cette année, plusieurs projets devraient être mis en place, mais ils resteront marginaux. Il faudra attendre 5 ans avant les premières avancées de la technologie vers le grand public. Dans 10 ans, ce sera une évidence », conclut Axel Théry de Constructions-3D.

 

* L’imprimerie 3D  a été créée entre 1983 et 1986 par l’inventeur américain Charles Hull, vice-président actuel de la société 3D Systems.

** On estime qu’en 2030 la population mondiale atteindra les 8,5Mds d’êtres humains dont 5Mds vivront en zone urbaine, posant de nombreux défis concernant une problématique du logement déjà effective à l’heure actuelle.

*** Constructions-3D est un fabricant de machines d’impression 3D depuis 2015, basé à Valenciennes (59).

**** Xtree est un développeur d’impression 3D à grande échelle à destination des secteurs de la conception architecturale, l’ingénierie et la construction. Elle a été fondée en 2015 et est implantée à Rungis (94).

***** S’effectuant majoritairement avec une assistance par ordinateur, la fabrication additive est un procédé de mise en forme d’une pièce par ajout de matière et empilement de couches successives.