En direct

L'impression 3D entre dans une autre dimension

Adrien Pouthier, avec Florent Maillet et Augustin Flepp |  le 29/08/2017  |  TechniqueInnovationLoire-AtlantiqueNordOrne

Innovation -

Bientôt mature, la fabrication additive est sur le point de devenir un mode constructif comme les autres.

Mais de nombreux défis techniques restent à relever.

C 'était en 2014. Dans son édition du 25 avril, « Le Moniteur » écrivait : « Imprimer une… maison. Gutenberg en perdrait son latin. Et pourtant, c'est ce que certains prétendent réaliser. » Neuf mois plus tard, en janvier 2015, une entreprise chinoise annonçait avoir imprimé son premier… immeuble. Et aujourd'hui, les projets fleurissent en France, comme à Nantes où Bouygues Construction s'apprête à bâtir une maison à partir de la fabrication additive industrielle (lire encadré ci-contre) .

Objet de recherches depuis dix ans, cette technologie est en passe de devenir un mode constructif comme les autres. De là à les remplacer tous ? Rien n'est moins sûr. Car mettons fin d'emblée à un abus de langage : non, il n'est pas possible d'imprimer un bâtiment, c'est-à-dire de faire sortir d'une machine et en un seul tenant une structure entière. « On est encore loin de la construction intégrale », confirme François Thueux, directeur marché bâtiment chez Lafarge, qui a supervisé le chantier d'impression 3D de poteaux du projet Yrys de Maison France Confort (lire encadré ci-dessus, p. 11) . « Aujourd'hui, on imprime en usine des éléments architecturaux au dessin complexe ou des moules aux formes particulières, qui sont ensuite livrés sur le chantier. Les techniques disponibles à ce jour ne permettent pas de construire des éléments structuraux, par exemple », insiste-t-il.

Les formes en béton imprimées sont effectivement… creuses. Et ne peuvent donc supporter des charges, à moins d’être remplies de béton dans un deuxième temps. C’est le cas des poteaux de la maison Yrys. « Et nous savons de source sûre que certains ”bâtiments imprimés” en Chine, dont les vidéos ont fait le tour du web, ont eu besoin d’un bon remplissage », glisse malicieusement Alain Guillen, cofondateur de XtreeE, start-up française spécialisée dans la fabrication additive du béton.

Une innovation qui libère la créativité des architectes pour les projets haut de gamme.

Autre problème : la taille des robots. « Les machines mesurent 6 mètres de haut, avec des règles de sécurité particulières », confirme Caroline Baudelot, chargée du marketing maison individuelle chez Lafarge France. Compliqué, dès lors, de les acheminer jusqu’au chantier et encore plus de les déplacer une fois sur le terrain. « Ce que permet l’impression 3D aujourd’hui, c’est surtout de libérer la créativité des architectes », estime-t-elle. Et vu le prix actuel de cette technologie – plusieurs centaines de milliers d’euros pour une machine –, elle semble pour l’instant destinée à des projets emblématiques, haut de gamme ou très spécifiques. « Je ne pense pas que l’impression 3D viendra remplacer la préfabrication pour des murs droits », explique Alain Guillen. Dit autrement : « On est très loin du marché de masse », tranche François Thueux.

Pourtant, tout le monde en est sûr, lorsqu’elle sera arrivée à maturité, l’impression 3D permettra des gains de productivité, des économies sur les coûts de construction et… des matériaux. « On va chercher à aller vers plus de “creux” et moins de “plein”, pour ainsi utiliser moins de matière et de ressources naturelles », confirme Alain Guillen.

« Préfabrication foraine ». Alors que manque-t-il à ce marché pour devenir mature ? D’abord un tissu industriel suffisamment étoffé. Aujourd’hui, les start-up telles que XtreeE qui maîtrise l’ensemble de la chaîne de construction ne sont pas légion. « Le démarrage aura lieu quand les grands constructeurs commenceront à s’équiper », estime Alain Guillen. « De notre côté, nous pouvons dès à présent leur fournir des unités intégrées permettant le développement de produits et une impression industrielle. Et nous développons pour la fin de l’année une unité transportable pour faire de la “préfabrication foraine”, c’est-à-dire directement sur le chantier », promet-il.

D’un point de vue technique, le « prémix » injecté dans les imprimantes 3D devra, lui aussi, évoluer. « Nous travaillons actuellement au développement d’une solution qui permettra d’ici à quelques années de faire de l’impression structurelle », confie Alban Mallet, autre cofondateur de XtreeE.

Quand ces éléments seront réunis, il sera temps de repenser l’organisation des chantiers. Mais il ne sera pas question de révolution. « Les procédés classiques vont rester. Ce nouveau mode constructif permettra de faire des choses plus complexes qu’auparavant, résume Zoubeir Lafhaj, docteur en génie civil, professeur à l’Ecole centrale de Lille. Dans une certaine mesure, l’imprimante 3D peut être comparée à la grue ou au tunnelier : tous les constructeurs n’en ont pas besoin, mais l’arrivée de ces outils a permis de faire des choses inenvisageables auparavant ».

PHOTO - 8750_554404_k2_k1_1350494.jpg
PHOTO - 8750_554404_k2_k1_1350494.jpg
Des poteaux imprimés en 1 h 20

Pour construire Yrys, son nouveau concept de maison qui sera finalisé en septembre 2018 à Alençon (Orne), près de son siège, le groupe Maisons France Confort (MFC) a mis en œuvre de nombreuses innovations technologiques. Quatre poteaux ronds de 3,04 m et un mur en béton ont ainsi été imprimés en 3D. Verdict ? « Il y a un vrai fossé entre ce que l'on voit sur le web et la réalité », témoigne Hervé Chavet, directeur technique et R & D de MFC. Beaucoup de questions se sont posées. Par exemple, comment faire la jonction des poteaux avec le sol et le plafond.

MFC a collaboré avec les industriels Rector et Lafarge, ainsi qu'avec la start-up XtreeE pour mener à bien le projet.

« Le premier poteau a été compliqué à imprimer, car la technologie nécessite encore beaucoup de développements. L'impression requiert une parfaite maîtrise de la matière première et de l'injection. Quand ces conditions ont été réunies, les poteaux suivants ont été imprimés en 1 h 20 », confie-t-il. Sur le plan pratique, l'immense robot qui emporte le bras articulé paraît trop volumineux pour être déplacé sur chantier. « Cette technologie doit encore franchir beaucoup d'étapes de R & D avant de passer en phase d'industrialisation », conclut Hervé Chavet.

%%MEDIA:1371199%% %%MEDIA:1372194%% %%MEDIA:1371209%%
Bouygues prêt pour un test grandeur nature

Le 14 septembre, à Nantes, Bouygues Construction imprimera en 3D une maison de plain-pied de 95 m2 , composée de cinq pièces, de murs arrondis et de formes complexes. Porté par Nantes Métropole Habitat, ce projet expérimental a pour objectif de valider la technologie de fabrication additive robotisée Batiprint3D, brevetée par l'université de Nantes. Un robot polyarticulé guidé par un capteur laser déposera trois couches de matériaux : deux couches de mousse en polyuréthane (isolation thermique) servant de coffrage à une troisième de béton. Une trentaine d'heures seront nécessaires à l'impression de ce logement social. L'opération se concentrera sur la partie structurelle (murs et ouvertures).

Fruit d'une collaboration avec une myriade d'acteurs (LafargeHolcim, CSTB, Covestro, CNRS… ), ce projet entend démontrer les gains de sécurité, qualité et productivité offerts par les modes constructifs de demain (impression 3D, robot).

« L'impression 3D ne représentera pas le marché de masse »

M. Dans quelle mesure l'impression 3D crée-telle une rupture dans les secteurs économiques qui l'ont mise en œuvre ?

Cette technologie existe depuis plus de trente ans et a été prototypée dans beaucoup de secteurs industriels.

Avec le recul, elle n'a pas systématiquement bouleversé les équilibres, sauf quand elle permet à la fois la fabrication directe et la personnalisation. C'est le cas dans le domaine de la santé, où une pathologie requiert par essence un traitement individualisé à l'extrême, par exemple pour les prothèses auditives ou les têtes de hanche.

Sur ces marchés-là, le coût par unité de l'impression 3D se révèle compétitif et la technologie apporte une rupture.

M. Quel est son potentiel dans le secteur de la construction ?

Sur le plan économique, il est difficile d'envisager que l'impression 3D représente un marché de masse. La construction réclame des volumes importants de production de matériaux tels que le béton, les briques…

Il restera vraisemblablement moins coûteux de les produire à la chaîne, puis d'approvisionner les chantiers, selon des process industriels rodés, que de les imprimer.

La préfabrication, par exemple, a donc toujours de l'avenir.

M. Dans quelle mesure le secteur va-t-il alors profiter de cette révolution technologique ?

On peut tout à fait imaginer que l'impression des éléments constructifs s'adaptant aux caractéristiques du terrain in situ , par exemple sa déclivité, se développe. Idem pour la personnalisation esthétique d'éléments du bâtiment, même si tout le monde ne peut s'improviser architecte ou designer et que la réglementation et la sécurité peuvent vite limiter les choix.

L'impression 3D ne révolutionnera pas à elle seule le marché de la construction. Elle devra aussi trouver sa place dans une chaîne de valeur qui se digitalise avec le building information modeling (BIM) et qui doit intégrer d'autres technologies nouvelles, comme l'intelligence artificielle et la robotique.

%%MEDIA:1372204%%

Commentaires

L'impression 3D entre dans une autre dimension

Votre e-mail ne sera pas publié

Éditions du Moniteur

AMC N°270 - SPÉCIAL INTÉRIEURS 2018

AMC N°270 - SPÉCIAL INTÉRIEURS 2018

Presse - Vente au n°

Prix : 29.00 €

Voir

Opérations Immobilières n°106 - Loi ELAN

Opérations Immobilières n°106 - Loi ELAN

Presse - Vente au n°

Prix : 37.00 €

Voir

Aménager sans exclure, faire la ville incluante

Aménager sans exclure, faire la ville incluante

Livre

Prix : 24.00 €

Auteur : Éditions du Moniteur

Voir

Accéder à la Boutique

Les bonnes raisons de s’abonnerAu Moniteur

  • La veille 24h/24 sur les marchés publics et privés
  • L’actualité nationale et régionale du secteur du BTP
  • La boite à outils réglementaire : marchés, urbanismes, environnement
  • Les services indices-index
Je m’abonne
Supports Moniteur
Les cookies assurent le bon fonctionnement de nos sites et services. En utilisant ces derniers, vous acceptez l’utilisation des cookiesOKEn savoir plusX