News Jeudi 11 avril 2019 - 08:59

Où en est l’impression 3D béton ?

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La semaine dernière, la filiale du groupe Action Logement, Plurial Novilia, et la startup XtreeE présentaient un prototype de mur du projet Viliaprint. Cette pièce en béton était imprimée en 3D directement dans les locaux de XtreeE, à Rungis, dans le Val-de-Marne (voir la vidéo ci-dessous). Jérôme Florentin, directeur de la maîtrise d'ouvrage de Plurial Novilia, déclarait que le projet entrait en phase de certification et qu’il prévoyait le « début du chantier en 2020 ». Un moment propice pour nous interroger sur l’impression 3D béton ?

Le projet de construction 3D Viliaprint

En juin 2018, Plurial Novilia dévoilait son projet expérimental Viliaprint mixant construction 3D béton, pour les murs porteurs en éléments préfabriqués, et fabrication traditionnelle. Lauréat de l'appel à projets LabArchi « Architecture de la Transformation 2018 », Viliaprint entrait alors en phase d’incubation pour une période de neuf mois dans le but de tester les solutions et de valider les modalités. Début 2019, le projet franchissait une nouvelle étape lorsque la filiale du groupe Action Logement dévoilait, avec l’Agence Coste Architectures et l'ensemble des partenaires, les contours techniques et architecturaux du projet. Ceux-ci prévoyaient l’utilisation de l’impression 3D béton et de la fabrication en bois pour ses habitations, tout cela dans le but de réaliser des constructions, de manière écologique, en biosourcé. 

Aujourd’hui, le projet Viliaprint entre dans une phase extrêmement importante de certification, avec notamment le dépôt du permis de construire intégrant l’impression 3D béton. Pour obtenir la qualification, et surtout la possibilité de reproduire ce modèle d’habitation, le consortium a dû travailler sur un processus « procédé / matériaux ». Un important travail a donc été mené sur le béton, fourni et développé par le groupe cimentier Vicat. Il s’agit d’un mortier haute performance directement transformé dans la tête d’impression du robot XtreeE. Un matériau suffisamment liquide pour ne pas se solidifier dans la tête d'impression, mais suffisamment dense pour prendre rapidement et permettre l'impression d'une autre couche. 

Pourquoi utiliser l’impression 3D béton en construction ?

La construction 3D béton en est encore à ses balbutiements. Nous voyons naître divers projets… dans de nombreux pays ! Mais les normes ne sont pas toujours identiques (notamment à celles du marché français très exigent) et les projets pas toujours certifiés. C’est pourquoi, nous portons un intérêt particulier au projet Viliaprint et à cette étape de qualification. L'un des critères essentiels est évidemment le prix. Aujourd’hui, le coût de la construction 3D reste plus cher que la fabrication traditionnelle. Jérôme Florentin nous explique qu’au début du projet, le prix était « d'environ 4 000 euros le m2 » pour l’impression 3D béton. « Un an et demi plus tard, le coût a diminué à 2 300 / 2 400 euros le m2. » Ce prix pourrait permettre de commercialiser une maison Viliaprint et son jardin à environ 200 000 euros. Mais comme nous l’explique Romain Duballet, co-fondateur de la start-up XtreeE, « il est extrêmement difficile de comparer les prix car les usages ne sont pas les mêmes ». La construction 3D n’est pas vouée à remplacer à l’identique la fabrication traditionnelle.

Dans le cadre du projet Viliaprint, l’intégration de la technologie d’impression 3D béton offre de multiples intérêts.

  • Une liberté architecturale et la possibilité d’intégrer des géométries complexes comme des courbes, des paraboles ou encore des ellipses.
  • Un prix indépendant de l’architecture. 
  • La réduction d’utilisation de matière première grâce, notamment, à l’optimisation des vêtures et des structures, en produisant davantage de creux que de pleins. « Avec cette technique, nous économisons 50 % de béton », a expliqué Jérôme Florentin. 
  • La réduction des délais de construction.
  • La réduction de la pénibilité pour les équipes et des nuisances pour les riverains.
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XtreeE est une start-up née en décembre 2015 d'un projet universitaire d'impression 3D menée au sein du CNAM (Conservatoire national des arts et métiers).

D’autres applications pour l’impression 3D béton

Si l’impression 3D béton pour l’habitation n’est pas encore complètement approuvée, d’autres applications ont fait leurs preuves. Pour la start-up XtreeE, l’ouvrage d’art et les travaux publics sont déjà des marchés accessibles, « d’ores et déjà rentables » comme nous l’a expliqué Romain Duballet. L’utilisation d’une géométrie complexe dans ces cas particuliers est extrêmement intéressante. C’est le cas du poteau de quatre mètres de haut supportant le toit de la cour de récréation d'une école à Aix-en-Provence, en France (photo ci-dessous). Dans ce projet, conçu par l'architecte Marc Dalibard entre 2016 et 2017, XtreeE a pris en charge la conception finale et les premiers prototypes au début de l’année 2016. Le poteau est composé de deux parties : son enveloppe, utilisée comme coffrage perdu, et le béton coulé à l'intérieur de celle-ci, fourni par LafargeHolcim. La géométrie finale ait été conçue par optimisation topologique. La partie imprimée a été divisée en quatre éléments pour la préfabrication. L'équipe de XtreeE a ensuite généré les parcours d'outils et imprimé l'enveloppe en 3D en 15 heures et 30 minutes. Le béton a ensuite été coulé dans l'enveloppe et les éléments du poteau ont été assemblés. Le poteau a finalement été mis en place, enduit et poli.

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L’impression 3 béton a donc trouvé sa place dans des projets de construction uniques et spécifiques : dans des travaux publics, dans des aménagements urbains, dans des décorations, etc. L’art, c’est également accaparé cette technique ! Enfin, XtreeE travaille sur un projet de récif artificiel en béton imprimé en 3D qui devrait bientôt être immergé dans le Parc National des Calanques (France), dans le but de restaurer un habitat écologique perdu. 

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