News Mardi 15 octobre 2019 - 17:49

Impression 3D d’infrastructures télécoms, le projet Art & Fact Innovation

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Art & Fact est une jeune start-up française, fondée en 2018, spécialisée dans la conception et la fabrication d’infrastructures télécoms. Elle a récemment présenté des édifices imprimées en 3D. Une réponse pour les opérateurs télécoms qui ont entamé un processus de densification de leur réseau et de multiplication de leurs antennes relais, en vue d’assurer un service haut débit et très haut débit sur l’ensemble du territoire. Denis Wehrlé, PDG d'Art & Fact Innovation, nous explique comment leur partenaire XtreeE imprime leurs structures et pourquoi l’impression 3D béton est une réponse écoresponsable aux édifices métalliques inesthétique. 

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Art & Fact Innovation souhaite avec ses solutions modernes « répondre aux problématiques liées à la mise en œuvre du Plan France Très Haut Débit et au déploiement des milliers de pylônes nécessaires à la 5G, tout en préservant l’intégrité environnementale et visuelle des territoires ». Généralement les édifices métalliques des opérateurs télécoms sont de formes monotubes ou en treillis et mettent en évidence les antennes et les câbles. Grâce à l’impression 3D béton, la start-up propose de nouvelles structures « plus esthétiques et plus robustes ». Mesurant de douze à vingt mètres de haut, ces mâts télécoms se veulent avant tout « éco-responsables et parfaitement intégrés dans le paysage, qu’il soit urbain ou rural ». Pour ce faire, la start-up a misé sur la technologie et le béton « BFUP » de XtreeE permettant de réduire significativement les émissions de gaz à effet de serre. Il sera également possible de personnaliser et de végétaliser les structures, ainsi que d'installer des solutions de « Smart City » comme l’éclairage, le wifi, des capteurs de qualité de l’air, etc. Face à ce défi d’éco-responsabilité, l’impression 3D offre de nombreux autres avantages tels que la réduction de quantité de matière utilisé, une liberté architecturale, une rapidité de construction ainsi qu’un montage et démontage facilité.

Vous venez de dévoiler des structures imprimées en 3D et « végétalisables » à destination des opérateurs télécoms et des collectivités territoriales. Pouvez-vous nous en dire un peu plus ?

Dans les zones sensibles, qu’elles soient urbaines, touristiques ou rurales, les opérateurs ont des difficultés à obtenir des avis favorables à leur demande de permis de construire ou aux demandes préalables de travaux. Ces demandes sont généralement refusées suite à une instruction des services d’urbanisme mettant en évidence un édifice télécom visuellement inesthétique car ne correspondant pas aux exigences de l’urbanisation locale. Les alternatives proposées par les mairies ou la région pour implanter des antennes relais sont généralement des terrains isolés et éloignés des habitations. Ces emplacements n’ont généralement pas d’adduction au réseau électrique ou sont difficilement accessible avec des coûts de raccordement très élevés. Ils ne sont donc pas exploités. Avec nos structures végétalisables imprimées en 3D, l’ensemble des antennes et des équipements associés sont dissimulés à l’intérieur des modules supérieurs. Nous proposons une nouvelle alternative qui peut être installée au plus près des usagers, sans dénaturer leur environnement. 

Ces structures ont-elles déjà été installées ?

Après une année de validation de notre prototype afin de garantir des caractéristiques de résistance antisismique et anticyclonique de catégorie 5, notre première réalisation devrait être installée fin 2019 sur les Antilles. Nous sommes actuellement en contact avec de nombreux opérateurs et propriétaires terriens, qu’ils soient privés ou publics, qui voient en nos structures l’occasion de convaincre les plus réticents à leur implantation. 

Pouvez-vous nous expliquer comment ces structures ont été imprimées ?

Art & Fact Innovation est une entreprise française, avec des acteurs et un savoir-faire français, dont XtreeE qui impriment nos structures dans leurs locaux à Rungis, avec un Béton Ultra Haute Performance, appelé « BFUP ». Un robot ABB imprime les « Voussoirs », des éléments de 2 mètres de haut qui viennent s’empiler et que l’on met sous précontrainte à l’aide de câbles (120 tonnes de pression pour une structure de 12 mètres). C’est comme un pont, mais à la verticale. Il n’y a pas d’armature métallique telle que l’on peut retrouver dans une construction en béton classique. 

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Les pièces ne sont pas encore imprimées directement sur site car les variations climatiques extérieures influencent encore trop la qualité du béton imprimé. Mais cette technologie avance à grande vitesse alors tout reste possible dans un avenir proche.

Ce process a-t-il été qualifié et certifié ? 

Nous avons élaboré ce projet avec la collaboration du bureau d’ingénierie Lamoureux & Ricciotti, spécialisé dans l’ingénierie des structures en béton. Leur expérience et leurs compétences nous ont permis d’avancer sereinement. Cela dit, le défi technologique relevé depuis plus d’un an est aujourd’hui une première mondiale, puisqu’aucune structure imprimée en béton de 12 mètres de haut n’avait encore été réalisée. Pour ajouter une difficulté supplémentaire, les calculs devaient tenir compte des contraintes antisismique et anticyclonique les plus pessimistes (Zone 5). La certification sera apportée par la société SOCOTEC.

Pourquoi avoir utilisé l’impression 3D en béton ?

Parce que la technologie d’impression 3D offre de nombreux avantages : une très grande liberté architecturale, la réduction de quantité de matière utilisée, une rapidité de construction ainsi qu’un montage et démontage facilité. Associée aux expertises de nos partenaires – le spécialiste de la précontrainte Freyssinet et le cabinet d'ingénierie Lamoureux & Ricciotti – elle offre à nos structures une robustesse accrue ainsi qu’une longévité supérieure à 50 ans.

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Avez-vous des informations sur le temps de fabrication ou la quantité de matière économisés ?

Le temps d’impression d’une structure de 12 mètres est entre quatre et six jours. L’impression 3D béton permet de diviser par 10 le temps de fabrication par rapport à la construction d’un pylône classique en métal. Concernant l’économie de matière, il est difficile de comparer dans l’absolue, puisque nous construisons en béton là où les pylônes traditionnels sont en métal. Malgré tout, la technologie d'impression 3D, associée à l’utilisation d’un matériau de très hautes performances, permet de concevoir et de designer une structure très complexe en utilisant très peu de matière. C’est le cas de notre projet. Et nous avions dû le concevoir avec une méthodologie classique de coffrage et de ferraillage, nous pouvons estimer l’économie de matière à 70 %. Comme je le disais, l’économie est aussi temporelle, puisque qu’elle permet de réduire considérablement le délai de production. Nous gagnons enfin en sécurité puisque toutes les étapes « à risque » de coffrage et de ferraillage réalisés par les ouvriers sont supprimées et remplacées par des étapes de contrôles.

Cette méthode de fabrication est-elle plus économique que les méthodes traditionnelles ?

Si nous comparons les coûts de fabrication entre une structure métallique et notre structure en béton, clairement non. Le BFUP utilisé est aujourd’hui fabriqué en très petite série (1 % de la production du béton classique) et représente la plus grosse partie du coût. Mais cette nouvelle matière intéresse de plus en plus les industriels. Le coût va donc très rapidement baisser, et nous serons de plus en plus compétitifs. De plus, si l’on regarde sur le long terme, les propriétés de ce matériau assurent à notre structure une longévité largement supérieure à 50 ans, sans nécessité d’entretien. Contrairement à une structure métallique, qui doit être maintenu tous les ans. Il n’est pas rare que les opérateurs de téléphonie soient obligés de remplacer leurs pylônes après 20 ans, et même avant si celui-ci est exposé à un environnement agressif (mer / montagne). Sur 50 ans et plus, l’investissement est largement rentabilisé.

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