Bâtiments imprimés en 3D : Du concept à la construction — Mythe ou réalité ?

Si vous vivez dans une maison ou un appartement dans un pays développé, il y a de fortes chances que votre bâtiment ait été construit en briques et mortier — la façon traditionnelle, avec des matériaux traditionnels.

Mais si vous avez beaucoup lu sur l'impression 3D, vous avez probablement lu quelques histoires sur les bâtiments imprimés en 3D : phénomènes architecturaux additifs qui renoncent aux briques et mortier pour du filament. Il semble qu'on puisse tout imprimer en 3D de nos jours, et les structures habitables ne font pas exception.

Alors, les bâtiments imprimés en 3D sortent-ils vraiment de terre à travers le monde ? Le logement est-il une véritable application de la fabrication additive, ou les structures architecturales imprimées ne sont-elles qu'un exemple d'enthousiastes de l'impression 3D exagérant les possibilités de leur technologie ? Vivrez-vous un jour dans un bâtiment imprimé en 3D, ou les promesses audacieuses de la communauté de l'impression 3D seront-elles oubliées dans un avenir proche ?

Cet article examine certaines des principales applications de l'impression 3D dans la construction et l'architecture, tentant d'évaluer la viabilité des bâtiments imprimés en 3D.

Logement imprimé en 3D

Plusieurs entreprises ont tenté de fabriquer des structures habitables entières en utilisant la technologie d'impression 3D, avec diverses motivations.

Certains croient que l'impression 3D peut réduire les coûts de matériaux et main-d'œuvre dans la construction, tandis que d'autres soulignent les atouts écologiques de la technologie additive. Certains voient le logement imprimé en 3D comme une solution dans les zones de crise touchées par des catastrophes naturelles.

En vérité, les exemples réels de maisons imprimées en 3D sont mitigés. La plupart des technologies d'impression 3D dans ce domaine utilisent un système de dépôt de béton assez grossier avec une faible précision comparée à une imprimante 3D plastique ou métal ordinaire.

Donc si les machines peuvent fabriquer des murs épais, toute complexité doit être laissée à d'autres procédés de fabrication.

En 2018, la société d'impression 3D ICON a révélé une maison imprimée en 3D qui pouvait être construite en moins de 24 heures. Cependant, vu la petite échelle du bâtiment et l'utilisation de matériaux non imprimés supplémentaires, il n'est pas clair si ce type de construction est significativement plus rapide, plus rentable et plus fiable que les méthodes traditionnelles.

Une autre entreprise tentant de populariser le logement imprimé en 3D est Apis Cor, qui adopte une approche différente. Au lieu de se concentrer sur la durabilité et le secours en cas de crise, Apis Cor tente de créer des « équipements entièrement autonomes » capables de réaliser des projets de construction avec un minimum de main-d'œuvre.

Bien qu'il y ait des aspects intrigants au logement imprimé en 3D, il y a très peu d'exemples réussis à ce jour.

Éléments de design

Une application plus réaliste de l'impression 3D dans la construction et l'architecture est l'impression 3D d'éléments de design extérieur et intérieur. Ceux-ci peuvent inclure des auvents, murs intérieurs non porteurs, carreaux et éléments décoratifs.

Des entreprises comme Specavia en Russie, par exemple, utilisent leurs propres imprimantes 3D béton pour imprimer de plus petites caractéristiques architecturales : tours, arches, cloisons naines, poêles et cheminées. Ces éléments peuvent être personnalisés numériquement et installés dans des bâtiments faits traditionnellement, et les imprimantes 3D utilisées pour les faire sont plus portables que celles conçues pour imprimer des bâtiments entiers.

Les possibilités sont encore plus larges avec les éléments de design intérieur. Comme moins d'attention doit être portée à l'étanchéité et la stabilité, une plus large gamme de matériaux peut être utilisée — plastiques techniques, par exemple — pour créer des structures éblouissantes.

En 2015, le Laboratoire pour le Design Créatif de Pékin a dévoilé un gigantesque pavillon intérieur imprimé en 3D à la Beijing Design Week. Et bien que ce ne fût pas une pièce d'architecture très pratique, le pavillon au look futuriste a mis en valeur les possibilités esthétiques de l'impression 3D dans ce domaine.

Une application bien plus courante de l'impression 3D est le design de meubles imprimés en 3D comme chaises, tables et luminaires.

Modèles architecturaux

Peut-être pouvez-vous vraiment imprimer un bâtiment entier : murs, toit et tout. En fait, c'est ce que font beaucoup d'architectes quand ils conçoivent et fabriquent des modèles architecturaux réduits imprimés en 3D.

L'impression 3D offre de nombreux avantages sur les méthodes traditionnelles — construction par baguettes, par exemple — pour la fabrication de modèles architecturaux miniaturisés. La capacité de répliquer parfaitement un fichier CAO numérique est évidemment très utile, et la gamme de couleurs et matériaux disponibles offre de la flexibilité.

C'est aussi incroyablement rapide et facile. Utiliser des méthodes manuelles pour créer des modèles architecturaux, c'est un peu comme construire un château de cartes : il y a beaucoup de complexité, et il y a toujours un risque que tout s'effondre. Avec l'impression 3D, peu de compétence manuelle est requise, car les modèles peuvent être imprimés en une seule pièce en toute sécurité.

Les architectes utilisent maintenant régulièrement l'impression 3D pour créer des modèles pour le développement conceptuel et les présentations clients. Ce n'est pas limité à une technologie particulière non plus : FDM, SLS, ColorJet et autres imprimantes 3D peuvent toutes être utilisées avec efficacité.

À l'heure actuelle, vous êtes bien plus susceptible de voir un modèle imprimé en 3D d'un bâtiment qu'une vraie structure à taille réelle. Cela pourrait changer, mais — pour l'instant, du moins — vous devriez vous sentir à l'aise de vivre dans une maison traditionnelle, non imprimée.