Bien que les avantages soient nombreux, les défis subsistent, notamment concernant la solidité et la durabilité des créations en impression 3D. Tour d’horizon de la question dans cet article.
Commençons par expliquer quelques bases techniques pour mieux comprendre le sujet. L’impression 3D dans la construction désigne une technique de fabrication d’un bâtiment avec pour méthode principale l’impression 3D. Tout comme les résines des petites imprimantes 3D, l’impression 3D pour le bâtiment repose sur le même principe, avec comme matériaux du béton spécialement formulé ou des polymères renforcés. Trois techniques de construction existent aujourd’hui : le Contour Crafting, le Sand 3D printing, et le Wire Arc Additive Manufacturing. En français, on parle de fabrication additive. Les avantages de ces techniques sont immenses : les coûts de construction sont nettement réduits puisque moins de main-d’œuvre est exigée, la construction est plus rapide, la précision est accrue et moins de déchets sont produits. Selon de nombreuses prévisions, l’impression 3D permettrait également d’envisager des projets bien plus complexes que les bâtiments les plus ambitieux du présent, dans des formats immenses. La première précision, et sûrement la plus importante, c’est que l’impression 3D en est encore à un stade assez embryonnaire. Plusieurs projets ont vu le jour, mais les techniques sont encore bien trop coûteuses pour être rentables, et des études sont menées pour tester la solidité et la durabilité des bâtiments construits. Ainsi des constructions ont déjà été mises sur pied avec l’impression 3D, comme l’impressionnante start up Apis Cor qui a bâti une petite maison près de Moscou… en moins de 24 heures, des délais inimaginables avec les techniques traditionnelles.
Par la suite, les projets se sont multipliés sur ce même principe de construction, repoussant toujours plus loin les limites de l’imagination. Un projet en particulier nous a paru digne d’être plus connu et mis en lumière : la maison Tecla. Il s’agit d’un prototype construit en avril 2021 à l’initiative d’un studio d’architecte et d’une imprimante 3D italiens. Le principe de la construction 3D est ici celui qui se répand le plus, à savoir une grande structure métallique sur laquelle des bras mobiles de l’imprimante 3D vont superposer les couches de matériau. La particularité géniale de la maison Tecla, c’est que le matériau de construction utilisé est l’argile, produit par la terre et l’eau avoisinantes. La maison, au design élégant, a donc été construite en un temps record de 200 heures, pour un coût imbattable. Lorsque la technologie sera plus aboutie, on parle d’un coût de construction de 900 dollars. Cette idée est un point de départ décisif dans les solutions pour produire des abris rapidement, à bas coût, avec des matériaux locaux disponibles partout sur terre. On peut facilement imaginer son emploi dans les situations d’urgence, de catastrophe naturelle ou bien même son emploi plus généralisé tandis que l’ONU estime que 40% de la population mondiale aura besoin d’un accès à un logement abordable.
Ces techniques d’impression 3D, avec des matériaux locaux, permettent la réduction intense de déchets, et d’émission de dioxyde de carbone. C’est une donnée très importante quand on prend en compte que 38% des émissions de dioxyde de carbone sont issues du BTP et de la construction. Bien que l’argile ait un avenir prometteur, les impressions 3D de béton sont les plus répandues. Voici les étapes de construction. En premier lieu, la conception numérique permet à un architecte de détailler la structure et toute ses données à l’aide de logiciels de CAO (conception Assistée par Ordinateur). Après avoir choisi les matériaux, l’imprimante 3D est configurée en définissant la température d’extrusion et la vitesse d’impression en fonction des matériaux choisis. Le site est préparé en installant sur place l’imprimante 3D, et l’impression des murs peut commencer. Après les tests de vérification, le bâtiment est prêt à accueillir ses habitants.
L’entreprise 14Trees a, pour sa part, achevé un complexe de 52 maisons au Kenya, à prix abordable. Ces bâtiments ont reçu une certification par l’IFC, l’institution de financement du développement de la Banque mondiale, qui a reconnu ces bâtiments comme ayant le potentiel d’être zéro carbone. Plein d’avenir, ce type de projets a pour but de faire face aux problèmes de logement, à l’augmentation de leur coût. C’est en effet une population toujours grandissante, surtout dans les zones urbaines, qui doit être logée, et la construction peine à suivre dans de nombreuses parties du monde. Face au manque de logement décent, les prix augmentent et obligent de nombreuses populations à se tourner vers des logements de basse qualité. Sans même parler des projets tout autour du monde, l’arrivée de l’impression 3D dans la construction est une révolution majeure même en France où l’on dénombre de nombreux sans-abris, et de nombreuses villes dans lesquelles la tension sur le marché de l’immobilier et du logement est un problème.
L’utilisation de l’impression 3D dans la construction offre une flexibilité accrue dans la conception, tout en réduisant les déchets de matériaux et les coûts de main-d’œuvre. Cependant, des recherches continues et des normes de régulation sont encore nécessaires pour garantir la fiabilité des structures construites par impression 3D, ce qu’un futur proche nous réserve peut-être.