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Des murs fabriqués par un robot AH

En avril, le secteur du BTP franchissait une nouvelle étape en matière de construction avec l’impression 3D béton d’un mur prototype.
Une première en France.

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Cette expérimentation, lauréate de l’appel à projets "Architecture de la transformation", porte sur la réalisation de cinq pavillons dans l’écoquartier Réma’Vert, à Reims, pilotée par Plurial Novilia. La technique est novatrice… Elle diffère de celle employée par Nantes Métropole Habitat, pour la maison Yhnova(1). "Ce ne sont pas les coffrages des murs qui sont imprimés en 3D mais bien les murs porteurs de cinq maisons mitoyennes et de plain-pied, explique Jérôme Florentin, directeur de la maîtrise d'ouvrage de l’ESH. Si la technique reste encore coûteuse - environ 4 000 euros le m2 au démarrage du projet voici un an et demi - elle devrait descendre à 2 300/2 400 euros le m2 aujourd'hui", estime -t-il. Une maison ViliaPrint avec jardin pourrait être commercialisée autour de 200 000 euros.

L’architecte Emmanuel Coste s’est inspiré de deux systèmes constructifs : l’impression 3D pour la plupart des murs - avec des lignes courbes - des maisons et des modules conçus hors site pour les blocs fonctionnels (cuisine, cellier, entrée, toilettes et salle d’eau) en bois CLT (lamellé-croisé) bio-sourcé.

Pourquoi l’impression 3D - ou fabrication additive - dans la construction ?

Indubitablement, cette technologie offre des opportunités et des possibilités quasi-infinies en matière de construction non encore suffisamment exploités à l’heure actuelle : fabrication d’éléments complexes ou de formes architecturales originales (intégration de courbes, paraboles ou ellipses), construction d’habitats d’urgence ou encore réparation et renfort structurel pour un recouvrement rapide face à une situation critique.

Ses autres atouts sont aussi intéressants pour le secteur du BTP : baisse des coûts et délais de construction, de commercialisation, gain de matière (en n’utilisant que les matériaux strictement nécessaires au déroulement du chantier, soit ici, l’équivalent de près de 50% de matière en moins), réduction des nuisances (y compris celles de réduire les émissions de CO2 et d’énergie grise produites par la production de béton et ciment qui génère du dioxyde de carbone), pénibilité amoindrie pour les équipes du bâtiment …

Un passage obligé : la certification

L’objectif annoncé par Plurial Novilia est clair : passer du stade expérimental au stade opérationnel et reproductible et industrialiser le processus après l’avoir consolidé et obtenu les certifications ad hoc (Centre scientifique et technique du bâtiment, bureaux de contrôle). En effet, Il reste des barrières règlementaires à lever pour valider l’utilisation de cette technologie. À ce jour, si la législation autorise l’impression 3D d’éléments en béton, elle ne permet pas d’utiliser d’éléments imprimés 3D comme éléments intégrés à la structure porteuse d’une construction. Afin d’obtenir la certification de ces éléments, une phase de prototypage a été menée avec les partenaires techniques, depuis août 2018, et dix sessions d’impression ont été menées pour notamment, formuler la bonne composition du béton, préciser les limites du concept (dimensionnelles, résistance, esthétiques), définir les modes constructifs adaptés au projet.

De l'évaluation que réalisera le CSTB d'ici la fin de l'année (test au feu, résistance au vieillissement...), dépendra la possibilité de dupliquer la technique inaugurée à Reims et de la proposer aux autres bailleurs afin qu’ils s’approprient le retour d’expérience de Plurial Novilia.

(1) Voir article dans le n° 1076 du 15 avril 2018, p. 29.
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La tête d'impression du robot injecte le béton par couches successives ; la consistance du béton a dû être spécialement travaillée pour être à la fois suffisamment liquide pour ne pas se solidifier dans la tête d'impression et suffisamment dense pour prendre rapidement et permettre l'impression rapide d'une autre couche. © Plurial Novilia

Les partenaires

  • La start-up XtreeE, spécialisée en impression 3D béton, grande dimension
  • L’agence Coste Architectures
  • L’entreprise de travaux Demathieu Bard Construction
  • Le groupe cimentier Vicat
  • La FFB (Marne et Grand-Est)
  • L’École nationale des Ponts ParisTech
  • Le lycée professionnel des métiers du BTP de Reims et l’École d’art et design de Reims