Pour tirer la quintessence de l’impression 3D, il va falloir repenser complètement la structure et les formes des objets qui bénéficieront de ce procédé de fabrication. C’est ce que viennent de démontrer des chercheurs dans deux domaines très différents : la construction d’habitations et celle de voiliers.
Alors que les industriels tels Ricoh commencent à utiliser l’impression 3D pour certaines pièces incluses dans leurs produits ou dans leurs outillages, des chercheurs nous montrent que ce type de fabrication additive pourrait révolutionner la manière de concevoir et de fabriquer des objets aussi divers que des maisons ou des voiliers.
Une maison en 3 jours
Ainsi l’Université de Nantes a-t-elle fait la semaine dernière la démonstration de la construction d’une maison de plain-pied de 5 pièces totalisant 95 m² en 3 jours seulement, grâce à l’utilisation d’un robot. Celui-ci crée couche après couche des parois isolantes en mousse polymère expansée. Une fois la mousse durcie, ces parois servent de coffrage dans lequel le robot injecte ensuite du béton, après mise en place les ferraillages. Une technique de réalisation qui permet de passer de 3 semaines pour une construction traditionnelle en parpaings plus isolant à 3 jours.
« Ce procédé baptisé Batiprint3D est issu d’une collaboration entre les chercheurs du Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (Université de Nantes, CNRS, Ecole Centrale, Inria, IMT Atlantique) et de l’Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique (Université de Nantes, CNRS, Ecole Centrale) », explique Benoit Furet, enseignant-chercheur et porteur du projet pour l’Université de Nantes. Mais le procédé a ses limites, car pour le moment la dalle de départ et la couverture sont réalisées de manière conventionnelle.
Cette maison, baptisée Yhnova, a été l’occasion pour tous les acteurs impliqués dans le projet de faire évoluer leurs pratiques pour trouver des solutions novatrices tirant parti de ce mode de construction. Ainsi le cabinet d’architecture TICA a pu dessiner une maison qui se glisse dans un terrain arboré en respectant la végétation existante, tout en déployant une surface élégante et ouverte sur l’environnement. L’expertise scientifique du CSTB, les analyses techniques de Socotec et du bureau d’études EGIS, ont par ailleurs apporté une plus-value essentielle à l’équipe de l’Université de Nantes pour proposer des solutions sur le classement et la résistance des matériaux, la coordination des corps de métiers, le confort énergétique et acoustique.
La maison, qui revient à 195 k€ HT, sera livrée à la fin de l’année. Dotée de multiples capteurs et équipements domotiques, on analysera le comportement des matériaux, ainsi que la qualité thermique et acoustique. Cette plate-forme servira également d’outil pédagogique pour les professionnels. Elle deviendra ensuite un logement social pour Nantes Métropole Habitat, afin d’être louée à une famille à l’été 2018.
Un voilier qui s’inspire des coraux
Toujours en Bretagne, c’est l’architecte naval Philippe Roulin de Perspective Design qui lui aussi mise sur l’impression 3D pour réaliser la coque d’un petit voilier de 4,35 m, le Mini Sprint. Pour cela il s’est associé à des chercheurs de l’ICAM (Institut Catholique d’Arts et Métiers) à Vannes (56), du laboratoire Compositic de l’Université de Bretagne-Sud (Plœmeur et Lorient – 56), à Splashélec à Brest (29) pour les joysticks de pilotage, et au formulateur de matériaux d’impression Nanovia à Louargat (22).
Là encore l’architecte naval a profité du nouveau mode de fabrication pour abandonner la structure traditionnelle d’une coque en matériau composite et lui donner une forme très organique s’inspirant des coraux, à la fois très résistante et légère (160 kg), grâce à des algorithmes de conception basés sur les diagrammes de Voronoï. Cette structure, qui intégrera dans son cœur des réservoirs d’air pour assurer l’insubmersibilité, sera imprimée en 3D à l’aide d’un bioplastique chargé en microfibres de lin. La fabrication, qui se fera par tranches d’environ 1 m3, demandera trois semaines. La voile, en fait une aile rigide orientable, sera elle aussi imprimée en 3D à l’aide d’une résine bio-sourcée renforcée de microfibres de lin.
