Trias Architecten
L’impression 3D n’est plus juste tendance. La technologie est même utilisée à grande échelle dans divers secteurs. Pensez à l’industrie automobile, au secteur médical ou à l’aérospatiale. La construction, en revanche, a toujours pris un certain retard, bien qu’il y ait eu un intérêt croissant ces dernières années. L’impression 3D a aujourd’hui le vent en poupe dans le monde et l’attention grandit aussi dans notre pays. L’année dernière, Kamp C, le Centre pour la durabilité et l’innovation de Westerlo, a même fait imprimer la première maison belge en 3D sur ses sites. Cela s’est produit dans le cadre du projet C3PO, une initiative qui vise à accélérer l’introduction de la technologie dans le secteur flamand de la construction. « La réalisation de cette maison n’est en fait que le signal de départ », déclare Tom Reynders (directeur et copromoteur de TRiAS architects) qui a pris en charge la conception. « L’intention est maintenant d’étudier comment nous pouvons utiliser l’impression 3D de manière rentable comme une solution de construction durable. La technologie est extrêmement intéressante pour construire beaucoup plus rapidement et de manière plus respectueuse de l’environnement. L’impression 3D rend par exemple inutiles les structures comme les coffrages, ce qui entraîne beaucoup moins de déchets. Les éléments structurels peuvent être simplement imprimés en usine ou même sur site. On fabrique donc que ce qui est nécessaire. Environ soixante pour cent du matériel, du temps et de l’argent peuvent être économisés de cette manière. La maison du Kamp C a été construite en trois semaines environ. À l’avenir, cela devrait même être possible en deux jours. » Grande liberté de conception La maison 3D de Westerlo est une maison relativement simple, compacte et reconnaissable. « L’intention n’était pas de faire un design extraverti, mais de repousser les limites de l’impression 3D et de voir où il y a des opportunités », explique Tom Reynders. « Il y a beaucoup plus de possibilités que de simplement construire avec des briques, nous voulions le montrer. L’ensemble du processus a été une recherche d’opportunités. En premier lieu pour réduire l’utilisation de matériaux et automatiser les processus de construction, mais aussi pour améliorer la conception en elle-même. L’impression 3D offre une grande liberté de conception et une grande flexibilité. En tant qu’architecte, il est beaucoup plus facile d’expérimenter des formes non conventionnelles, amorphes et complexes.
Cela offre une nouvelle dimension et des perspectives différentes. Je pense en premier lieu à des ouvrages de construction qui sont souvent difficiles à réaliser en raison de leur complexité ou de leur prix de revient élevé. En plus, les designs sont faciles à adapter sur demande. Bref, un nouveau monde d’opportunités s’ouvre à nous. Même si on rencontre toujours des limites, nous devons aussi être honnêtes à ce sujet. Tout ce que l’on dessine n’est pas exécutable par définition. Il existe toujours une recherche d’équilibre. Concevoir cette maison a été tout un processus dans lequel nous avons dû prendre en compte de nombreux paramètres. » Contribution scientifique Le projet 3D a été soutenu par les architectes de Kamp C et TRiAS, mais est aussi le résultat d’un processus de co-création entre différentes parties. Des étudiants en construction de l’Université des sciences appliquées Thomas More de Geel ont par exemple utilisé l’imprimante à béton 3D sur place. Au total, sept autres organisations du monde scientifique et commercial ont participé: Beneens, ETIB/CONCRETE HOUSE, Groep Van Roey, Vicré, Thomas More et UGent. « Le secteur de la construction évolue rapidement et de plus en plus vers un environnement de haute technologie », explique Tom Reynders. « Une imprimante 3D intègre à nouveau une technologie de production moderne. Mais il y a encore beaucoup de travail à réaliser. L’objectif de ce projet était de rechercher, avec un certain nombre d’entreprises de construction et d’institutions scientifiques comme des universités et des écoles supérieures, comment nous pouvons optimiser davantage cette technologie innovante. L’impression 3D permet un nouveau type de savoir-faire. Une façon différente de travailler qui offre la possibilité d’offrir une qualité supérieure et de rendre la construction plus durable. Un énorme travail de recherche a précédé ce projet avec toutes les parties.
Comment construire efficacement un tel bâtiment? Quelle est la composition idéale du mortier utilisé? Cela a été un processus très interactif dans lequel de nombreuses questions ont dû trouver une réponse par diverses autorités et spécialistes. » Imprimante à béton Pour la réalisation, différents développeurs d’imprimantes 3D ont été comparés. Finalement, c’est Bod qui a été choisi, l’imprimante à béton 3D modulaire du danois Cobod. Il s’agit de la plus grande imprimante à béton 3D d’Europe et se compose d’un système de portique modulaire adapté aux dimensions et à la forme de la maison. Chaque module mesure 2,5 mètres et peut être étendu dans l’un des trois axes linéaires. En plus, elle possède une tête d’impression réglable. Elle concentre beaucoup de travail de développement notamment dans la buse d’impression 3D. Cobod a développé une buse tangentielle qui suit en permanence le mouvement de la tête d’impression. Cobod imprime donc des murs lisses ou des textures frappantes, ce qui signifie que moins de traitement est nécessaire par après. La maison mesure 90 mètres carrés et 8 mètres de haut, ce qui correspond approximativement à la taille d’une maison mitoyenne moyenne. La particularité est qu’elle a été imprimée en une seule pièce, une première mondiale. En plus, c’est la première maison 3D à deux étages. La construction s’est déroulée sur la base d’un mortier imprimé l’un sur l’autre en fines couches. C’est aussi une maison basse énergie équipée de tout le confort. Le bâtiment dispose d’un chauffage au sol et au plafond, de panneaux solaires spéciaux en façade, d’une pompe à chaleur et d’un toit vert. « Le bâtiment possède toutes les qualités qu’une maison confortable devrait avoir », déclare Tom Reynders. « Il y a beaucoup de lumière, un vide qui met en valeur l’espace, un bel escalier, etc. Un mur est plâtré pour montrer son effet. On ne remarque même pas que l’on est dans un bâtiment imprimé. »
Texte: Bart De Maesschalck
Photos: Jasmien Smets, Nick Cannaerts