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La fabrication additive dans le secteur de la construction : Quelle intégration pour cette innovation dans le marché ?

By 25 juin 2021No Comments

La fabrication additive est une technologie porteuse de nombreuses innovations R&D en permettant le maquettage et le prototypage rapide de pièces souvent complexes. En effet, c’est aujourd’hui une technologie de référence dans certaines industries, telles que le médical, l’aérospatial ou encore l’automobile. Celle-ci est de manière générale associée à la production en série ou de prototypage sur des éléments de tailles réduite, et l’utilisation de la fabrication additive dans certaines industries peut sembler de ce fait au premier abord déroutante, mais les possibilités offertes par celle-ci rendent son utilisation tout à fait pertinente.

Parmi ces secteurs, nous retrouvons le marché du bâtiment et de la construction, qui représente aujourd’hui à peine 3% de l’industrie de la fabrication additive. Que ce soit par le maquettage, le prototypage ou l’architecture directe des bâtiments, les perspectives offertes par cette innovation sont fortes, en témoignent certains acteurs du secteurs à l’image de Lafargeholcim devenu actionnaire à hauteur de 30% de son partenaire XtreeE, une jeune entreprise spécialisée dans la fabrication additive dans le BTP. L’utilisation de cette technologie présente en effet de belles perspectives dans le secteur, et il est naturel de se questionner sur l’intégration de celle-ci dans le marché de la construction.

Comment la fabrication additive s’intègre-t-elle dans l’industrie de la construction ?

 

Lorsque l’on parle de fabrication additive dans le bâtiment, on pense à raison à de grandes installations d’impression permettant de concrétiser des structures tout aussi grandes. Par exemple, l’imprimante BigDelta WASP 12m a, comme son nom l’indique, des dimensions de 12m de haut pour 7m de large. C’est pourquoi toutes les parties du bâtiment sont généralement imprimées séparément pour être assemblées ensuite, mais il est également possible qu’un bâtiment soit entièrement imprimé d’un seul coup.

Du côté des matériaux utilisés, il est normal de retrouver certes des matériaux plus traditionnels comme des mélanges cimentaires, de l’argile, de la paille ou du chanvre, mais également des matériaux plus spécifiques comme le ciment géopolymère permettant la réduction de l’empreinte carbone par ses propriétés. Le polystyrène est également utilisé dans l’optique de réduire le poids final et donc les coûts engendrés, ou de mousse expansives pour l’isolation.

Quels sont les bénéfices de l’utilisation de la fabrication additive pour la construction ?

 

La fabrication additive dans le secteur de la construction a aujourd’hui une utilisation de niche, mais présente de nombreux avantages.

  • Tout d’abord, la technologie permet une totale personnalisation des constructions. En effet, la FA accroît la créativité dans le domaine architectural : murs courbes, décrochés, optimisation de l’isolation etc… L’impression 3D rend ainsi bien plus abordable la création d’éléments à géométrie complexes, auparavant difficile à mettre en place, par un gain de temps remarquable dans la rapidité d’exécution. De plus, ces pièces octroient des performances accrues aussi bien en termes d’acoustique que de mécanique ou de performances thermiques.
  • Vient ensuite la problématique de la sécurité notamment sur les chantiers. Il va de soi qu’il y a beaucoup moins de risques pour l’humain si une machine travaille à sa place, d’autant plus que bon nombre d’ouvrages nécessitent des interventions directes pouvant s’avérer risquées. La fabrication additive permet ainsi de s’affranchir en partie de ce risque.
  • La fabrication additive permet de plus d’économiser de nombreuses ressources dans les constructions. En effet, celle-ci présente tout d’abord des techniques permettant d’utiliser moins de matériaux, en laissant par exemple du vide au sein des structures. L’économie peut aller selon l’utilisation jusqu’à trois fois moins de matières utilisées, et permet d’une part une réduction pure et simple des matériaux utilisés mais aussi d’accroître les performances du bâtiment notamment sur l’isolation.

De plus, la perte de matières est quasi nulle lorsque l’on oppose la fabrication additive à la fabrication soustractive encore utilisée dans le BTP, consistant à retirer de la matière jusqu’à l’obtention de la forme souhaitée.
Autre ressource non négligeable économisée via la fabrication additive : le temps. En effet, outre le maquettage rapide des structures, il existe aujourd’hui des interfaces logicielles dédiées à la fabrication additive pour le contrôle des machines et des procédés de fabrication. Le gain de temps est considérable dans la mesure où la plus grande partie du travail se fait en amont du projet de construction. On a ainsi vu l’apparition de prouesses remarquables comme avec l’entreprise chinoise WinSun Decoration Engineering Co qui a réussi à “imprimer” 10 maisons en moins de 24h.

Enfin, l’utilisation de la fabrication additive pour la construction permet d’accroître les performances environnementales. En effet, comme nous l’avons vu précédemment, certains procédés de fabrication permettent de réduire les émissions de CO2 en augmentant les performances thermiques des habitations. De plus, alors que le secteur de la construction représente environ deux tiers des déchets produits en France, il est possible de réutiliser ces déchets sous forme d’agrégats pour imprimer en 3D de nouvelles constructions.

La fabrication additive, une technologie pleine de promesses pour le secteur de la construction

 

Les entreprises d’aujourd’hui innovantes en matière de fabrication additive seront probablement les plus performantes dans la construction de demain. Les progrès technologiques dans les procédés de FA permettront de généraliser le processus faisant profiter des bénéfices vus dans cet article de plus en plus d’acteurs du secteur.

La société BASSETTI avec sa Direction de l’Expertise Technique s’engage à mettre en œuvre des méthodes, outils et processus informatiques pour structurer, archiver et diffuser cette connaissance à forte valeur ajoutée au sein de l’entreprise.

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