Le développement de l’impression 3D au cours des années 2000 a impacté de nombreux secteurs, dont les domaines de l’industrie manufacturière, de la santé et de la construction. Personnalisation, prototypage, modélisation, les imprimantes 3D ont renouvelé l’approche de la conception et de la recherche. Désormais, c’est au tour de l’architecture d’utiliser cette nouvelle solution, pour la réalisation de nouveaux projets, à l’aide de matériaux recyclables, écologiques et économiques.
L’impression 3D dans l’architecture
Le secteur de l’architecture a intégré le premier service d’impression 3D dans les années 1990. Cette technologie a permis aux entreprises d’ajuster les concepts, et de modifier les maquettes en fonction des besoins et des nouvelles contraintes, via le logiciel 3D pour architectes.
Par la suite, les champs d’applications de l’impression 3D en architecture se sont ouverts, pour imprimer des bâtiments, des maisons et des ponts en utilisant des techniques de pointe, telles que le FDM, la SLA ou encore le SLS.
En 2014, la société chinoise WinSun a imprimé puis assemblé 10 maisons en une seule journée. Au Japon, Serendix a construit en moins de 24 heures une sphère d’habitation transportable, qui répond aux exigences sismiques du pays. Enfin, Dubaï a l’intention d’ériger une mosquée entièrement imprimée en 3D, avec une capacité d’accueil de 600 fidèles.
Avantages de l’impression 3D dans l’architecture
L’adoption de l’impression 3D dans le domaine de l’architecture ouvre de nouvelles perspectives, offrant des avantages majeurs pour les architectes. Cette technologie révolutionnaire permet non seulement d’accélérer les processus de conception, mais aussi de gagner en rapidité, tout en protégeant l’environnement :
Rapidité et efficacité: L’impression 3D accélère la réalisation de modèles et de structures, réduisant ainsi les délais de conception et de construction.
Réduction des coûts et des déchets: Cette technologie optimise l’utilisation des matériaux, minimisant ainsi les déchets et les coûts associés à la construction.
Flexibilité de conception et personnalisation: Elle offre une liberté de création inégalée, permettant la réalisation de formes complexes et sur mesure difficilement atteignables avec les méthodes traditionnelles.
Matériaux utilisés dans l’impression 3D architecturale
La conception et la mise en œuvre architecturale par le biais de l’impression 3D permettent d’utiliser de nombreux matériaux, qui répondent à des critères écologiques de plus en plus demandés.
Les constructions traditionnelles ont recours aux parpaings et au béton. Désormais, avec la fabrication additive, le béton devient la principale solution, qui offre flexibilité, souplesse de design et résistance. Le béton tend de plus en plus à être réutilisable dans la construction de nouveaux édifices.
D’autres matériaux plus écologiques font également leur entrée dans la sphère de la construction individuelle. On retrouve ainsi des déchets recyclés de riziculture, de l’argile, de la fibre de bois et des résines biosourcées. L’avantage majeur de ce type de matériaux réside dans la dimension écologique, économique et pratique. Toutefois, certains additifs non toxiques doivent être mélangés, afin de garantir la solidité des structures.
Études de cas
Les applications de l’impression 3D en architecture sont multiples. Les architectes de chez EYRC ont imaginé un habitat modulaire, entièrement écologique. Les maisons fabriquées offrent une taille comprise entre 265 et 440 m². Ici, il ne s’agit pas d’impression 3D directe sur site, mais de la réalisation de kits en usine, en vue de les assembler par la suite. Les principaux défis ont consisté à évaluer les zones à risques et la coordination des matériaux, et d’étudier les effets d’ombre.
À Austin, au Texas, des sociétés spécialisées dans la construction par impression 3D ont bâti des mini-quartiers, dans le but d’accueillir les personnes sans domicile fixe. La fabrication additive a permis de réduire les coûts, et de proposer rapidement des logements décents. Dans cette optique, certaines entreprises souhaitent également promouvoir ce type de réalisation, afin de répondre à des contraintes environnementales.
L’impression 3D et la durabilité dans l’architecture
L’impression 3D répond à une dimension environnementale et aux préoccupations des particuliers et des entreprises en matière d’écologie. La réduction des matériaux, l’utilisation de matière première biosourcée et la possibilité de recycler les habitats sont des avantages non négligeables.
En Espagne, le projet TOVA a permis de construire des habitats naturels, avec des matériaux provenant du lieu d’implantation prévu. En Italie, le projet TECLA a été entièrement élaboré à l’aide de matériaux recyclables.
Les défis actuels et futurs
Les principaux défis qui attendent les entreprises du secteur du bâtiment sont liés aux coûts et aux matériaux. Pour le moment, l’achat d’une imprimante 3D reste onéreux, car le prix peut atteindre plusieurs centaines de milliers d’euros. Par ailleurs, tous les matériaux ne sont pas encore accessibles facilement. Cet aspect est donc le principal enjeu économique et sociétal sur le long terme.
Toutefois, l’impression 3D appliquée à l’architecture représente une solution fiable, pérenne et écologique, pour répondre aux demandes croissantes de logements, et aux nécessités liées aux catastrophes naturelles.
Économique et écologique, l’impression 3D dans l’architecture renouvelle les codes stylistiques et les méthodes de construction. Les opportunités de création se développent, et laissent place à des habitats entièrement personnalisables, peu onéreux et rapidement déployables. Le plein potentiel de cette technologie n’est pas encore atteint, et de nombreuses améliorations sont encore à prévoir, afin de garantir des logements entièrement recyclables.
