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03 mei 2021

Impression 3D d'une maison en béton : Kamp C crée une première mondiale

Illustratie | © Febelcem

Dans sa dernière livraison de 'Regard sur le béton', FEBELCEM évoque la 'construction' en impression 3D d'une maison à Westerlo, ce qui représente une première mondiale dans le secteur du bâtiment. Kamp C, le Centre provincial pour la durabilité et l’innovation dans la construction, a imprimé en béton et d’un seul tenant une maison d’environ 90 m².

 

La technique d’impression en 3D dans le domaine de la construction n’est pas une idée entièrement neuve mais est encore très peu connue en Belgique. C’est donc avec ambition que l’équipe de Kamp C travaille sur cette méthode en plébiscitant son caractère durable et économe en énergie. Ainsi, l’habitation construite sur le site de Kamp C à Westerlo, est un test grandeur nature pour présenter et parfaire cette technique. La réalisation est une première mondiale car elle a été érigée sur place en une seule pièce au moyen d’une imprimante fixe. Le résultat est une habitation construite en un temps record, entièrement équipée et qui répond à toutes les attentes sur le plan structurel, urbanistique et énergétique. Un cas d’école donc pour séduire les entrepreneurs flamands, et in fine belges, et les inciter à introduire cette technique innovante dans leur pratique.

Un mur en béton trois fois plus solide et réalisé sans coffrage

Les recherches technologiques se sont portées sur la technique d’impression et l’imprimante en elle-même, mais aussi sur le type de béton à utiliser. En effet, la plus grande particularité de cette technique est l’absence de coffrage pour l’érection des murs. Il est donc impératif d’utiliser un mortier spécifique. L’ouvrabilité du mélange doit être adaptée au passage du béton dans la tête d’impression. Par ailleurs, elle doit offrir un durcissement rapide pour éviter l’effondrement de la structure et permettre de couler l’ouvrage vertical en continu. Enfin, il est nécessaire d’éviter la rétraction du béton en cas de séchage trop rapide. Pour les murs porteurs, l’imprimante dessine une structure en « treillis » afin d’en augmenter la capacité de portance tout en diminuant la masse. On obtient ainsi des structures porteuses trois fois plus solides qu’avec une maçonnerie de béton traditionnelle alors que la construction obtenue est plus légère. Le béton employé est enrichi en fibres qui apportent aussi de la robustesse et limitent les risques de fissures durant la phase de durcissement. La technique d’impression 3D en béton ne demande aucun renforcement structurel sauf pour les ouvertures de façade. Des renforcements ponctuels sont alors ajoutés à la main comme, par exemple, des poutres métalliques ou des Murfor® flexibles pour les murs courbes.

De nombreux avantages

Pour l’équipe de Kamp C, cela ne fait aucun doute  : l’impression 3D ne compte que des avantages. Le Centre provincial pour la durabilité et l’innovation dans la construction met en avant ses atouts en termes d’économie d’énergie et de ressources. Le coffrage des ouvrages est inutile, ce qui représente une économie de temps, de main-d’œuvre, de matériaux et de déchets. Le transport lié à la construction est également drastiquement réduit. Autre avantage, les immeubles étant plus légers (car utilisant moins de matière pour une même capacité structurelle), leurs fondations se voient également réduites. De même, les problèmes liés à la faible portance de certains terrains sont diminués voire supprimés. Kamp C insiste également sur la précision d’exécution que permet la technique. Enfin, les possibilités de création sont quasiment infinies grâce au design paramétrique : il est, par exemple, désormais aussi facile et rapide de construire trente colonnes au design variable que trente colonnes identiques.

Une technique éprouvée mais toujours en quête de perfectionnement

Avec ce test grandeur nature, l’équipe de Kamp C a prouvé que la technique d’impression 3D est au point. Après cette expérience enthousiasmante, elle travaille maintenant au développement de la méthode. Comme déjà évoqué, l’impression 3D demande une composition de béton particulière. Ainsi, des études sont en cours pour améliorer la résistance à la traction de ce type de béton. Au niveau des dimensions, des constructions avec une plus grande surface au sol seront envisagées en déplaçant l’imprimante ou en assemblant différentes pièces. Des bâtiments à plusieurs niveaux sont prévus, comme c’est déjà le cas en Allemagne. Des recherches au niveau des softwares sont aussi en cours pour améliorer la communication entre le logiciel de modélisation et celui de l’imprimante. Kamp C pense également que, à l’instar d’autres projets innovants, le coût de la technique tendra à baisser avec son évolution.

Ensemble vers une vision durable du secteur du bâtiment

La maison-test de Westerlo fait partie du projet européen C3PO (Co-création 3D printing avec entreprises /CO-creatie 3D printen met Ondernemingen). En collaboration avec Kamp C, le projet C3PO cherche à promouvoir la construction en impression 3D en Flandre, et particulièrement dans la province d’Anvers. Avec un apport financier supplémentaire de l’Europe, près de 1,6 million d’euros ont été investis dans le projet et l’acquisition de l’imprimante. À l’heure actuelle, partout dans le monde, l’utilisation de l’impression 3D pour la construction est en nette augmentation. Kamp C et le projet C3PO travaillent de concert pour impliquer les entreprises flamandes dans cette révolution du secteur du bâtiment. Avec, en ligne de mire, une vision renouvelée et durable du secteur.

D'autres photos de ce bâtiment sont disponibles dans ce document pdf.

 

 

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