Comment l’impression 3D de béton remodèle le secteur de la construction

By Anais Masetti - 18 août 2020

Traduit de l’anglais par Margaux Cervatius

En mai 2018, la ville de Dubaï a imposé qu’au moins 25 % de tous ses nouveaux bâtiments soient imprimés en 3D d’ici 2025. Puis, fin 2019, la ville a dévoilé le plus grand bâtiment imprimé en 3D au monde : un immeuble de bureaux de deux étages et 640 mètres carrés. Il s’agit du plus grand au monde par sa surface, mais le bâtiment le plus haut imprimé en 3D reste une propriété résidentielle de cinq étages construite en 2015 à Suzhou, en Chine.

Nous pouvons tous en convenir, le secteur du bâtiment n’évolue pas très rapidement quand il s’agit de progrès technologique et, de manière générale, d’innovation. Pourquoi donc cet engouement soudain pour l’impression 3D ? Il se trouve que l’application de cette technologie à la construction pourrait présenter d’importants avantages économiques, sociaux et environnementaux.

Les processus de construction additive, à l’instar de ceux utilisés dans les exemples cités ci-dessus, sont donc amenés à avoir une forte influence sur l’avenir de la construction. Nous proposons ici un aperçu des principaux moteurs derrière cette tendance et des entreprises innovantes impliquées.

L’impression 3D au service du BTP

Selon Markets and Markets, le marché de la construction par impression 3D devrait passer de 3 millions de dollars en 2019 à 1 575 millions en 2024, soit un TCAM de 245,9 % sur cette période.

Cette croissance est principalement portée par les avantages économiques. En effet, l’utilisation d’imprimantes pour automatiser certains processus de construction permet de réduire la main-d’œuvre nécessaire et, en conséquence, les coûts de construction. Cette technologie a encore du chemin à parcourir avant de se passer de toute intervention humaine, mais on imagine très bien que, dans un avenir proche, les imprimantes 3D seront capables de construire des bâtiments de zéro en toute autonomie. Et ce, en quelques jours au lieu de plusieurs mois, puisque ces machines pourraient en théorie fonctionner jour et nuit sans aucune interruption.

L’impression 3D peut constituer une menace pour les employés du BTP, mais aussi un moyen de rendre le travail plus sûr, en particulier sur les chantiers situés dans des environnements hostiles soumis à des conditions météorologiques extrêmes. Le plus grand bâtiment imprimé en 3D au monde se situe d’ailleurs dans une zone désertique. De plus, dans certains pays comme le Japon et l’Italie, le vieillissement de la population entraîne une pénurie problématique de jeunes actifs. L’impression 3D pourrait éviter le recours à des immigrés sans papier, et donc réduire le risque d’une nouvelle forme d’esclavage.

A screenshot of a cell phone Description automatically generated

A screenshot of a cell phone Description automatically generated

Source: Markets and Markets

Les avantages économiques de cette technologie ont également d’autres effets positifs sur le bien-être social. Par exemple, un plus grand nombre de logements abordables pourrait être construit grâce à l’impression 3D. La pratique n’est pas encore répandue, mais cela permettrait de construire des maisons à bas coût et des logements sociaux plus vite, et probablement de meilleure qualité, qu’avec les méthodes classiques, compte tenu des budgets limités alloués à ce type de projet.

La construction additive est également plus respectueuse de l’environnement puisqu’elle produit moins de déchets que les méthodes traditionnelles de construction et de fabrication. Avec l’impression 3D, seule la quantité de matériau nécessaire pour construire un élément est utilisée, ce qui réduit au strict minimum les déchets, souvent réutilisés pour imprimer d’autres structures en 3D. L’impression 3D de béton sur site implique également un nombre plus faible de machines, pièces et autres composants (comme les murs pré-fabriqués) à transporter sur le chantier. Cela permet ainsi de réduire les émissions de carbone liées au déplacement de camions pour amener des équipements sur les chantiers.

Une tendance renforcée par les startups

Plusieurs petites entreprises ont saisi les opportunités créées par l’intérêt croissant du secteur de la construction pour l’impression 3D, comme Apis-Cor (constructeur du plus grand bâtiment au monde), WinSun (constructeur du plus haut bâtiment), Cobod ou encore Voxeljet. Ces sociétés proposent toutes des machines et des matériaux d’impression adaptés au prototypage architectural et à la construction.

Early Metrics a également noté un nouveau venu au potentiel élevé sur ce marché, Concr3de, une startup néerlandaise qui crée des imprimantes et matériaux pour (vous vous en doutez) l’impression 3D de béton et de pierre. Ces matériaux d’impression peuvent être utilisés pour prototyper l’intérieur ou l’extérieur de bâtiments, restaurer des bâtiments ou comme matériaux réfractaires pour les pièces de fonderie. La startup commercialise ses imprimantes et matériaux mais propose également à ses clients des services de R&D.

La solution d’impression 3D de pierre de Concr3de se révèle être un outil intéressant pour la créativité architecturale car elle permet une plus grande souplesse et liberté esthétique dans la production de structures solides. Dans le cadre de son offre R&D, la startup permet également à ses clients de personnaliser encore plus leur produit final en les aidant à développer leurs propres matériaux d’impression.

Une startup avec des résultats en béton

En 2019, Concr3de a attiré l’attention des médias, et donc du public, en proposant d’appliquer sa technologie à la reconstruction de la cathédrale Notre-Dame. La startup a recréé une petite partie du bâtiment pour valider le concept et montré que les décombres et cendres du monument pourraient être réutilisées pour imprimer en 3D ses gargouilles et autres éléments architecturaux avec une grande précision.

Outre ce succès médiatique et ce POC ingénieux, la startup montre un fort potentiel de croissance. Fondée en 2016, Concr3de a collaboré à plusieurs reprises avec de grandes marques et institutions, comme Zara Hadid Architects et la Faculté d’architecture d’Innsbruck (UIBK). La notation, effectuée en décembre 2019 par Early Metrics, soulignait également une bonne traction commerciale au vu du jeune âge de la startup.

Matteo Baldassari and Eric Geboers, founders of Concr3de

Matteo Baldassari et Eric Geboers, fondateurs de Concr3de

Comme souvent avec les jeunes sociétés, la principale force de la startup repose sur l’équipe fondatrice, ou plutôt le duo fondateur ici, composé de Matteo Baldassari et Eric Geboers. Les associés sont tous deux des architectes expérimentés et ont donc une connaissance approfondie des spécificités techniques et commerciales de leurs produits et du marché. Concr3de se différencie également par ses matériaux d’impression 3D, puisqu’ils permettent la production de structures très durables et stables, mais également de moulages de haute précision.

Concr3de sera sans doute confrontée à une forte concurrence, mais elle opère sur un marché qui devrait bientôt prendre son envol. Les gouvernements et entreprises du BTP vont continuer à chercher de nouvelles technologies pour rendre les processus de construction plus sûrs, plus rentables et plus durables. L’impression 3D de béton et les autres technologies de construction additive réservent donc, nous l’espérons, un avenir meilleur et plus vert au secteur du bâtiment.

Tous nos articles