Dans le procédé de Constructions 3D, l'imprimante au bras articulé se place au cœur du futur bâtiment.

Dans le procédé de Constructions 3D, l'imprimante au bras articulé se place au cœur du futur bâtiment.

Construction 3D : La région en tête d’impression

Elle avance à grands coups de buzz sur Internet, mais difficile de savoir où en est l’impression 3D appliquée au bâtiment. Depuis deux ans, les initiatives concrètes se multiplient un peu partout dans le monde… y compris dans la région. Le projet Matrice promet la réalisation d’un premier produit d’ici juillet 2017.

L'un des prototypes tout en dômes de l'entreprise valenciennoise Constructions 3D.
L’un des prototypes tout en dômes de l’entreprise valenciennoise Constructions 3D.

Fin 2014, l’exécutif régional, par la voix de sa vice-présidente à l’Enseignement supérieur, Sandrine Rousseau annonçait une grande première : l’édification sur le campus de Lille 3 d’une résidence universitaire à l’aide d’une imprimante 3D. Le tout en un an ! Appels à candidatures, études, consultations, chantier… En construction classique, le projet eût été déjà fort ambitieux. Alors en 3D ! Qu’importe, les chimères de l’élue auront eu au moins un mérite : initier un vaste programme régional de recherche sur ce mode de construction encore balbutiant.

Depuis septembre 2015, un consortium de recherche dénommé Matrice rassemble en effet dix partenaires régionaux. Objectif : produire d’ici juillet 2017 un prototype d’élément architectural de type paroi grâce à la fabrication additive (l’autre nom de l’impression 3D). Ce pan de mur incluant des courbes verticales et horizontales d’1m3 devra respecter les normes françaises et être écologiquement intéressant. On est loin de la résidence universitaire… mais au moins ce sera du solide. «Il faut penser l’impression 3D en lien avec les techniques de construction actuelles. Une piste de travail la plus prometteuse réside dans l’impression de parties d’ouvrages associées à d’autres éléments pour aboutir à un ouvrage fini» explique Renaud de La Barre, coordinateur du projet.

Un procédé révolutionnaire, mais imparfait

Fin 2014, ce jeune architecte était missionné par la Région pour prospecter sur le sujet. Il part aussitôt en Chine à la rencontre de Monsieur Ma, patron de l’entreprise Windsun à l’origine d’un buzz mondial : la «photocopie» de dix maisons de 200 m2 en 24h pour moins de 3 500 euros. Rebuzz en janvier 2015 : une résidence de cinq étages et une villa de 1100 m2 prennent forme sous le portique à béton de l’industriel de Shanghai. Sur place, la délégation nordiste – comptant des représentants de la Région, de Nord France Invest et de l’Ecole des Mines de Douai – n’est pas autorisée à voir la machine miraculeuse. Mais constate que le procédé existe bel et bien. Non sans défaut. «Quelques micro-fissures à la jonction des boudins de mortier superposés» témoigne Renaud de La Barre, «c’est toute la difficulté de la fabrication additive : disposer d’une matière assez sèche pour supporter le poids des éléments à venir, mais pas trop pour qu’elle puisse adhérer.» Pour cela, les Chinois de Windsun utilisent un mortier, mélange de déchets de construction de mine de ciment et de fibres. Le hic ? Sa composition secrète contiendrait de l’amiante.

Une vingtaine de chercheurs nordistes en ébullition

Construction fragile, matériaux dangereux, le procédé chinois est certes révolutionnaire mais loin de répondre aux normes de sécurité et de qualité occidentales. Il reste donc des choses à inventer dans le domaine de l’impression 3D. Un constat à l’origine de Matrice. Administré par l’Ecole des Mines de Douai et coordonné par l’Ecole d’architecture de Lille, le projet mobilise dix acteurs régionaux spécialisés en chimie, en informatique, en robotique, en conception architecturale et en ingénierie (voir encadré). Une vingtaine de chercheurs pour un quintuple défi : élaborer une imprimante fiable, trouver la matière idéale en mesure d’être modelée, imprimer un concept plus intéressant qu’un simple mur droit, développer les interfaces numériques reliant la machine à l’ordinateur, et enfin donner de la visibilité à un projet susceptible d’intéresser les industriels. Dans la région Bouygues et Rabot-Dutilleul s’activent déjà pour anticiper la révolution à venir. A Valenciennes, l’entreprise Constructions-3D est en pointe dans le secteur «La technologie possède deux intérêts notoire : l’économie de matière et la possibilité d’élaborer des formes complexes sans recourir à des coffrages» témoigne Adrien de Bellaigue, responsable d’un projet rassemblant 15 étudiants de l’Ecole d’architecture de Lille visant la création d’une structure utilisant la fabrication additive. Les initiatives régionales ne manquent pas. Pour faire du plat pays le futur champion de l’impression 3D ?

  Nous vous présentons la vidéo de Constructions 3D

 

Une technologie plus chère qu’espérée

Faute de résidence universitaire, la Région avait lancé en juillet 2015 un appel d’offre publique plus modeste : la construction d’un garage à vélos de 100m2 sur le campus de Villeneuve d’Ascq. Un bâtiment léger, sans contraintes de réglementation thermique ou structurelle.  Le gros œuvre devait être réalisé par construction additive. Deux groupements ont répondu : Rabot-Dutilleul associé à l’entreprise valenciennoise Constructions 3D d’un côté, Bouygues Bâtiment Nord-Est avec Fabien Prouvost/Envergure de l’autre. Les deux candidats ont estimé le coût du bâtiment autour de 600 000 €. Soit trois fois plus que les 200 000 € provisionnés par le Conseil régional… qui a pour l’instant  abandonné le projet.

MATRICE c’est…

Huit partenaires académiques:
– l’Ecole des Mines de Douai et l’Université d’Artois pour l’élaboration de la matière
– l’Ecole d’Architecture de Lille et HEI pour la conception et le process
– Lille Polytech et Centrale Lille pour l’élaboration de la machine
– Télecom Lille et l’INRIA pour la partie numérique
Deux partenaires de valorisation du projet et de ses résultats :
– INOTEP
– lille-design
Un budget de 1,5 million d’euros financé par l’Europe (50%), la Région (25%) et les huit partenaires académiques (25%)