L’impression 3D s’impose progressivement comme une révolution dans le domaine de la construction. En France. Une étape décisive a été franchie avec la certification CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment) attribuée au projet Viliaprint qui prévoit 5 constructions en 3D béton en Champagne-Ardenne. Cette innovation permet d’imaginer un avenir où la construction est plus rapide, écologique et flexible. Focus sur le concept, ses avancées et son impact sur le secteur.
La certification CSTB : Une étape décisive pour la construction en 3D
Des maisons imprimées en 3D, cela est désormais possible en France. En 2020, le CSTB a été accordé à la société Plurial Novilia, filiale du groupe Action Logement. Il s’agit d’un certificat délivré par le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment qui reconnait et approuvé l’impression 3D béton pour la construction de bâtiments. Cette reconnaissance garantit que les techniques employées répondent aux normes de sécurité et de durabilité en vigueur en France.
Sans cette certification, le projet Viliaprint n’aurait pu voir le jour. Ce dernier prévoit la réalisation de cinq maisons individuelles imprimées en 3D, destinées à la location sociale dans l’écoquartier Réma’Vert en Champagne-Ardenne. Ces logements seront notamment construits avec des éléments préfabriqués et bénéficieront de la technique de construction hors site. Grâce à cette validation, la première phase de chantier a pu débuter fin 2020, avec une mise en location effective des logements en 2021. La livraison sur le marché immobilier des maisons imprimées pourra se faire à partir du dernier trimestre 2021.
Le projet Viliaprint : Bilan et avancements depuis 2018
Lancé en 2018, Viliaprint est le fruit d’une collaboration ambitieuse entre différents acteurs :
- Plurial Novilia : porteur du projet, spécialisé dans le logement social.
- Coste Architectures : en charge des designs techniques et architecturaux.
- XtreeE : start-up innovante ayant développé la technologie d’impression 3D béton.
- Vicat : groupe spécialisé dans les matériaux, responsable d’un nouveau béton adapté à l’impression.
Après la réalisation du premier prototype de mur en 2019, des tests approfondis ont permis d’améliorer les performances des matériaux et d’intégrer des systèmes innovants, comme l’étanchéité interne des murs. Les prototypes finaux ont été imprimés à l’été 2020, marquant une étape clé avant leur déploiement sur site.
Aujourd’hui, ces maisons imprimées 3D illustrent l’intégration réussie de l’innovation technologique dans des projets à impact social et environnemental. L’usage des éléments 3D dans des structures porteuses était auparavant interdit. Pour poursuivre dans cette nouvelle lancée, Viliaprint proposera également une nouvelle technologie qui sera reproductible et applicable sur d’autres opérations.
Technologies d’impression 3d : les applications concrètes dans la construction
La construction bénéficie aujourd’hui d’un éventail diversifié de technologies d’impression 3D, chacune adaptée à des applications spécifiques et ouvrant des possibilités innovantes pour le design, la réalisation, et la fonctionnalité des bâtiments.
Extrusion de béton
L’extrusion de béton est la technique la plus directement associée à la construction de bâtiments en impression 3D. Cette méthode dépose le béton couche par couche suivant un parcours prédéfini, afin de construire des murs et des structures avec une grande flexibilité de forme. Elle est particulièrement valorisée pour sa rapidité et sa capacité à réduire les déchets de construction. Cette impression 3D béton est celle utilisée par le projet Viliaprint, notamment pour la réalisation de murs et d’éléments structurels.
Ses avantages :
- Rapidité d’exécution.
- Réduction des déchets de chantier.
- Liberté dans les formes architecturales.
Frittage Sélectif par Laser SLS (Selective Laser Sintering)
L’impression 3d sls, moins couramment utilisée pour la structure principale des bâtiments, sert plutôt à fabriquer des éléments architecturaux détaillés ou des composants nécessitant une grande précision. Il permet une liberté de conception presque totale et la fabrication de pièces aux formes complexes qui seraient difficiles à réaliser avec des méthodes traditionnelles. Cela permet une personnalisation avancée, par exemple dans la conception de pièces sur mesure pour la plomberie ou l’électricité, des éléments de finition personnalisés, etc.
Impression 3D par Jet de Liaison
L’impression 3D par jet de liaison travaille en déposant un agent liant sur une couche de poudre (généralement du sable ou un matériau similaire), durcissant la poudre couche par couche pour former l’objet. Cette technique est souvent utilisée pour créer des moules pour des éléments de façade ou des ornements architecturaux. Elle est appréciée pour sa capacité à produire rapidement des formes complexes avec un haut degré de précision.
Stéréolithographie SLA
La stéréolithographie, l’une des premières techniques d’impression 3D développées, utilise un laser pour polymériser une résine liquide, construisant l’objet couche par couche. Bien que son utilisation dans la construction à grande échelle soit limitée en raison de la nature des matériaux et de la taille des imprimantes, elle trouve son application dans la fabrication de maquettes détaillées et de composants architecturaux à petite échelle.
Dépôt de Fil Fondu FDM (Fused Deposition Modelling) ou FFF (Fused Filament Fabrication)
Le dépôt de fil fondu est une méthode courante d’impression 3D qui extrude des matériaux thermoplastiques pour créer un objet couche par couche. Dans la construction, cette technologie est principalement utilisée pour la création de petits éléments ou pour des applications spécifiques où des matériaux légers et durables, tels que l’ABS ou le PLA, sont requis.
Chaque technologie d’impression 3D apporte ses propres avantages, défis et domaines d’application préférés. Ensemble, elles constituent une boîte à outils puissante pour l’innovation dans la construction, offrant des moyens inédits de repenser la conception, la production et l’intégration des éléments bâtis.
Les perspectives futures des maisons 3D en France
La méthode de construction en 3D réduit les coûts et raccourcit les délais de construction. L’impression 3D permet une construction rapide et automatisée, diminuant les coûts liés à la main-d’œuvre et aux matériaux. C’est aussi une alternative durable, les procédés limitent le gaspillage et favorisent une gestion optimisée des ressources. On peut enfin oser les designs innovants sans que cela pèse sur le budget. Les formes complexes ou sur mesure deviennent accessibles sans surcoût.
Par contre, les innovations doivent s’adapter aux normes strictes du secteur du BTP. Les professionnels ont aussi grand besoin de formation pour maîtriser ces nouvelles technologies. La durabilité et la fiabilité de ces constructions doivent être démontrées pour rassurer les futurs habitants et investisseurs.
L’impression 3D dans la construction ouvre la voie à des applications prometteuses :
- Logements sociaux : Le succès de Viliaprint pourrait inciter d’autres bailleurs sociaux à adopter cette technologie.
- Projets urbains : La modularité et la rapidité d’exécution sont particulièrement adaptées aux environnements urbains denses.
- Écoconstruction : En combinant impression 3D et matériaux durables, ces projets pourraient répondre aux enjeux environnementaux.
- Réduction des coûts pour les particuliers : À terme, ces innovations pourraient rendre la construction individuelle plus accessible.
FAQ : Réponses aux questions sur les maisons 3D
Qu’est-ce que la maison imprimée en 3D ?
La maison imprimée en 3D est une maison dont la structure est construite à l’aide de la technologie d’impression en 3D. D’abord, on conçoit la maison en 3D sur un ordinateur. Après cette conception numérique, une imprimante 3D spéciale construit la maison couche par couche, c’est-à-dire toutes les structures en béton, en plastique ou en d’autres matériaux avant leur assemblage. Les différentes parties imprimées peuvent être assemblées sur place ou préfabriquées et transportées sur le site de construction.
Quel est le coût d’une maison imprimée en 3D ?
Le coût varie en fonction des matériaux et de la taille du projet, mais il reste compétitif par rapport aux méthodes traditionnelles grâce à la réduction des délais et des déchets. La maison imprimée en 3D se vend généralement 50 % moins cher par rapport à la maison classique.
L’impression 3D est-elle durable ?
Oui, elle génère moins de déchets et peut utiliser des matériaux recyclés ou locaux.
Ces maisons sont-elles aussi solides que les constructions classiques ?
Les maisons imprimées en 3D répondent aux mêmes exigences de sécurité et de durabilité, comme le prouve la certification CSTB.
Quels sont les avantages et les inconvénients de la maison en 3 D ?
Avantages
- Rapidité de construction
- Coût compétitif
- Flexibilité architecturale (formes complexes réalisables facilement)
- Réduction des déchets
- Respectueux de l’environnement
Inconvénients
- Réglementations strictes, car toutes les techniques ne sont pas encore standardisées.
- Limitations technologiques pour les projets de grande envergure.
Quelle est la durée de vie de la maison imprimée en 3D ?
Les maisons imprimées en 3D, comme celles en béton, sont conçues pour durer plusieurs décennies (50 à 100 ans), sous réserve de respecter les normes de construction.
Quel entretien pour la maison imprimée en 3D ?
L’entretien est similaire à celui d’une maison classique en béton : vérifier régulièrement l’état des murs, réparer les fissures éventuelles et entretenir les finitions extérieures.