Additive Tectonics, bâtir autrement grâce à la fabrication additive

L’impression 3D dans la construction avance à grands pas et elle commence à peser dans les décisions architecturales. Cette technologie apporte des réponses concrètes à certains défauts structurels du secteur : gaspillage de matériaux, délais d’exécution trop longs, manque de flexibilité. Dans ce contexte, l’entreprise allemande Additive Tectonics prouve que l’impression 3D n’est pas seulement viable en architecture, elle peut en transformer radicalement la conception et la mise en œuvre. Nous avons rencontré Bruno Knychalla, fondateur et CEO de l’entreprise, qui nous a exposé sa vision du potentiel de la fabrication additive, du matériau econitWood, de son procédé par lit de poudre, l’activation sélective du ciment (SCA), ainsi que de ses derniers projets.

3DN : Pouvez-vous vous présenter et votre lien avec l’impression 3D ?

Je suis Bruno Knychalla, fondateur et directeur général d’Additive Tectonics. De formation, je suis architecte mais avant mes études, je travaillais déjà dans la fabrication. Je viens d’une famille d’industriels, et j’ai développé mes premières imprimantes 3D dans l’entreprise de mon oncle, qui fait d’ailleurs toujours partie d’Additive Tectonics aujourd’hui. C’est lui qui veille au bon fonctionnement des choses, dans l’ombre.

Si j’ai choisi l’architecture, c’est parce que je voulais comprendre comment construire et concevoir, mais aussi parce que ce domaine me semblait être le terrain d’application idéal pour l’impression 3D. Chaque bâtiment est, ou devrait être, différent des autres, ce qui implique naturellement complexité, variation et besoin de composants sur mesure. À l’époque, les principales limites étaient l’échelle, les propriétés des matériaux et la vitesse. Nous avons largement résolu ces problèmes depuis. D’une certaine façon, je suis encore en train de vérifier une théorie que j’avais il y a quinze ans : que la fabrication additive et l’architecture sont non seulement compatibles, mais faites l’une pour l’autre.

3DN : Comment Additive Tectonics a-t-elle vu le jour, et quel problème du secteur de la construction cherchiez-vous à résoudre ?

L’architecture traverse une période difficile. Gaspillage massif de matériaux, pénurie croissante de main-d’œuvre qualifiée, retard numérique généralisé et, soyons honnêtes, une certaine monotonie esthétique. Parallèlement, nous avons constaté qu’aucun acteur, notamment côté fabrication numérique, ne proposait de solutions réellement industrialisables. Les entreprises de construction traditionnelles innovent lentement, et la plupart des acteurs de la fabrication additive ne pensaient pas à l’échelle ni à la complexité propres à l’architecture. Nous avons donc décidé de créer notre propre structure.

Additive Tectonics est née de l’idée que la production numérique pouvait faire bien plus que gagner en efficacité, elle pouvait repenser la logique même de la construction. Nous nous concentrons sur des composants concrets : toitures, parois, systèmes acoustiques, des éléments qui doivent fonctionner structurellement, s’intégrer dans les process existants, tout en laissant de la liberté créative. Notre objectif n’a jamais été de faire de « l’architecture imprimée en 3D » pour le principe. Nous voulions repenser la tectonique, la façon dont un bâtiment s’assemble, à travers le prisme de l’additif. Et le faire de manière concrète, évolutive et matériellement cohérente. Notre ambition : proposer des bâtiments, des intérieurs et des mobiliers imprimés en 3D.

3DN : Qu’est-ce que la technologie d’activation sélective du ciment (SCA) et comment fonctionne-t-elle ?

L’activation sélective du ciment, ou Selective Cement Activation, est un procédé d’impression 3D en lit de particules que nous avons développé spécifiquement pour l’architecture. Il repose sur des systèmes de matériaux issus de produits de construction courants, ce qui est le premier verrou à lever dans ce secteur. Nous proposons différentes formulations, mais notre développement le plus abouti à ce jour est l’econitWood : un matériau hybride composé de copeaux de hêtre et d’un ciment Sorel à base de magnésium utilisé comme liant. Nous mélangeons le liant sec aux particules de bois, puis activons le tout à l’eau salée. Là où l’activateur entre en contact avec le mélange, le matériau durcit. Le reste reste en vrac et peut être réutilisé. Dans le cas de l’econitWood, le liant n’assure pas seulement la cohésion des particules, il confère également au matériau une résistance au feu.

Ce qui rend la SCA passionnante, c’est le niveau de liberté qu’elle offre, à une échelle et une vitesse adaptées à l’industrie de la construction. Pas de moules, pas de pièces standardisées. Nous pouvons imprimer des éléments structurels avec des canaux d’armature intégrés, des motifs qui jouent un rôle isolant au cœur même des pièces, des cavités pour les réseaux techniques, et même des points de connexion directement incorporés dans le composant. Notre vitesse d’impression actuelle est d’environ 1,5 m³ par heure, nous sommes donc opérationnels pour des chantiers à grande échelle.

Nous développons maintenant des systèmes hybrides : des composants de toiture qui servent à la fois de coffrage perdu et de structure, ou des bardages multifonctionnels qui combinent détails numériques et fonctions constructives comme l’isolation, tout en offrant une expression spatiale. Nous venons également de finaliser une nouvelle génération de la technologie, capable de produire des pièces aux performances mécaniques comparables au béton, et ce plus rapidement encore.

3DN : Comment garantissez-vous la durabilité de votre production et de vos choix de matériaux ?

Prenons l’econitWood comme exemple. C’est un matériau que nous avons développé à partir de déchets de hêtre, le type de résidus qui finit habituellement pressé en granulés avant d’être brûlé. Plutôt que de l’expédier directement dans la filière énergie, nous lui donnons une seconde vie en tant que matériau à haute valeur ajoutée, utilisable dans le design d’intérieur, le mobilier et les systèmes acoustiques. Associé au liant minéral, nous obtenons un système de matériaux sans plastique qui s’inscrit dans une logique d’économie circulaire.

Nous développons également des liants géopolymères locaux en substitut au ciment traditionnel. Les géopolymères sont fabriqués à partir de sous-produits industriels et peuvent être traités à des températures bien inférieures à celles du ciment Portland, ce qui se traduit par moins d’émissions de CO₂, sans calcination du calcaire, pour un produit final plus résistant et plus durable. Comme nous opérons à l’échelle régionale, nous pouvons formuler ces matériaux en fonction des ressources disponibles localement, en limitant à la fois l’empreinte carbone et les chaînes d’approvisionnement.

Au-delà des matériaux eux-mêmes, la fabrication additive nous permet de les utiliser plus intelligemment. Nous ne déposons de matière que là où elle est nécessaire, sans surplus, sans chutes, sans déchets de coffrage. Pas besoin de moules, et chaque composant est personnalisé par défaut. Ce niveau de contrôle se traduit par moins de déchets, moins de transport et moins de post-traitement : autant de facteurs qui, mis bout à bout, définissent une approche de la construction bien plus sobre et raisonnée.

3DN : Pouvez-vous nous parler de quelques projets marquants ? Quels défis et quelles réussites retenez-vous ?

Deux réalisations me viennent spontanément à l’esprit. La première, Printed Nature, est une collaboration avec le designer Harry Thaler présentée à Alcova 2024, lors de la Milan Design Week. C’était une installation spatiale composée de mobilier aux formes courbes en econitWood, disposé dans un paysage de dunes. Ce que beaucoup ne savaient pas, c’est que ces « dunes », qui ressemblaient à des amoncellements de copeaux de bois, étaient elles aussi imprimées en econitWood. Les dalles de l’immeuble accueillant l’installation ne pouvant supporter une charge importante, nous avons conçu un système de plancher allégé pour rendre le tout possible.

La seconde est notre installation à grande échelle à la Biennale de Venise, réalisée avec l’agence d’architecture berlinoise SUB. Elle illustre comment la fabrication additive peut opérer à l’échelle architecturale : une intégration poussée de la forme, de la structure et du matériau, pensée et construite comme un système unifié. Nous représentions la section « Natural » d’une exposition intitulée Intelligens : Natural. Artificial. Collective. Au-delà de la conception et de la mise en scène, cela impliquait d’imprimer chaque jour pendant trois semaines consécutives, une sorte de test d’endurance pour notre système, que nous sommes fiers d’avoir tenu.

Nous travaillons également sur des applications de construction à grande échelle. Ces projets sont encore en cours de développement, et comme toujours en architecture, ça prend le temps qu’il faut, mais les premières pièces de test sont déjà en cours d’impression. C’est là que se joue la vraie innovation.

3DN : Un dernier mot pour nos lecteurs ?

L’architecture doit changer, et vite. Nous faisons face à des défis globaux, mais nous disposons aussi d’outils qui nous permettent de repenser pourquoi et comment nous construisons. La fabrication additive n’est pas simplement une méthode plus efficace, c’est une nouvelle logique constructive, qui permet de concilier performance et expression, précision et durabilité. Nous croyons que l’avenir de la construction se joue à l’intersection du savoir-faire, du code et de l’attention portée à notre environnement. Et nous n’en sommes qu’aux débuts.

N’hésitez pas à nous contacter si vous avez un projet dans le domaine de la construction qui pourrait bénéficier de cette approche. Nous avons besoin d’exemples construits pour lever les dernières barrières face à l’inconnu.

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*Crédits photos : Additive Tectonics