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Les applications de l’impression 3D au service de l’architecture

Publié le 20 mai 2021 par Mélanie R.

La plus grande maison imprimée en 3D, le plus long pont imprimé en 3D, le premier lotissement conçu grâce aux technologies 3D : on entend de plus en plus parler de fabrication additive en architecture. Et pour cause, l’impression 3D apporte de nombreux avantages au secteur de la construction. Les conceptions peuvent être personnalisées, des ressources importantes peuvent être économisées en utilisant moins de matériaux, et des formes complexes qui étaient auparavant considérées comme impossibles peuvent être créées en un temps record. Découvrez 12 projets qui mêlent architecture et impression 3D : réalisées ou en cours de construction, ces structures se distinguent non seulement par leur design mais aussi par leur unicité.

Le pont métallique de MX3D

Si vous suivez l’actualité de l’impression 3D depuis un certain temps, vous connaissez certainement le pont de la société néerlandaise. En 2015, MX3D, spécialiste du procédé WAAM, avait révélé son projet, MX3D Bridge. Il s’agit d’un pont en acier inoxydable imprimé en 3D par un robot à 6 axes qui extrude des tiges métalliques et les soude couche par couche. La passerelle pour piétons et cyclistes de 12 mètres a depuis été achevée et a passé avec succès divers tests en 2019. Une autre particularité est le système de capteurs intelligents qui a été fixé sur le pont : cela permet de recueillir des données qui fournissent des informations sur l’état de l’architecture et peuvent ainsi contribuer à des améliorations.

Pavillon Flotsam & Jetsam

Avec le pavillon Flotsam & Jetsam, le cabinet d’architecture new-yorkais SHoP Architects a réussi à faire de l’entrée de Design Miami en 2016 un véritable accroche-regard. Le nom Flotsam & Jetsam est composé des termes nautiques de salvage (flottant en mer) et flotsam (jeté intentionnellement par-dessus bord pour alléger un navire lors d’une tempête). L’idée était que les passants puissent « dériver » à travers l’objet. Le pavillon futuriste a été réalisé à partir d’un matériau biodégradable en bambou. Un bras robotique Kuka de Branch Technology a été utilisé pour l’impression.

Le pavillon imprimé en 3D

TECLA, le bâtiment 100 % écologique de WASP

L’entreprise italienne WASP est investie dans de nombreux projets liés à l’impression 3D et au secteur de la construction. En 2016, elle annonçait vouloir ériger les habitations d’un village italien expérimental, nommé Shambalha, grâce à la fabrication additive. Plus récemment, WASP a imprimé en 3D à partir de matériaux recyclables un habitat 100 % écologique. Baptisé TECLA, ce bâtiment a été conçu pour répondre à la crise climatique en proposant un logement à faible émission de carbone. Pour le construire, l’entreprise italienne a utilisé le système d’impression 3D modulaire Crane WASP The Infinity.

TECLA est un habitat 100% écologique

Un pont pour les Jeux Olympiques

En octobre dernier, le groupement d’entreprises Freyssinet / Lavigne & Cheron Architectes / Quadric / XtreeE / LafargeHolcim s’est vu accorder la conception et la construction d’un pont imprimé en 3D en région parisienne. D’une longueur de 40 mètres de long, il devrait être prêt pour les Jeux Olympiques 2024 et installé dans le quartier Pleyel (93), là où se tiendra le Village Olympique et Paralympique. C’est donc la jeune pousse française XtreeE qui se chargera de l’impression 3D béton de ce premier pont parisien, plus particulièrement de sa structure porteuse.

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Le futur pont imprimé en 3D

Emerging Objects et sa Cabin of Curiosities

Emerging Objects s’est fait connaître dans le domaine de l’architecture en 2018, après avoir utilisé l’impression 3D pour développer des structures capables de résister aux tremblements de terre. Peu de temps après, l’entreprise américaine a commencé à développer la « Cabin of Curiosities« , désormais terminée. Elle a été réalisée à partir de 4 500 carreaux de céramique imprimés en 3D à partir d’un mélange de ciment, de sciure de bois, de sel et même de peaux de raisin, conçu de sorte que l’extérieur rappelle un jardin. La petite cabine intègre de nombreuses expériences sur les matériaux, les logiciels et le matériel menées par la société au fil des ans.

The Bridge Project

Mesurant 29 mètres, The Bridge Project est pour l’instant l’un des plus longs ponts piétonnier en béton imprimé en 3D au monde. Son installation a commencé plus tôt cette année dans la ville néerlandaise de Nimègue, un choix peu surprenant étant donné que la ville avait déjà été élue capitale verte de l’Europe en 2018 et que le pont a été partiellement conçu dans une optique de durabilité. Le pont est unique car il utilise la modélisation paramétrique afin d’optimiser la conception et de s’assurer que la structure sera conforme aux réglementations de construction dans le pays. Le pont final est actuellement en train d’être imprimé en 3D en blocs, puis assemblé sur place.

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The Bridge Project est l’un des ponts imprimés en 3D les plus longs du monde

Twente Additive Manufacturing et les logements accessibles

La société Twente Additive Manufacturing (TAM), basée aux Pays-Bas, se consacre au développement d’imprimantes 3D béton. Elle a récemment lancé un projet architectural dans le but de fournir un logement aux sans-abri. En collaboration avec l’organisation World Housing, ils ont cherché à créer au Canada une petite communauté de maisons plus accessibles à tous. Les maisons ont une superficie de 65 mètres carrés, avec deux chambres et un toit couvert de végétation. Cette dernière permet au village de se fondre dans le paysage canadien.

Le lotissement conçu par TAM

Le centre de R&D imprimé en 3D de Winsun

Vous avez sûrement déjà entendu parler du fabricant chinois Winsun, à l’origine des petites maisons d’isolement conçues en plein pic de la crise sanitaire. Il a également construit un centre de R&D imprimé en 3D, qui se compose de sept grands bâtiments, ce qui en fait la plus grande structure imprimée en 3D au monde. Pour bâtir le centre, qui se trouve à Shanghai, il n’a fallu que 9 à 12 ouvriers, trois machines – dont une grande imprimante 3D. Quant à la méthode de construction, Winsun met l’accent sur la durabilité. L’objectif, selon elle, est de recycler les ressources, de réduire l’impact sur l’environnement, de minimiser la pollution, le bruit, et d’éviter les déchets.

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Le centre de R&D de Winsun

Thinking Huts et ses écoles

L’exemple de cette école fabriquée de manière additive à Madagascar montre comment l’impression 3D peut être utilisée pour réaliser des projets pour une organisation à but non lucratif. Derrière ce projet se cache l’initiative de Maggie Grout, qui a lancé Thinking Huts en 2015. La jeune fondatrice a pour objectif d’épargner au maximum la flore et la faune et d’adapte l’aspect du bâtiment à la nature. Inspiré du nid d’abeille, le bâtiment a été réalisé en ciment avec un bras robotique Hyperion Robotics de deux mètres. Il s’agit d’un bâtiment d’un seul étage pouvant accueillir 137 étudiants et pouvant être agrandi si nécessaire.

Thinking Huts imprime en 3D les écoles de demain

Le filament Concrete Formwork de BigRep et Forward AM

Récemment, BigRep et Forward AM, une filiale de BASF, annonçaient avoir conçu un nouveau filament baptisé Concrete Formwork. Conçu pour imprimer en 3D des coffrages en béton, Concrete Formwork est compatible avec les imprimantes 3D grand format de Big Rep. A l’aide de ce nouveau matériau, et en collaboration avec d’autres entreprises, l’ETH Zürich a lancé le projet « Bespoke Stair at Nest Step2 ». Un projet destiné à construire un escalier en béton grâce à l’impression 3D, qui sera installé au sein de l’EMPA à Zurich, un bâtiment construit avec des méthodes de fabrication numérique.

Studio RAP et ses tuiles imprimées en 3D

Basé à Delft aux Pays-Bas, le studio RAP réalise différents projets grâce à la fabrication additive ; on s’intéressera à la façade conçue pour décorer une résidence. Il a en effet imprimé en 3D plus de 4 000 tuiles en argile grâce à un bras robotisé. Une fois le matériau sec, chaque tuile est émaillée c’est-à-dire recouverte d’une couche bleue et blanche, offrant ainsi une esthétique frappante. Les tuiles imprimées en 3D recouvriront la voute d’une structure résidentielle, celle-ci mesurant 4 mètres de large, 8 mètres de haut et 12 mètres de profondeur.

4 000 tuiles ont été imprimées en 3D

Royal3D : R-iglo

Au début de l’année, le service d’impression 3D Royal3D a utilisé la fabrication additive pour créer le R-iglo, un abri modulaire et personnalisable. Le R-iglo a été fabriqué avec du PET issu de déchets plastiques recyclés provenant du port de Rotterdam, à l’aide de l’imprimante 3D CFAM Prime du fabricant CEAD. Grâce à cette machine, Royal3D espère être bientôt en mesure de produire le R-iglo en quatre tailles différentes : petite, moyenne, grande et très grande.

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Le haut de la structure

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