Des briques de verre imprimées en 3D : un nouvel avenir pour le secteur de la construction ?

Le verre est un matériau remarquable car, tant qu’il n’est pas contaminé, il peut être recyclé à l’infini sans que ses propriétés ne changent. C’est l’une des raisons pour lesquelles il est intéressant en fabrication additive. D’ailleurs, par rapport au moulage traditionnel du verre, les méthodes d’impression 3D peuvent permettre une plus grande souplesse de conception et une réduction des coûts. Compte tenu de ces caractéristiques, des ingénieurs du MIT ont voulu tester la viabilité de l’utilisation du verre en fabrication additive pour produire des éléments structurels de construction. Ils ont donc mis au point des éléments de maçonnerie en verre imprimés en 3D qui peuvent être empilés et emboîtés comme des briques LEGO.

La recherche a été menée par les ingénieurs du MIT Daniel Massimino, Ethan Townsend, Charlotte Folinus, Michael Stern et Kaitlyn Becker. Ensemble, ils ont fabriqué des briques solides et multicouches en verre sodocalcique, chacune ayant la forme d’un huit. Chaque bloc est doté de deux chevilles rondes, comme un LEGO, ce qui permet de les positionner et de les réarranger à l’infini, d’où une grande diversité de composition et un cycle de vie durable. Si elles ne sont pas assemblées, les briques peuvent être fondues pour être imprimées à nouveau.

Processus d’impression de la brique de verre (crédits photo : Ethan Townsend)

Dans un article publié par MIT News, Daniel Massimino explique : « Grâce à la forme en huit, nous pouvons contraindre les briques tout en les assemblant pour former des murs qui présentent une certaine courbure ». Cette méthode de travail s’inscrit dans le concept de construction circulaire, selon lequel les matériaux de construction doivent être réutilisés, dans la mesure du possible, afin de réduire les émissions de carbone associées à la construction totale d’un bâtiment. La durabilité des blocs de verre a été un facteur déterminant pour la recherche.

Du verre imprimé en 3D comme matériau de construction

Les ingénieurs du MIT ont utilisé une imprimante 3D de verre personnalisée appelée Glass 3D Printer 3 (G3DP3) fournie par Evenline, une entreprise dérivée du MIT. La machine utilise un four pour faire fondre des bouteilles de verre écrasées en une forme imprimable, puis la dépose en couches. La machine peut imprimer un volume maximal de 32,5 x 32,5 x 38 cm, ce qui permet de produire des éléments de maçonnerie de taille normale.

L’équipe a imprimé trois types de blocs – entièrement creux, imprimé-coulé et entièrement imprimé – et a constaté que « les unités de maçonnerie creuses offrent une possibilité de mise en œuvre plus immédiate, tandis que les unités entièrement imprimées ont le potentiel de fournir une méthode de fabrication d’éléments de construction transparents et circulaires ».

Ils ont testé la résistance des blocs à l’aide d’une presse hydraulique industrielle et ont constaté que les blocs les plus résistants pouvaient supporter les mêmes pressions qu’un bloc de béton. Les plus résistants étaient ceux dont la partie inférieure était dotée d’un dispositif d’emboîtement distinct, fabriqué à partir d’un matériau différent. « Le verre est un matériau compliqué à travailler », explique Becker dans le même article de MIT News. « Les éléments d’emboîtement, fabriqués à partir d’un matériau différent, se sont révélés les plus prometteurs à ce stade. » Selon l’article, les chercheurs envisagent d’imprimer davantage d’éléments d’emboîtement en verre.

Les ingénieurs ont construit un mur de verre sur le campus du MIT pour montrer le potentiel de leurs briques imprimées en 3D. À l’avenir, ils prévoient de construire des structures plus grandes et plus complexes avec les blocs et pensent qu’ils pourraient être utilisés pour les façades et les murs intérieurs. Pour en savoir plus, cliquez ICI.

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*Crédits photo de couverture : Ethan Townsend/MIT News