Un impressionnant plafond créé grâce à l’impression 3D de sable

La fabrication additive à l’ETH Zurich a une place de plus en plus importante comme en témoignent les nombreux projets qui y voient le jour; on vous parlait récemment de la façade métallique réalisée grâce à des moules imprimés en 3D ou encore du mini sous-marin capable de pagayer sans électricité. L’Université de sciences appliquées suisse se penche désormais sur son projet “DFAB House”, une maison entièrement construite grâce à des méthodes numériques. Les chercheurs progressent : ils ont récemment dévoilé une dalle de 80 m2, qui fait office de plafond, conçue grâce un coffrage imprimé en 3D à partir de sable.

L’année dernière, une équipe de l’ETH Zurich en Suisse commençait son projet DFAB House, une maison de 3 étages qui devrait être érigée principalement grâce à des méthodes de construction numériques; l’impression 3D devrait être combinée avec la robotique et autres techniques digitales pour mener à bien ce projet ambitieux. Une méthode un peu différente que celles que nous avons l’habitude de voir sur le marché.

L’impression 3D de sable au service de la construction

Le projet semble avancer rapidement, mené par Benjamin Dillenburger, professeur adjoint en technologies du bâtiment numérique à l’ETH Zurich. L’équipe affirme en effet qu’elle a terminé la création d’une grande dalle légère de 80 m2, baptisée Smart Slab, qui fera office de plafond. Avec une épaisseur de seulement 20 mm à son point le plus fin, la dalle allie la résistance structurelle du béton à la liberté de conception de l’impression 3D. Ce plafond de 15 tonnes serait composé de onze segments de béton et permettrait de relier l’étage inférieur à la structure en bois des deux étages supérieurs.

Les chercheurs expliquent que c’est le coffrage qui a été imprimé en 3D – c’est-à-dire le moule – et non la dalle en tant que tel. Ils se sont appuyés sur un nouveau logiciel pour concevoir les différents éléments du coffrage, capable d’enregistrer et coordonner tous les paramètres relatifs à la production. En plus des données de base telles que les dimensions de la pièce, les chercheurs ont également réalisé un scan du mur incurvé qui sert de support principal au plafond en béton. Le logiciel leur permettrait alors d’adapter la géométrie de la dalle de manière à ce que chaque point puisse supporter correctement les différentes pressions. Un bel exemple d’optimisation topologique!

“Nous n’avons pas dessiné la dalle, nous l’avons programmée, explique Mania Aghaei Meibodi, directeur du projet Smart Slab. Il n’aurait pas été possible de coordonner tous ces aspects avec la programmation analogique, notamment avec autant de précision.”

Un projet collaboratif

Plusieurs acteurs ont contribué à l’élaboration de ce plafond. Une première entreprise est à l’origine de l’impression 3D du coffrage en sable qui a été divisé en plusieurs parties pour faciliter son transport. Un autre partenaire a fabriqué le coffrage en bois qui vient former la partie supérieure de la dalle et laisse des zones creuses qui réduisent la matière et le poids et créent un espace pour les câbles électriques. Enfin, la troisième entreprise a réuni les deux types de coffrage, en coulant du béton renforcé en fibres dans le coffrage en sable pour produire une surface nervurée pour la coque inférieure.

Selon les parties prenantes du projet, il a fallu deux semaines pour durcir le matériau. Les 11 segments de béton individuels ont ensuite été transportés sur le site de construction de la maison DFAB. Une grue a placé les éléments en béton sur le mur porteur, où la précontrainte a eu lieu.

Une chose est sûre, ce projet pourrait faire partie de notre classement sur les applications de l’impression 3D au service de l’architecture! En attendant la réalisation complète de la maison, vous pouvez retrouver davantage d’informations sur le site de l’ETH Zurich et dans la vidéo ci-dessous :

Que pensez-vous de ce projet? Quel est l’avenir de l’impression 3D de sable dans le secteur de la construction? Partagez votre opinion dans les commentaires de l’article ou avec les membres du forum 3Dnatives.