L’ETH Zurich développe un procédé d’impression 3D utilisant des déchets de pierre

Le secteur de la construction est une industrie connue pour utiliser beaucoup de ressources. Jusqu’à présent, le recyclage des matériaux est difficile ou difficilement possible. D’après le ministère de la Transition écologique, plus de 380 millions de tonnes de matières premières minérales sont traitées chaque année en France, notamment du sable, du calcaire et de la pierre de gypse. De la construction d’un bâtiment à sa démolition, il y a beaucoup de déchets. Ces derniers représentent une grande partie du volume total de matériaux extraits.

L’Ecole Polytechnique Fédérale (EPF) de Zurich s’attaque actuellement à un problème similaire. Dans les carrières, la réduction des déchets de pierre est un objectif majeur. Dans des régions comme le Tessin en Suisse, cette matière première peut représenter jusqu’à 40 % de la production totale. C’est pourquoi l’ETH Zurich, en collaboration avec l’Université des sciences appliquées de la Suisse méridionale (SUPSI), a développé une imprimante 3D capable de produire des éléments architecturaux à partir de déchets de pierre. Ainsi, le projet illustre comment la fabrication additive peut réduire la consommation globale de matériaux de construction, tout en favorisant l’utilisation de ressources locales recyclées. Dans une étude de cas, le processus d’impression 3D développé a été utilisé pour fabriquer un plancher de funiculaire optimisé. Des matériaux issus de l’extraction de pierre de la carrière Cava di Arzo de Tessin ont été exploités. L’impression a eu lieu sur place, à côté de la zone de stockage des déchets.

Les éléments seront exposés à la Biennale d’architecture de Venise (2023) au Palazzo Mora

L’impression 3D pour la construction durable

Selon l’ETH Zurich, la technologie de liage de poudre est plutôt inadaptée à l’industrie de la construction car les pièces fabriquées sont cassantes et le liant ne résiste pas à la chaleur et aux autres conditions météorologiques. Pour cette raison, l’université utilise un matériau alternatif à base de géopolymères. Dérivé du binder jetting, l’ETH Zurich a développé le liage de poudre géopolymère (GeoBJT). Le processus devrait permettre une plus large gamme de matériaux pour les liants. De plus, des tests ont pu prouver que les pièces fabriquées avec GeoBJT ont des propriétés mécaniques comparables au béton.

Bien que le géopolymère ait une résistance comparable au béton, il est plus durable car il a une empreinte carbone plus faible. Le procédé développé convainc non seulement par le fait que les déchets sont utilisés pour la production ou que le liant est plus durable, mais aussi par une bonne capacité à résister aux conditions météorologiques. De plus, avec l’augmentation du réchauffement climatique, le matériau utilisé est bénéfique pour la régulation de l’humidité intérieure. Par conséquent, la résilience des bâtiments pendant les vagues de chaleur estivales extrêmes peut être augmentée. Vous pouvez en savoir plus sur le projet ICI.

Le procédé développé de jet de liant géopolymère offre de nombreux avantages

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*Crédits de toutes les photos : ETH Zurich