Des infrastructures 3D réalisées à partir de matières premières

L’industrie de la construction est actuellement confrontée à deux défis majeurs : la demande d’infrastructures durables et le besoin de reconstruction des bâtiments, des ponts et des routes en détérioration. Bien que le béton demeure encore aujourd’hui le matériau prédominant pour de nombreux projets de construction, il possède une empreinte de carbone importante ce qui entraine de la pollution et des dépenses énergétiques élevées. Des chercheurs de l’American Chemical Society (ACS) rapportent le progrès d’un matériau de construction durable fabriqué à partir de ressources locales. Ils ont créé une infrastructure 3D porteuse a l’aide de matières premières locales et d’une imprimante 3D.

Au fil des années, nous avons partagé avec vous de nombreux développements dans l’industrie de la construction. Il est indéniable que les techniques de fabrication additive offrent de nombreux avantages par rapport aux méthodes conventionnelles comme la liberté géométrique et la possibilité de produire localement à partir de matières premières. Cependant, la plupart du temps, les acteurs de l’impression 3D utilisent encore du béton, qui est loin d’être le matériau le plus durable. Aujourd’hui, la fabrication du béton est responsable d’environ 7% des émissions de dioxyde de carbone selon l’Agence internationale de l’énergie et ne peut pas être recyclé.

À l’American Chemical Society, le responsable principal du projet, Sarbajit Banerjee, explique : « L’impact environnemental de l’industrie de la construction est une question de plus en plus préoccupante. La fabrication additive a commencé à transformer ce secteur en matière de réduction des déchets et de vitesse de construction, mais les matériaux utilisés dans le processus doivent également être durables »

Avoir recours aux ressources locales

Le projet proposé par l’American Chemical Society n’est pas le premier à utiliser le sol local pour construire une structure. Par exemple, la maison TECLA produite par WASP en Italie représente un modèle de logement circulaire, entièrement créé à partir de matériaux réutilisables et recyclables prélevés sur le terrain local. il serait ainsi possible d’utiliser un bout de son jardin pour construire une maison 3D solide et écologique. Cette technologie est ainsi censée éliminer les coûts mais aussi le transport des matériaux sur le lieu de construction. Banerjee affirme également que la fabrication additive à partir de ressources locales pourrait un jour être utilisée au-delà de la Terre, pour créer des colonies sur la lune ou même sur Mars – on pense ici au projet MARSHA initié par AI SpaceFactory en 2018.

Le sol est généralement classé en fonction des couches de minéraux qu’il comprend, en commençant par la couche organique supérieure où les plantes poussent et en se terminant au substrat rocheux de la croûte terrestre. Sous la couche organique initiale se trouve de l’argile, qui donne au sol son caractère plastique et moulable sur lequel les chercheurs ont capitalisé dans leur projet. Ils expliquent que les sols varient considérablement selon l’emplacement ; leur objectif était de disposer d’une boîte à outils de chimie capable de transformer n’importe quel type de sol en matériau de construction imprimable.

Les experts ont construit des structures d’essais qui ont été réalisées à petite échelle – des cubes de 5,08cm de chaque coté – pour évaluer la matière lors de l’extrusion couche par couche. L’étape suivante consistait à s’assurer que le mélange était solide, c’est-à-dire qu’il résisterait au poids des couches mais aussi à d’autres matériaux utilisés dans la construction tels que les barres d’armature et l’isolation. Dans un avenir proche, les experts prévoient d’améliorer les capacités de charge du sol afin de mettre à l’échelle ces structures d’essai et de se rapprocher le plus possible d’un revêtement en béton. De plus, ils collectent des données pour analyser si ces structures imprimées en 3D sont aussi respectueuses de l’environnement qu’elles le prévoient, notamment en termes d’empreinte de carbone et de potentiel de recyclage. Ce qui est sûr c’est que l’impression 3D est bel et bien présente sur nos chantiers – on vous invite à regarder la vidéo ci-dessous si vous en doutez encore :

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