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Retour sur les principaux ponts imprimés en 3D

Publié le 5 novembre 2021 par Philippe G.

Dans le secteur de la construction, la fabrication additive est désormais régulièrement utilisée. Que ce soit pour fabriquer des maisons, des écoles ou même des ponts, la technologie offre de nombreux avantages. Et si on s’intéresse aux ponts justement, les projets se multiplient ces dernières années. Si le premier pont imprimé en 3D date de 2016, plusieurs pays utilisent désormais l’impression 3D pour construire ces passerelles qui, pour l’instant sont principalement imaginées pour les piétons ou les cyclistes. Afin d’en savoir plus sur ce type de structures et de découvrir comment la fabrication additive facilite la construction de pont, nous avons dressé une liste des principaux projets, réalisés ou encore en cours, de ces dernières années. 

Les ponts imprimés en 3D installés

Acciona imprime en 3D un pont à Madrid

Il s’agit sans aucun doute de l’un des premiers ponts imprimés en 3D installés dans le monde. Située à Alcobendas, à Madrid, la structure en béton a été créée par la société espagnole Acciona, qui travaille dans plusieurs secteurs d’activité, comme la construction, le domaine de l’énergie et, depuis quelques années, la fabrication additive. Bien qu’Acciona ait été chargée de l’impression, la passerelle en béton a été conçue par l’Institut d’architecture de Catalogne. En ce qui concerne les caractéristiques du pont, il mesure 12 mètres de long et 1,75 mètre de large. En outre, il se démarque des autres structures de par son architecture organique et biomimétique, rappelant les formes de la nature.

Le projet Shangai Digital Future

La Chine fait partie des premiers pays à s’être lancé dans la construction de pont via la fabrication additive. Parmi les premières constructions réalisées par les chinois à l’aide de la technologie, on retrouve les deux ponts imprimés en 3D par l’Ecole d’architecture et d’Urbanisme de l’Université de Shanghai. Inscrit dans le projet “Shanghai Digital Future”, les deux structures ont eu pour objectif de démontrer que les nouvelles technologies sont en mesure de révolutionner de nombreux domaines, comme les secteurs de l’architecture et de la construction. Conçus à partir de plastique, les deux ponts mesurent respectivement 4 mètres et 11 mètres. Pour construire les deux structures, les responsables du projet expliquent avoir utilisé un bras robotique Kuka et un module d’impression 3D personnalisé. Enfin, 360 heures d’impression ont été nécessaires.

Crédits photo : Tongji University

Le premier pont en béton imprimé en 3D aux Pays-Bas

En 2017, l’Université de Technologie d’Eindhoven (TU) et l’entreprise BAM Infra ont conçu le premier pont en béton imprimé en 3D des Pays-Bas. Composé de 800 couches de béton, le pont de 8 mètres de long et de 3,5 mètres de large est situé au-dessus d’un fossé et relie ainsi deux routes. Comme dans de nombreuses situations, TU et BAM Infra affirment avoir, grâce à l’impression 3D, minimisé la quantité de béton nécessaire pour construire une telle structure. Situé dans la ville de Gemert, le pont a été bâti en seulement 3 mois.

Crédits photo : Bart Maat/EPA

Le pont de MX3D à Amsterdam

En juillet dernier, un pont en métal imprimé en 3D a été installé dans le célèbre quartier rouge d’Amsterdam. C’est l’entreprise néerlandaise MX3D qui est à l’origine du projet. Pour parvenir à fabriquer la structure, la société a eu recours à la technologie WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing). Fruit de la collaboration entre plusieurs industriels dont Air Liquide, ABB ou encore Autodesk, il mesure 12,2 mètres de long, 6,3 mètres de large et 2,1 mètres de haut. Le processus d’impression se serait étalé de 2017 à 2018, s’appuyant sur des techniques comme l’optimisation topologique ou la conception générative. En plus d’être esthétiquement remarquable, ce pont est équipé de capteurs qui enregistrent des données telles que le comportement de la foule, et qui surveillent toute déformation du pont, sa charge, ses vibrations ainsi que ses mouvements. Ces informations collectées permettront de créer un « jumeau numérique » représentant le pont en direct, ce qui permettra aux responsables du projet de comprendre comment le pont évolue.

Crédits photo : Adriaan de Groot

Une passerelle fabriquée avec 60 % de matériaux en moins

Grâce à la fabrication additive, l’université de Gand a conçu une passerelle nécessitant peu de matériaux et ayant un faible impact environnemental.  Dans le cadre de ce projet, l’université de Gand a collaboré avec Vertico pour concevoir la passerelle piétonne. Si le pont n’est pas très grand, il se distingue des structures traditionnelles par son esthétisme qu’il doit à l’optimisation topologique. Pour le construire, l’équipe a utilisé son imprimante 3D béton, qui dispose d’un volume d’impression de 4,5 x 2 x 2,5 m, et a eu recours à un matériau spécifiquement imaginé pour cette application. À l’aide de l’impression 3D, l’entreprise vise à réduire les émissions de CO2 et à accroître la productivité dans le secteur de la construction.

Le pont de Vertico

L’ETH Zurich et Zaha Hadid Architects conçoivent un pont sans armature

En collaboration avec Zaha Hadid Architects, les architectes de l’ETH Zurich ont conçu un pont baptisé Striatus, réalisé à l’aide d’un procédé d’impression 3D unique et en coopération avec Incremental3D. Striatus mesure 12 x 16 mètres et a été construit dans un parc de Venise. Présenté à l’exposition internationale d’architecture, il se compose de plusieurs éléments individuels qui permettent de le monter et le démonter. Avec la technologie utilisée, le béton n’est pas appliqué horizontalement couche par couche, comme c’est généralement le cas, mais selon des angles spécifiques, ce qui permet au pont de se passer d’armature ou de renforcement. Les visiteurs ont l’occasion de voir le pont à Venise jusqu’au 21 novembre 2021. 

Crédits photo : Studio Naaro

Un pont en béton imprimé en 3D de 26 mètres de long

Un des plus long ponts en béton imprimés en 3D au monde a été installé dans le centre industriel du quartier Baoshan à Shanghai. La structure a été conçue par une équipe dirigée par le professeur Wu Weiguo de l’université de Tsinghua, en collaboration avec Wisdome Bay. Inspiré par le pont historique d’Anji à Zhaozhou, en Chine, le pont piétonnier de Shanghai se veut représentatif du potentiel de la technologie dans les secteurs de l’ingénierie et de la construction. Pour concevoir ce pont, qui mesure 26,3 mètres de long et 3,6 mètres de large, l’équipe a utilisé deux bras robotisés. L’équipe affirme que la fabrication additive a permis d’économiser deux tiers des coûts par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles. 

ponts imprimés en 3D

Crédits photo : JCDA

Le pont de Nimègue

L’architecte de renom Michiel van der Kley, ainsi que Summum Engineering et Witteveen+Bos ont collaboré avec l’Université technologique d’Eindhoven (TU/e) pour concevoir ce pont imprimé en 3D. Destiné aux cyclistes, il a été fabriqué dans le centre d’impression 3D de Saint-Gobain Weber Beamix, qui utilise plusieurs bras robotisés BAM. Le pont de 29 mètres de long dispose de formes rondes et naturelles pour se fondre dans son le décor extérieur. 

ponts imprimés en 3D

Crédits photo : Ville de Nimègue/Michiel van der Kley

Un pont imprimé en 3D rétractable

L’été dernier, la Chine révélait un autre pont conçu en partie grâce à la fabrication additive, avec cette fois-ci une spécificité tout à fait particulière : celui-ci a été pensé pour se rétracter à la demande, contrôlé par un simple bouton connecté en Bluetooth. L’ensemble du pont n’a pas été imprimé en 3D ; celui-ci comporte simplement des panneaux triangulaires sur-mesure réalisés par impression 3D en 3 jours seulement. Ces 36 éléments ont été fabriqués avec un matériau composite recyclable qui a été choisi. Le pont mesure 9 mètres de long et 1,5 mètre de large et a été installé dans le parc Wisdom Bay.

Le pont rétractable

Les ponts imprimés en 3D en cours de développement

Une passerelle pour les Jeux Olympiques

Vous le savez tous, Paris accueillera les prochains Jeux Olympiques de 2024. La capitale se prépare à recevoir les sportifs et athlètes et s’organise pour que toutes les épreuves puissent avoir lieu dans les meilleures conditions. Mais il n’y a pas que les épreuves, il faut aussi aménager les espaces pour accueillir tous les visiteurs qui viendront soutenir leur équipe préférée. C’est dans ce cadre-là que le groupement d’entreprises Freyssinet / Lavigne & Cheron Architectes / Quadric / XtreeE / LafargeHolcim imaginera une passerelle de 40 mètres de long dont la totalité du tablier sera imprimé en 3D. Celle-ci devrait être installée dans le quartier Pleyel, choisi pour accueillir le Village Olympique et Paralympique.

ponts imprimés en 3D

Un pont piétonnier imprimé en 3D à Rotterdam

Une collaboration entre Royal HaskoningDVC, CEAD et Covestro a donné naissance à un pont piétonnier imprimé en 3D à Rotterdam. Conçu à partir d’un matériau composite, il devrait, d’après les entreprise à l’origine du projet, être en bon état durant de nombreuses années. Elles notent également que c’est la première fois que des thermoplastiques chargés en fibre de verre continues sont utilisés pour construire un pont. De par les caractéristiques de l’impression 3D, ils expliquent avoir bénéficier de plusieurs avantages, notamment en termes de temps de construction et de durabilité. Actuellement, le pont est toujours à l’état de prototype, mais il devrait être installé dans le parc Kralingse Bos dans les mois à venir.

Un des plus grands ponts en plastique imprimé en 3D

En 2018, l’entreprise de construction chinois Shanghai Mechanized Construction Group Co (SMCC) et le fabricant de filaments 3D Polymaker se sont associés pour développer un pont. Imprimé à partir de plastique et destiné aux piétons, le pont mesure 15,25 mètres de longueur, 3,8 mètres de largeur et pèse pas moins de 5 800 kilos ! Pour parvenir à un tel résultat, les deux entreprises ont confié avoir utilisé une imprimante XXL, qui disposerait d’un volume d’impression de 24 mètres de long sur 4 mètres de large. En ce qu’il concerne le matériau employé, ils expliquent avoir eu recours à de l’ASA, acronyme de acrylonitrile styrène acrylate, chargé en fibre de verre.

ponts imprimés en 3D

Crédits photo : Ti Gong

Un pont suspendu 

Le pont de Newport a été construit en 1969 pour relier les villes de Jamestown et de Newport. À l’époque de sa création, il était considéré comme un symbole du progrès technologique. Cependant, en 2019, après avoir été baptisé Claiborne Pell Bridge, certains ont réalisé qu’il était temps de rénover le pont. Des étudiants du département d’architecture intérieure de la Rhode Island School of Design (RISD) ont donc proposé une solution. En août 2021, ils ont présenté leur projet qui consiste à concevoir un niveau inférieur suspendu au pont. Bien qu’ils n’aient pas montré comment ils prévoient de fabriquer la structure, ils ont déjà indiqué qu’ils utiliseraient l’impression 3D pour créer une structure fermée en fibre de carbone qui protégerait le niveau inférieur des vents violents. 

ponts imprimés en 3D

Crédits photo : Les étudiants de RISD ont proposé d’ajouter un niveau inférieur suspendu au pont de Newport. Il serait entouré d’une structure fermée en fibre de carbone imprimée en 3D (crédits photo : Jo Sittenfeld MFA 08 PH/RISD)

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