Rencontre avec Sika, spécialiste de l’impression 3D béton

L’impression 3D appliquée au secteur de la construction offre de nombreux avantages, que ce soit en termes de coûts, de temps ou encore de durabilité des matériaux. Les acteurs qui se sont lancés dans la fabrication additive béton sont de plus en plus nombreux, convaincus des bénéfices que les technologies 3D peuvent apporter. L’entreprise suisse Sika n’est pas une exception; spécialisée dans les secteurs de la construction et de l’industrie, elle a recours à l’impression 3D béton pour concevoir des structures plus efficacement. Elle a développé son matériau d’impression et son procédé qui se veut plus rapide que les autres systèmes du marché. Nous avons rencontré Olivier Herr, le Responsable de Laboratoire chez Sika pour en savoir plus sur le processus élaboré et connaître la vision à long terme de l’entreprise suisse.

3DN : Pouvez-vous vous présenter et la société Sika ?

Bonjour je m’appelle Olivier Herr, je suis Ingénieur en géomatériaux et spécialiste des ciments et bétons. J’ai débuté ma carrière en tant qu’Ingénieur R&D. En 2012, j’ai intégré Sika en tant que Responsable de Laboratoire. Je suis aujourd’hui Adjoint Directeur Innovation de Sika France et, en charge du développement de l’impression 3D en lien avec Sika Corporate. Spécialisé dans les produits chimiques, Sika est leader dans le développement et la fabrication de systèmes et de produits pour le collage, l‘étanchéité, le calfeutrement, le renforcement et la protection dans les secteurs de la construction et de l’industrie. Nous intervenons sur différents marchés dont celui du béton sur lequel nous évoluons depuis plus de 100 ans.

3DN : Pouvez-vous nous en dire plus sur la technologie que vous avez développée ?

Notre procédé d’impression 3D allie l’innovation robotique appliquée à l’industrie du béton. Composé d’une encre à base de ciment à prise contrôlée en tête d’impression, il permet de réaliser, en couche par couche, des éléments béton, sur mesure, aux formes variées ou design. Les éléments béton sont fabriqués suivant un plan numérisé qui est lu et transformé en objet réel via l’imprimante.

Dans ce processus, les encres sont pompées et rapidement durcies. Notre expertise en Chimie autorise une « prise sur demande » du béton tout en assurant un contrôle des interactions entre le liant béton et les additifs de haute qualité. Les propriétés d’écoulement et de réglages sont contrôlés avec précision ainsi que les propriétés de retrait, de couleur et de texture dans le but de garantir la meilleure durabilité des matériaux imprimés.

Notre procédé se distingue par une vitesse d’impression très rapide, la plus rapide des systèmes aujourd’hui sur le marché. Les couches sont déposées jusqu’à 1 mètre par seconde, et nous pouvons imprimer jusqu’à 4 tonnes d’encre par heure ! Il est alimenté par un stockage de l’encre dans des silos ou big-bags, qui passent dans un malaxeur continu automatique. Cela permet d’imprimer en continu sans aucune interruption pendant plusieurs heures.

De plus, notre imprimante de type portique, particulièrement adaptée pour les usines de préfabrication, permet d’obtenir une régularité parfaite de largeur et de hauteur des couches, sans aucun défaut. Nous avons le système d’impression le plus précis sur le marché. Nous sommes, aujourd’hui, la seule entreprise capable de fournir toutes les technologies nécessaires pour l’impression 3D industrielle de béton à partir d’une seule source.

3DN : Quels matériaux d’impression 3D avez-vous développés ? Comment assurez-vous leur durabilité ?

Comme indiqué précédemment, nous proposons un procédé d’impression 3D d’encre à base de ciment pour le domaine de la construction. Cette encre s’apparente à mortier fin, auquel nous incorporons les meilleures technologies chimiques de Sika pour obtenir une encre très fluide et stable pour alimenter l’imprimante, mais qui durcit en quelques secondes une fois qu’elle a été imprimée ! Cette prise et une montée en résistance mécanique très rapide est un point fort de la technologie Sika. C’est la clé qui rend possible l’impression sans aucun défaut de pièces de grande hauteur, de plus de 3 mètres.

Pour la construction, la durabilité de cette encre est assurée par la présence de ciment haute performance dans la formule. La durabilité de ce ciment a fait ses preuves et est bien connue des experts du béton. Nous en faisons également la preuve en laboratoire.

3DN : Quels sont les avantages de l’impression 3D dans la construction ?

Grâce à notre technologie, il est désormais possible d’imprimer un béton de manière rapide et compétitive. Notre procédé offre un réel gain de production. En effet, l’utilisation de moules et l’étuvage ne sont plus nécessaires en préfabrication diminuant ainsi les coûts et le temps de fabrication. Le temps de réalisation est également réduit avec une vitesse d’impression de 1 mètre/seconde. L’impression peut aller jusqu’à 10 mètres de hauteur en continu et sans rupture.

Côté esthétique, l’imprimante autorise une exceptionnelle régularité des couches pour un parement sans défaut, et surtout la réalisation de formes osées que les coffrages ne permettent pas jusqu’à présent ! Il est possible d’ajouter en cours d’impression des pigments ou des adjuvants qui changent les propriétés de l’encre. Cela permet par exemple de nouvelles possibilités esthétiques dans la Construction, comme des variations de couleur sur des voiles imprimés…

C’est également un atout en termes de sécurité ; l’impression restreint le nombre de manipulations sur site et par conséquent, les risques liés à la fabrication. Enfin, l’impression 3D réduit de manière significative le nombre de déchets existants sur chantier ou en usine. La suppression des phases d’étuvage permet de réaliser des économies d’énergie primaire.

3DN : Comment voyez-vous l’avenir de l’impression 3D dans ce secteur ?

La numérisation sera le moteur de l’innovation et de la productivité dans l’industrie de la construction. Aujourd’hui, grâce à l’impression 3D des matériaux de construction, les process sont numérisés du début à la fin, permettant ainsi de rehausser les normes et d’augmenter la vitesse et l’efficacité dans la réalisation des projets.

3DN : Un dernier mot pour nos lecteurs ?

Notre procédé de prise rapide du béton, ainsi que sa régularité et sa qualité de parement sont de réels avantages sur le marché de l’impression 3D du béton. Nous pensons que c’est ce qui fera la différence au stade de l’industrialisation en France de notre concept. Vous pouvez retrouver davantage d’informations sur notre site internet.

Que pensez-vous du procédé d’impression 3D béton développé par Sika? Partagez votre expérience en commentaires de l’article ou avec les membres du forum 3Dnatives.