Conception paramétrique et impression 3D béton : un duo gagnant pour construire un pont

Lancé en 2019 par le Rijkswaterstaat, aux Pays-Bas, et le studio Michiel van der Kley, en collaboration avec l’Université technique d’Eindhoven, The Project Bridge commence son installation. Il s’agit de l’un des plus longs ponts imprimés en 3D béton jamais construits pour les piétons et les vélos. D’une longueur de 29 mètres, on pourra le retrouver à Nimègue, un choix qui n’est pas tout à fait anodin puisque la ville néerlandaise avait été élue capitale verte de l’Europe en 2018. Au-delà de l’élément architectural en tant  que tel, les parties prenantes du projet souhaitaient surtout développer l’innovation, de nouvelles techniques dans le secteur du bâtiment, l’impression 3D béton et de nouveaux modes de collaboration.

Ce n’est probablement pas la première fois que vous entendez parler d’un pont imprimé en 3D et encore moins aux Pays-Bas. Le  pays développe en effet de très nombreuses initiatives quand il s’agit de combiner technologies 3D, construction et architecture. L’entreprise MX3D par exemple a été l’une des premières à présenter un pont imprimé en 3D en acier, reliant les deux rives d’un des canaux d’Amsterdam. Plus récemment, à Rotterdam, 3 partenaires présentaient une passerelle imprimée en 3D à partir de matériaux composites. Michiel van der Kley, le designer à l’origine du Project Bridge, explique le choix de la fabrication additive : “Depuis quelques années, ici au studio, nous nous demandons sans cesse ce que l’on pourrait faire avec une imprimante 3D que l’on ne pourrait pas faire autrement. Nous regardons et recherchons ce que nous pourrions faire avec une imprimante 3D béton qui n’a pas encore été fait de manière régulière. Ce que nous avons fait, c’est choisir une forme qui serait presque impossible à réaliser avec une méthode régulière. Une forme qui a son équivalent dans la nature. Les piles semblent se fondre dans le pont, comme une branche pousserait d’un arbre. Il n’y a de la matière que là où elle est nécessaire. De la même manière que toute forme évolue dans la nature au fil du temps.”

Le design, une étape capitale dans le projet de construction

C’est donc à la fois la phase de conception qui est particulièrement intéressante dans ce projet, et l’utilisation d’une méthode moins coûteuse et plus respectueuse de l’environnement. C’est un logiciel de conception paramétrique qui aurait été utilisé, prenant en compte tous les aspects qui auront une influence sur le pont – les charges appliquées, la résistance, le nombre de voitures ou de piétons qui le traversent, etc. Tous les calculs peuvent se faire sur le même modèle 3D. Les équipes ont imaginé un pont pour cyclistes de 29 mètres, mais pourront  le décliner pour les voitures – il aura des dimensions différentes, des piles plus grandes et  peut-être plus nombreuses mais le principe est là : il faudra seulement ajuster les valeurs et une autre structure pourra voir le jour.

Vient ensuite la phase de construction à proprement parler. Le Rijkswaterstaat explique : « À la RWS, nous supposons qu’il y aura de moins en moins de main d’oeuvre disponible pour construire les ponts dont nous avons besoin, et cette technique pourrait combler cette lacune. Nous parlons et discutons de la robotisation de l’environnement de construction. La technique sera moins chère que les méthodes traditionnelles de construction dans un avenir proche ; nous pouvons réduire les coûts d’échec parce que beaucoup plus de choses sont faites à l’avance, et avec des processus informatisés. » L’impression 3D semble donc être une méthode qui s’inscrit totalement dans cette logique, d’autant plus qu’elle participerait à l’atteinte des objectifs environnementaux de la RWS. Vous le savez peut-être mais la fabrication additive béton contribue à la réduction des émissions de CO2 et à l’économie de matériaux.

Un premier prototype a été imprimé par l’Université Technique d’Eindhoven mais le pont final est construit par le fabricant BAM depuis le centre d’impression 3D béton de Weber Beamix opérationnelle depuis janvier 2019. Il est imprimé en 3D en plusieurs blocs puis assemblé sur place. Les partenaires n’ont pas précisé combien de pièces ont été conçues ni le temps nécessaire à un tel ouvrage mais une chose est sûre, le projet a pour vocation à être répliqué dans d’autres villes. Vous pouvez trouver davantage d’informations ICI.

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