XtreeE, le CNRS et l’Ecole des Ponts ParisTech développent un composite béton renforcé en fibres longues

La société XtreeE, entreprise française spécialisée dans les systèmes industriels dédiés à l’impression 3D grande échelle, le fameux institut de recherche CNRS et l’Ecole des Ponts ParisTech effectuent des recherches en vue de développer un type de composite béton renforcé par des fibres longues imprimé en 3D. Ce matériau innovant aurait pour avantage de permettre une grande liberté de conception et d’être respectueux de l’environnement tout en étant résistant. La réduction des coûts sera également l’un des atouts du matériau créé. L’industrialisation de la solution développée, qui sera destinée aux acteurs de l’architecture, de l’ingénierie et de la construction, devrait débuter courant 2024 avec la mise à disposition d’un prototype industriel. L’objectif à terme est de fabriquer des systèmes constructifs en structures imprimées renforcées : structures complexes, pièces d’assemblage, couvertures légères, planchers et franchissements optimisés.

L’objectif de ce projet de recherche est de contribuer à faciliter le passage de structures en béton massives non optimisées à des structures en béton minces ou creuses. Le projet consiste à chercher à imprimer en 3D des composites bétons à fibres longues. Il s’agit de l’équivalent des plastiques renforcés en fibres (Fibre Reinforced Plastics – FRP) pour les minéraux. Le béton fibré constitue une alternative au béton armé, ce dernier ayant pour inconvénient de nécessiter une préparation longue et complexe tout en étant sujet aux microfissures. Toutefois, le béton fibré actuel, qui contient des fibres courtes, est coûteux et difficile à mettre en œuvre.

Dans le cadre de ce projet de recherche, XtreeE, le CNRS et l’Ecole des Ponts ParisTech, via le Laboratoire Navier, vont produire des bétons disposant d’un taux de fibres bien plus élevé que celui des bétons fibrés actuels, qui intègrent 3 à 4% de fibres, 10% au maximum. Cela est possible grâce à l’impression 3D et à la robotique. Les bétons renforcés en fibres longues permettront de créer des matériaux plus résistants, à la fois à la traction, à l’usure et aux chocs, au feu et à l’abrasion. Comme c’est toujours le cas pour l’impression 3D, les matériaux créés permettront également une grande liberté en matière de conception et l’utilisation d’une quantité de matière réduite.

Ces recherches, qui s’inscrivent dans le cadre d’une thèse co-financée par XtreeE et le CNRS, s’appuient notamment sur le projet Build’In du Laboratoire Navier, dont l’objectif est d’accompagner la transformation du secteur de la construction via le numérique. La plate-forme compte 3 robots de grandes dimensions, dont l‘un manipule un système d’impression bi-composant conçu par XtreeE. Une tête d’impression spécifique au béton fibré a rejoint la plate-forme et le centre de recherche de XtreeE.

Une preuve de concept a déjà vu le jour et prouvé une résistance à la traction similaire à celle du béton armé. A terme, il est prévu que la solution développée soit incluse dans le catalogue de la plate-forme “Printing-as-a-Service” de XtreeE, qui propose des outils certifiés et numériques visant à faciliter la conception architecturale et la réalisation de pièces en impression 3D.

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*Crédits photo de couverture : XtreeE