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3 questions sur l’impression 3D, à Andry Zaïd Rabenantoandro, doctorant au sein de la Chaire Construction 4.0

Publié le 21 novembre 2019 par Franckbaty @Bouygues_C
chaire 4 impression

Qu’est-ce que l’impression 3D, et à quoi sert-elle ?

La fabrication additive, plus communément appelée impression 3D, est un processus qui consiste à créer des objets physiques par superposition de différentes couches de matière, sur la base d’un modèle numérique. Et, si vous pensez qu’il s’agit d’un gadget, rappelez-vous que c’était également ce qu’on pensait des tout premiers téléphones portables, au moment de leur lancement ! Nul ne peut nier qu’ils sont désormais devenus indispensables à la vie quotidienne.
L’impression 3D c’est le téléphone des industries manufacturières. En chiffres, cinq grands secteurs représentent à eux seuls environ 60 % de l’utilisation de cette technologie : l’aéronautique, le spatial, la santé, l’automobile, et la construction, qui débute.

L’impression 3D offre de nombreux avantages. Tout d’abord, dans certains cas, elle peut fait baisser le temps de travail et le prix global de la construction (en raison notamment de la suppression du coffrage). Elle permet également de multiples possibilités de design architectural à moindre coût : géométrie complexe, topologie optimale sans coût additionnel pour la construction, et construction intelligente basée sur le biomimétisme.
Enfin, elle a un rôle à jouer dans la santé des travailleurs, et leur sécurité. Les tâches répétitives, comme le placement des banches, des armatures, le coulage de béton in situ, nécessitent de gros efforts. L’utilisation d’une imprimante 3D sur le chantier diminuerait la pénibilité de ces tâches répétitives.

Le saviez-vous ?La fabrication « additive » s’oppose à la fabrication « soustractive », qui est la méthode traditionnelle de fabrication. Dans la fabrication soustractive, on retire de la matière pour atteindre la forme désirée. La fabrication additive offre une plus grande liberté de formes possibles, beaucoup moins – voire quasiment pas – de perte de matériaux.

Votre thèse s’intitule « Mise en place d’une tête d’impression intelligente pour imprimer des nouveaux matériaux de construction ». En quoi consiste-t-elle ?

Cette thèse vient compléter plusieurs années de recherche sur l’impression 3D, effectuées à l’Ecole Centrale de Lille. Elle s’inscrit dans la continuité d’un travail de recherche sur les matériaux.
Durant ces recherches, nous nous sommes notamment aperçus que les propriétés nécessaires au matériau pour être imprimable induisaient un paradoxe : notre matériau devait à la fois être fluide pour pouvoir être pompé et déposé, mais être capable de durcir très rapidement pour s’autoporter sans coffrage et être en capacité d’accueillir de nouvelles couches. Ces résultats nous ont donc amenés à mener des recherches sur le contrôle des propriétés de ce matériau, au sein d’une tête d’impression intelligente, capable d’agir sur ces propriétés.
Ainsi, l’introduction d’une tête d’impression intelligente pour imprimer ajouterait un contrôle du flux de matériau en temps réel, avec un modèle dynamique du système. Cela permettrait d’imprimer des bâtiments en tenant compte de l’évolution du matériau.

impression 3D ouvrage

Construction d’une maison avec impression 3D à Nantes.

Pourquoi doit-on s’intéresser à l’impression 3D d’ouvrages chez Bouygues Construction ?

C’est un progrès auquel il faut absolument s’intéresser, sous peine d’être un jour disrupté ! Le secteur de la construction a toujours été sceptique à l’égard des nouvelles technologies, comme par exemple l’automatisation. La dernière technologie qui a façonné la construction d’aujourd’hui était la grue à tour, une amélioration significative pour ériger des tours de grande hauteur. L’impression 3D est l’une des technologies phares de la Quatrième Révolution Industrielle, et il ne faut pas rater le coche, si l’on veut rester à la pointe du secteur. D’autant plus qu’elle présente tous les (nombreux !) avantages évoqués plus haut !

Des applications concrètes chez Bouygues Construction
Toutes les connaissances acquises grâce à la Chaire Construction 4.0 permettent à Bouygues Construction d’être en capacité de s’associer avec un partenaire « imprimeur », et d’utiliser cette technologie sur nos opérations. C’est ainsi que le Groupe a pu, en partenariat avec l’Université de Nantes, livrer le premier logement social imprimé habité au monde à Nantes. Cette première mondiale sera bientôt suivie de la réalisation avec un autre partenaire Cybe d’un pavillon à Harfleur. Notre R&D appuie l’ensemble de ces projets opérationnels, en leur apportant notre expertises, nos connaissances des partenaires et des contraintes et atouts de l’impression 3D.

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