Pourrait 3D

2 mars 2023

Des chercheurs de Gramazio Kohler Research et de l'ETH Zurich ont développé un moyen d'imprimer en 3D des coffrages en béton légers et entièrement recyclables.

Par : Joseph P. Sgambati III

La conception informatique et la technologie d'impression 3D peuvent rendre la production d'unités préfabriquées en béton plus efficace, mais il y a un problème : tous les matériaux gaspillés utilisés pour fabriquer des moules permettant de façonner le béton pendant son durcissement. Des chercheurs de Gramazio Kohler Research, un programme du département d'architecture de l'université suisse ETH Zurich, ont trouvé une solution possible avec une forme extrêmement fine imprimée en 3D qui peut être entièrement recyclée pour créer de futures formes.

Leur projet de démonstration, appelé Eggshell Pavilion, est un système de quatre colonnes et quatre dalles nervurées qui peuvent être démontées, transportées et remontées selon les besoins. La conception du pavillon repose sur des algorithmes informatiques qui génèrent la géométrie de l'architecture en accord avec les données de fabrication du processus d'impression 3D de la forme.

La conception est ensuite traduite en un coffrage très fin imprimé en 3D en PET-G renforcé de fibre de verre qui est partiellement recyclé à partir de formes précédentes (trois millimètres pour les colonnes et cinq pour la dalle). « La différence entre le plastique neuf et le plastique réutilisé est à peine visible sur les coffrages. De telles découvertes montrent comment l'innovation peut réussir à rendre les processus de construction plus durables», ont écrit Guillaume Jami, assistant de recherche à l'ETH Zurich, et Joris Burger, doctorant à Gramazio Kohler Research, dans une déclaration commune. Des renforts en acier traditionnels sont ensuite placés à l’intérieur du coffrage avant que le béton ne soit coulé. Les colonnes sont réalisées avec un système de coulée à commande numérique qui utilise du béton à prise rapide, tandis que les dalles sont réalisées de manière traditionnelle. Une fois le béton pris, le coffrage est découpé, broyé en granulés et remis dans la trémie de l'imprimante 3D pour créer le prochain jeu de moules.

Alors que les concepts initiaux sont générés par le biais d'esquisses et d'idéations traditionnelles, cette solution numérique, associée à la fabrication robotisée, peut produire des éléments en béton plus efficacement que les processus de coffrage traditionnels qui nécessitent plus de main d'œuvre et moins rentables tout en générant davantage de déchets. « La conception informatique nous permet d’évaluer en permanence la faisabilité de nos conceptions. Ce feedback constant nous aide à développer des conceptions qui pourraient également être réalisées dans un délai [a plus court] », explique le duo.

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