L'impression 3D de la maison a-t-elle enfin réussi ?

En dehors de l'industrie de la fabrication additive (FA), on verra souvent le concept de construction additive appelé "impression 3D de maison" ou "construction imprimée en 3D". Il suffit de voir les résultats de GoogleGOOG
outil de mot-clé ci-dessous. Cela indique en partie le niveau de sensibilisation du grand public à ce secteur spécifique, car la plupart des reportages grand public couvrent le nombre croissant de maisons actuellement fabriquées avec des techniques d'impression 3D concrètes. Cependant, la construction additive atteint maintenant un point où le secteur est valorisé pour les logements imprimés en 3D et au-delà.

La construction additive l'a enfin fait

Cela est signalé par un certain nombre de développements, principalement le nombre d'acteurs extrêmement importants qui sont entrés dans l'espace. Bon nombre des gros titres que nous voyons aujourd'hui sont générés par de petites startups, dont ICON et COBOD, qui construisent des systèmes d'impression 3D de construction. Cependant, leurs clients sont parmi les plus importants de la planète.

Par exemple, COBOD—soutenu par le groupe PERI, d'une valeur de 1.8 milliard de dollars, est le fournisseur de GE, qui a récemment construit la plus grande installation de construction additive au monde pour imprimer en 3D des bases en béton pour les éoliennes. Holcim, le géant du ciment d'environ 28 milliards de dollars dans l'eau chaude pour la fabrication rabais avec ISIS en Syrie, est un autre client de COBOD. Il utilise des machines COBOD pour imprimer en 3D des maisons et des écoles en Afrique par le biais de son groupe à but non lucratif 14arbres.

Les clients d'ICON sont sans doute encore plus gros. En plus de collaborer avec de plus petits promoteurs immobiliers, les principaux partenaires d'ICON sont la NASA et le département américain de la Défense. Pour l'armée américaine, ICON a imprimé en 3D abris pour véhicules ainsi que caserne massive.

Pendant ce temps, d'autres conglomérats se lancent dans le secteur, notamment CEMEX, la 5e plus grande entreprise de matériaux de construction au monde ; Sika, un géant suisse de la chimie avec une capitalisation boursière actuelle de 38 milliards de dollars ; et les solutions Saint-Gobain, l'une des plus anciennes et des plus grandes multinationales de matériaux de construction au monde, avec des revenus d'environ 47 milliards de dollars.

D'où vient la construction additive ?

Wohlers Associates, propulsé par ASTM International, est la société de conseil la plus ancienne et la plus respectée de l'industrie de l'impression 3D. En avril 2022, expert en impression 3D de construction Stéphane Mansour a rejoint Wohlers en tant que consultant associé, offrant un autre signe que la construction additive avait réussi. Nous savons que l'impression 3D de construction est plus qu'une simple "impression 3D domestique", mais d'où vient-elle ? Mansour avait des réponses.

Selon le spécialiste, la construction additive a reçu un coup de pouce significatif du Moyen-Orient, où les Émirats arabes unis ont annoncé leur Vision 2030 et l'Arabie saoudite a dévoilé son Projet NEOM. Le premier cherchait à faire 25 pour cent des bâtiments de Dubaï imprimés en 3D d'ici 2030, tandis que ce dernier injecte 500 milliards de dollars pour la planification et la construction du Fonds d'investissement public d'Arabie saoudite et d'investisseurs internationaux.

"En réponse, les entrepreneurs généraux ont lancé des efforts pour étudier plus avant et réaliser un additif pour la construction en tant qu'outil pour atteindre les objectifs requis", a déclaré Mansour. « Les entreprises notables et les acteurs clés de la région du Golfe comprenaient BAM Infra, BESIX, Freyssinet, Vinci, ACCIONA et Consolidated Contractors Company. Les avancées et les réalisations européennes dans le domaine des additifs pour la construction au cours des six dernières années sont le résultat direct des entreprises mentionnées précédemment. Basés en Europe et travaillant en collaboration avec divers fournisseurs de matériaux, institutions techniques et startups d'impression 3D de construction, ils cherchent à réaliser des additifs pour la construction en tant qu'outil dans le secteur.

Cela a été en outre motivé par une combinaison des effets de la pandémie et de l'impact négatif que les technologies de construction traditionnelles ont eu sur notre écosystème. Selon Mansour, des problèmes tels que les lacunes de la chaîne d'approvisionnement, la diminution de la main-d'œuvre, une demande croissante de construction, la hausse des coûts des matériaux et les coûts de durabilité des clients "poussent le secteur AEC à repenser le statu quo et à s'orienter vers des additifs pour la construction".

Quelle est la prochaine étape pour l'impression 3D de construction ?

Au fur et à mesure de cette adoption accrue, deux domaines clés représentent la prochaine étape de développement de la construction additive, selon Mansour : améliorer la technologie et la rendre plus durable. Dans le premier domaine, nous verrons des fonctionnalités telles que la surveillance automatisée de l'impression grâce à l'utilisation de capteurs et de l'intelligence artificielle utilisés pour améliorer la qualité d'impression. De plus, le processus de mise en service et de déclassement des équipements d'impression 3D, en particulier pour l'impression sur site, sera optimisé.

Quant à la durabilité, nous savons déjà que, si l'industrie du ciment était un pays, ce serait le troisième plus grand émetteur de dioxyde de carbone dans le monde après la Chine et les projets américains Mansour ont diminué la dépendance à l'égard de ce matériau au profit de métakaolin, adobe, calcaire, déchets de construction recyclés, résidus miniers, schistes, etc. De même, de nouveaux matériaux de renforcement seront explorés, notamment les barres d'armature en chanvre et en chanvre, le graphène, les fibres intégrées et les agrégats de verre.

Bien sûr, la construction additive n'est pas utilisée uniquement pour l'impression 3D de maisons en béton, et ne le sera pas non plus à l'avenir. Mansour a souligné un certain nombre d'applications au-delà de ce qui est couvert dans la plupart des médias grand public, tels que l'inventaire numérique pour faire face aux frais généraux, aux délais et à la logistique ; optimiser les pièces et les pièces de rechange d'impression 3D pour les équipements de construction vieillissants ; des méthodes plus durables pour créer des façades, des revêtements et des connecteurs structuraux ; et la mise en œuvre d'une approche circulaire en utilisant des matériaux recyclés comme les plastiques et les déchets de bois pour l'impression 3D de meubles et d'accessoires.

Normes de construction additives

À l'avenir, le plus grand obstacle pour le secteur n'est peut-être pas de nature technologique, mais associé aux normes de construction additive.

« Rien dans la construction ne se fait sans normes. Il n'y a pas de « refaire » dans la construction ; une structure doit être construite pour être sûre et résister à l'épreuve du temps et des éléments. Le secteur de la construction n'est pas opposé à l'adoption de nouvelles approches et technologies, mais doit être assuré que les structures « imprimées » sont sûres et respectent, voire dépassent, les exigences. C'est là que les normes jouent un rôle crucial », a déclaré Mansour. "Les normes permettent une adoption et une acceptation massives, ce qui favorise la création d'un marché concurrentiel sain, qui encourage de nouveaux développements dans les matériaux et les approches, et permet des prix compétitifs."

Pour cette raison, Mansour a pris sur lui de créer un comité pour traiter la question en mars 2021. Ce qui est devenu le comité ISO/TC 261/JG 80 a élaboré un projet de norme, ISO/ASTM52939, devrait faire l'objet d'un deuxième processus d'examen et de commentaires avant publication officielle d'ici la fin de 2022.

"Cela tombe à point nommé, car cela s'inscrit dans plusieurs initiatives menées par le gouvernement, telles que la récente proposition de la Commission européenne du 30 mars^th, 2022 où l'additif pour la construction est explicitement abordé et où le Comité européen de normalisation (CEN ainsi que CENELEC) a approuvé l'adoption de la norme ISO/ASTM 52939 en tant que norme CEN ISO/ASTM une fois publiée », a noté Mansour.

Comme nous l'avons vu avec d'autres normes d'impression 3D, ce n'est que le début d'un processus long et laborieux qui sera essentiel pour faire avancer le secteur. Avec ce travail clé en cours, d'autres efforts nécessaires au progrès de la construction additive seront la formation continue des professionnels de l'industrie. À cet égard, Wohlers Associates, propulsé par ASTM International, conseillera et soutiendra le secteur mondial de la construction en comprenant les forces et les limites de l'impression 3D en tant qu'outil. L'organisation offre une perspective stratégique sur les processus, les matériaux, les initiatives réglementaires et le développement et l'adoption des normes de l'industrie.