Les obstacles à la création du plus grand 3D d'Europe

Un nouveau bâtiment de centre de données en construction à Heidelberg, en Allemagne, devrait être la plus grande structure imprimée en 3D d'Europe. La technologie est prometteuse, mais les défis à son adoption généralisée demeurent.

Les centres de données ne sont généralement pas connus pour leur architecture extravagante. Mais le bâtiment qui prend forme à Heidelberg, en Allemagne, ne manquera pas d'attirer l'attention. Sa façade ébouriffée en forme de rideau semble couler autour de la structure.

"Avec cette forme, nous voulions repousser les limites de ce qui est possible", a déclaré Hans-Jörg Kraus, associé directeur de Krausgruppe, le développeur du projet. La marge de manœuvre créative des architectes était plus grande que d'habitude, grâce à une technique de construction particulière : l'impression 3D.

L'impression 3D signifie qu'une buse contrôlée par ordinateur dépose couche après couche un mélange de béton spécial, créant ainsi les murs du bâtiment. Cependant, les éléments horizontaux, tels que les plafonds, doivent encore être construits selon des méthodes traditionnelles.

Une fois terminé, le centre de données d'un étage mesurera 54 mètres de long, 11 mètres de large et 9 mètres de haut. Selon Krausgruppe, cela en fera le plus grand bâtiment imprimé en 3D d'Europe une fois achevé en juillet.

Certains des avantages de l'impression 3D - outre les formes courbes extravagantes qu'elle permet - peuvent être observés sur le chantier de Heidelberg.

La plupart du temps, seuls deux ouvriers sont sur le site pour faire fonctionner l'imprimante. Contrairement au béton coulé conventionnel, les couches de béton imprimé conservent leur forme, ce qui rend inutile l'utilisation de moules.

L'élimination des moules réduit les déchets ainsi que le temps de montage et de démontage - c'est un "avantage gigantesque" de l'impression 3D, a déclaré Jan van der Velden-Volkmann, l'un des architectes du bâtiment, à DW.

Il ne faut que 140 heures pour imprimer les éléments verticaux du bâtiment, selon PERI 3D Construction, une entreprise impliquée dans le projet. Cependant, l'impression doit être interrompue pour d'autres tâches détaillées, de sorte que la couche finale ne peut être imprimée qu'après environ quatre mois de travail.

Bien que la technologie soit en développement depuis environ deux décennies, les bâtiments imprimés en 3D sont encore rares. Selon COBOD, un fabricant de technologie d'impression 3D, 130 bâtiments de plus de 10 mètres carrés (107 pieds carrés) ont été imprimés dans le monde jusqu'en 2022, dont 55 achevés l'année dernière.

L'une des raisons de la lente croissance de la technologie est le manque de normes pour évaluer la stabilité des structures imprimées, selon Arnaud Perrot, professeur de génie civil à l'Université de Bretagne Sud en France. Sans ces normes, il est incroyablement fastidieux de démontrer aux autorités que les bâtiments imprimés sont sûrs, a-t-il déclaré à DW.

Mais même avec des normes en place, l'impression 3D sera toujours confrontée à des défis, en particulier lorsqu'il s'agit de construire de grandes structures.

Les structures en béton de grande hauteur sont généralement renforcées d'acier pour résister aux forces auxquelles elles sont exposées. C'est difficile à faire avec des structures imprimées en 3D, selon Manu Santhanam, professeur au département de génie civil de l'Indian Institute of Technology Madras à Chennai.

Par conséquent, pour les bâtiments de plus de deux, ou au plus trois étages, "l'impression 3D n'est pas une option", a déclaré Santhanam à DW.

Perrot est plus optimiste, du moins à long terme. "D'un point de vue technique, rien n'interdit l'impression de bâtiments à plusieurs étages", a-t-il déclaré. A court terme, il considère la combinaison de l'impression 3D avec les techniques conventionnelles comme le moyen le plus simple de construire plus haut.

C'est également le cas à Heidelberg, où les murs creux créés par l'imprimeur sont remplis de béton armé conventionnel pour améliorer la stabilité du bâtiment.

Alors, où l'impression 3D peut-elle jouer ses atouts ? En ce qui concerne l'Inde, Santhanam voit son plus grand potentiel en dehors des zones urbaines, où il est moins nécessaire de construire en hauteur, en particulier dans les développements communautaires à grande échelle dans les zones rurales.

"Si vous imprimez une rangée de maisons, disons 20 ou 30 maisons, cela surpassera certainement toute autre technologie, car vous avez la possibilité de personnaliser individuellement chaque maison", a déclaré Santhanam.

Selon Perrot et van der Velden-Volkmann, un autre domaine de croissance potentiel pour l'impression 3D est la préfabrication de composants dans les usines.

Cependant, la dépendance de la technologie au béton fait toujours de son impact environnemental un problème. Le béton contient du ciment comme liant, dont la production représentait environ 7 % des émissions mondiales de carbone fossile en 2022, explique Robbie Andrew de l'Université d'Oslo.

Les chercheurs ont essayé d'imprimer avec des alternatives moins intensives en carbone, comme l'argile. Mais selon Santhanam, les qualités distinctes du béton, telles que sa résistance et sa durabilité, signifient qu'il "dominera certainement" l'impression 3D dans la construction.

Pour le centre de données, un mélange de béton spécial pour l'impression 3D est fourni par Heidelberg Materials. Selon l'entreprise, son mélange contient un liant dont les émissions de CO2 sont inférieures de 55 % à celles du ciment conventionnel.

Edité par : Tim Rooks

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