Du coin arrondi jusqu’à la baignoire intégrée – l’impression 3D en béton ouvre aux architectes de toutes nouvelles formes, économise des matériaux et permet une construction durable. La première maison d’habitation imprimée en 3D en Allemagne montre comment la planification numérique, l’innovation dans le béton et l’efficacité énergétique s’allient pour réunir confort et pérennité sous un même toit.
La maison individuelle imprimée de Beckum est une maison de deux étages avec une surface habitable d’environ 160 m². La maison dispose de quatre chambres et de deux salles de bains à l’étage ainsi que d’un salon, d’une cuisine et d’une salle à manger ouverts et d’une salle de bains pour les invités au rez-de-chaussée. Lors de la conception architecturale du bâtiment, il était important pour nous de mettre en évidence le potentiel de l’impression 3D. C’est pourquoi les angles du bâtiment sont arrondis et les murs extérieurs ne sont pas perpendiculaires entre eux. À l’intérieur, une grande importance a été accordée à la disposition perpendiculaire des cloisons entre elles, afin de permettre de meubler le bâtiment avec des meubles standard. Le cube du bâtiment avec la conception réduite de la façade reflète un langage architectural intemporel, à la fois classique et moderne, qui renonce délibérément à tout effet ostentatoire. En Suisse aussi, on travaille beaucoup et on fait beaucoup de recherche sur la technologie d’impression 3D. Il est actuellement prévu de construire une tour en béton de 30 mètres de haut à Mulegns.
L’impression 3D a le potentiel d’accélérer la construction et d’en baisser le coût. Elle permet en outre de traiter le problème de la pénurie de main d’œuvre qualifiée sous deux angles : d’une part, il ne faut que deux personnes pour faire fonctionner l’imprimante; d’autre part, ce mode de construction rend le travail moins physique et peut aider à attirer des professionnels (notamment des jeunes) dans le secteur de la construction.
L’impression 3D ouvre de très nombreuses possibilités dans la conception de bâtiments. Il est par exemple possible de réaliser des murs redessinés et personnalisés, mais aussi de jouer avec la surface. Il est ainsi possible de réaliser l’aspect typique de l’impression 3D. Il est toutefois également possible de créer des surfaces plus lisses, et les murs peuvent en outre être crépis. Les maîtres d’ouvrage et les architectes disposent d’une grande liberté de conception. De plus, certaines parties de l’aménagement intérieur peuvent être directement imprimées (par exemple l’habillage de la baignoire ou le foyer de cheminée).
* En Allemagne, l’ordonnance sur les économies d’énergie (EnEV) impose aux maîtres d’ouvrage et aux propriétaires immobiliers des prescriptions détaillées sur l’efficacité énergétique de leur maison.
Pourquoi avez-vous décidé de vivre dans une maison imprimée en 3D?
Il s’agit plutôt d’un heureux hasard. J’avais déjà prévu de construire à long terme une maison sur le terrain où la maison d’impression 3D a vu le jour. Une connaissance de mon frère s’est alors mis en tête de construire la première maison imprimée en 3D d’Allemagne à Beckum et a demandé si cela était possible sur ce terrain et si j’acceptais d’en faire pendant un certain temps une maison témoin avant d’y emménager. Comme j’ai tout de suite trouvé l’idée passionnante, je lui ai volontiers donné mon accord.
Comment vit-on dans une maison imprimée en 3D?
Dans l’ensemble, ce n’est pas très différent d’une maison conventionnelle. Le style est un peu différent en raison de la structure particulière des murs et des formes flexibles (angles arrondis), mais cela me plaît beaucoup.
Que pouvez-vous dire de l’atmosphère générale qui règne dans la maison?
Grâce au style moderne de la maison combiné à un plancher en chêne, l’atmosphère est très chaleureuse et confortable.
Que faut-il prendre en compte lors de la conception ? Qu’est-ce qui est différent?
Pour la construction par impression 3D, il n’existe pas de règles techniques généralement reconnues, ni de détails d’exécution auxquels il est possible de se référer lors de la planification de l’exécution. Le développement complet des détails standard se fait dès le début. La conception doit être réalisée en trois dimensions à un stade très précoce et de façon très détaillée.
Quelles sont les (autres) possibilités architecturales et esthétiques offertes par l’impression 3D?
Horizontalement, toutes les géométries en plan imaginables sont réalisables. Verticalement, selon le matériau, la réalisation de porte-à-faux d’environ 10° est possible. D’un point de vue esthétique, ce procédé permet de réaliser des façades avec des reliefs et des motifs imprimés. De plus, la structure en couches du procédé d’impression offre de toute façon déjà une texture de façade sophistiquée et hors du commun.
Comment s’est déroulé le processus, de la conception à la mise en œuvre, par rapport à d’autres projets?
Avec l’impression 3D, l’accent est mis sur la conception numérique et interdisciplinaire avec toutes les spécialités. La conception se fait en 3D ; la différence avec les projets de construction traditionnels est que cette conception 3D n’est pas réduite à un plan papier 2D avec lequel on travaille sur le chantier, le modèle numérique étant aussi la base non seulement pour la machine mais aussi pour l’architecte qui dirige le chantier.
L’impression 3D présente-t-elle des avantages selon vous?
Les principaux instituts d’innovation dans le domaine de la construction mènent depuis un certain temps des recherches sur les possibilités offertes par les constructions imprimées en 3D. Les groupes de recherche de l’EPFZ Digital Building Technologies (DBT) et Physical Chemistry of Building Materials ainsi que la chaire Structures en bétons et ponts (Professur für Massiv- und Brückenbau) sont en train de rendre cette nouvelle technologie tangible et par là-même de lui ériger un monument sous la forme d’une tour imprimée en 3D de 29 mètres de haut à Mulegns, dans les Grisons.
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Plus respectueux du climat, moins cher, avec une utilisation plus large, plus expérimental en termes de conception et, enfin, plus durable. La première maison au monde réalisée en carbonbeton se trouve à Dresde.
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