L’ETH Zurich présente une méthode de FA robotisée pour une construction durable
Baptisée « impact printing », cette nouvelle approche utilise des matériaux circulaires à faible teneur en carbone
Des chercheurs de l’ETH Zurich ont mis au point une technique de fabrication additive robotisée révolutionnaire. Baptisée « impact printing », elle vise à transformer le secteur de la construction en utilisant des matériaux circulaires à faible teneur en carbone. Cette nouvelle méthode représente donc une avancée majeure dans la construction durable.
Des maisons entières peuvent déjà être construites à partir d’argile ou de terre excavée – des matériaux bon marché, abondants et respectueux de l’environnement, puisqu’ils ne nécessitent pas de ciment. Cependant, les méthodes traditionnelles avec ces matériaux demandent une grande quantité de temps, de main-d’œuvre et d’argent. Pour surmonter ces difficultés, les chercheurs de l’ETH Zurich ont donc développé un processus d’impression robotisé rapide qui permet d’éviter le recours au ciment. Cette impression par impact consiste à projeter un matériau depuis le haut pour former un mur à mesure que les pièces se lient lors de leur impact à l’aide d’une quantité minimale d’additifs. Contrairement à l’impression 3D béton classique, aucune pause n’est nécessaire pour que ce matériau se solidifie, lequel est composé actuellement de terre excavée, de limon et d’argile.
Une nouvelle méthode de fabrication additive
L’impression par impact offre un nouveau moyen de construire des structures murales de forme libre à l’échelle réelle avec des matériaux circulaires à faible teneur en carbone. Développée dans le cadre d’une collaboration interdisciplinaire à l’ETH Zurich, cette méthode vise à améliorer la rentabilité des matériaux de construction durables grâce à une production automatisée efficace. Contrairement à l’impression 3D traditionnelle, qui repose sur une extrusion couche par couche, elle s’appuie sur la propulsion de matériaux à une vitesse pouvant atteindre 10 mètres par seconde, ce qui garantit une bonne adhérence sans période de séchage. Ainsi, le processus est plus stable et dépend moins des additifs.
Un outil d’impression personnalisé, mis au point à l’ETH Zurich, peut s’intégrer à diverses plateformes robotisées à charge utile élevée, ce qui permet de construire à la fois hors site et directement sur les chantiers. Cet outil a été utilisé avec un système de portique à charge utile élevée au Robotic Fabrication Laboratory et monté sur la plateforme autonome HEAP, une pelle-araignée conçue par le Robotic Systems Lab de l’ETH Zurich. Cette plateforme a servi à construire des structures d’une hauteur maximale de 3 mètres et peut potentiellement gérer des terrains variables sur des sites non structurés. Elle permet donc de construire des murs et des infrastructures telles que des barrières acoustiques.
Un faible impact environnemental
Le processus d’impression par impact de l’ETH Zurich utilise un mélange à base de terre à faible émission de CO₂. Élaboré par la chaire de construction durable de l’école, celui-ci comprend des matériaux secondaires d’origine locale avec une quantité minimale d’adjuvants minéraux. Une grande partie de ces matériaux proviennent d’Eberhard Unternehmungen, leader industriel dans les méthodes de construction circulaire. Le processus en question, lauréat du prestigieux 3D Pioneers Challenge en 2023, pourrait être adapté à d’autres matériaux pour divers scénarios de construction. Une entreprise dérivée de l’ETH Zurich est en cours de création pour commercialiser cette technologie révolutionnaire.
