La France, l’Allemagne, l’Italie, les États-Unis et les Émirats Arabes Unis révolutionnent l’architecture. En moins d’une semaine, ces nations ont réalisé des maisons imprimées en 3D, démontrant une innovation sans précédent et une évolution vers un futur durable, abordable et technologiquement avancé. Découvrez comment ces projets changent notre monde!

5 Pays Où des Maisons en 3D Ont Été Imprimées en Moins d’une Semaine

L’Efficacité de la Construction en 3D

La construction traditionnelle souffre souvent d’inefficacités telles que le gaspillage matériel, l’intensité du travail et des délais de projet prolongés, augmentant ainsi le coût final par pied carré. En revanche, l’impression 3D, ou Fabrication Additive en Construction (AMC), introduit une approche fondamentalement différente en passant des processus de construction soustractifs aux processus additifs. L’ambition centrale est de rendre le logement plus accessible en réduisant les coûts de matériaux et de main-d’œuvre tout en permettant une livraison rapide de maisons solidement construites et architecturées.

1. Intégrité des Matériaux et Performance à Long Terme

Un défi majeur dans la construction imprimée en 3D est d’assurer la fiabilité et la durabilité des matériaux imprimables. Bien que les mélanges de ciment actuels offrent une cure rapide et une résistance à la compression élevée, des questions demeurent sur leur performance à long terme, leur réponse aux conditions climatiques variées et leur compatibilité avec des finitions conventionnelles telles que les couches de plâtre ou les barrières de vapeur. Ces facteurs sont encore évalués de près sur le plan technique.

L’évaluation du retour sur investissement à travers la longévité est tout aussi critique. Le logement abordable ne peut pas compromettre la qualité ; les structures imprimées doivent correspondre à la durée de vie des bâtiments en béton armé. En même temps, la réduction de l’impact environnemental nécessite une innovation dans les géopolymères et les granulats recyclables locaux, redéfinissant le développement durable des matériaux.

Deux maisons en béton côte à côte à Buena Vista, Colorado, marquent une première majeure pour l’État. Connues sous le nom de VeroVistas, les maisons ont été construites couche par couche à l’aide d’une imprimante 3D en béton à grande échelle développée par VeroTouch. Une maison cache sa structure imprimée sous un stuc, tandis que l’autre affiche des couches de béton exposées, prouvant que la technologie peut soit s’intégrer, soit se démarquer. Après une recherche et un développement approfondis, la seconde maison a été achevée en seulement 16 jours de temps d’impression actif, réduisant considérablement le temps de main-d’œuvre et de construction par rapport aux méthodes de construction conventionnelles.

Au-delà de la rapidité, les maisons répondent directement à la menace croissante des incendies de forêt dans le Colorado. Érigées avec des murs en béton classés A1, elles ne s’enflamment ni ne nourrissent les flammes, offrant le plus haut niveau de résistance au feu. Conçues pour être écoénergétiques et résistantes à la moisissure, elles allient durabilité et convivialité. En s’associant à des développeurs et entrepreneurs locaux, VeroTouch a maintenu le travail au sein de la communauté tout en introduisant une construction novatrice.

2. Conception Spatiale Adaptative

Une des plus grandes opportunités offertes par l’impression 3D est sa capacité à permettre un séquençage spatial complexe et une personnalisation sans augmenter les coûts. Contrairement aux coffrages conventionnels, la construction additive permet de produire sans effort des murs incurvés, des éléments structurels intégrés et une masse thermique optimisée, ouvrant un niveau de liberté de design autrefois réservé à l’architecture haut de gamme.

Ceci déplace l’habitat de l’abri basique à un espace de vie architectoniquement raffiné. La fabrication numérique aide à éviter la monotonie visuelle dans les maisons à faible coût, permettant aux plans d’étage d’évoluer en tant que parcours expérientiels. Des stratégies biophiliques et une conception réactive au climat peuvent être intégrées de manière précise, améliorant le confort tout en réduisant la consommation d’énergie à long terme.

Le QR3D, conçu par Park + Associates, est la première maison imprimée en 3D à plusieurs étages de Singapour et une déclaration audacieuse sur l’avenir de la vie urbaine. Situé à Bukit Timah, ce prototype de quatre étages répond à la rareté des terres par l’innovation, utilisant la fabrication numérique pour réinventer l’architecture domestique. Plutôt que de traiter la technologie comme un spectacle, la maison l’intègre de manière transparente dans une forme résidentielle familière, produisant une structure à la fois expressive, fonctionnelle et adaptée à la vie dans une ville dense.

La façade en béton stratifié de la maison révèle ouvertement sa construction imprimée en 3D, la plupart des murs étant fabriqués sur place par une imprimante robotique. Ces lignes texturées se poursuivent à l’intérieur, créant une continuité visuelle à travers les intérieurs. Au centre, un vide vertical dramatique connecte tous les niveaux, attirant la lumière du jour et améliorant la ventilation tout en ajoutant une générosité spatiale. Les surfaces en béton exposées réduisent le besoin de finitions supplémentaires, célébrant l’honnêteté du matériau et du processus.

3. Barrières d’Intégration Réglementaires

Un défi majeur pour la fabrication additive dans la construction est son alignement avec les codes du bâtiment existants. La plupart des réglementations nationales et régionales sont structurées autour de systèmes conventionnels tels que la maçonnerie, le cadre en bois et le béton armé, laissant peu d’indications pour les structures imprimées couche par couche, en particulier dans des domaines comme la sécurité incendie, les normes d’isolation et l’intégration des services.

Pour avancer, l’industrie doit développer des cadres de test et de certification standardisés adaptés à la logique tectonique des bâtiments imprimés. Sans clarté réglementaire et consensus entre les autorités, l’adoption à grande échelle reste limitée régionalement, ralentissant le déploiement et restreignant le potentiel de la technologie pour réduire les émissions de carbone liées à la construction.

La Tiny House Lux est le premier produit résidentiel imprimé en 3D du Luxembourg, conçu par ODA Architects en tant qu’unité de logement compacte et autonome pour des parcelles urbaines difficiles. Construite à Niederanven à l’aide de l’impression 3D en béton sur site et de granulats locaux, cette maison démontre comment une technologie de construction avancée peut débloquer le potentiel de terrains étroits, auparavant inutilisables. Mesurant seulement 3,5 mètres de large et 17,72 mètres de profondeur, la structure de 47 mètres carrés est conçue pour l’efficacité, avec des murs en béton imprimés achevés en environ une semaine et la construction finale réalisée en quatre semaines. Sa surface en béton nervurée fonctionne à la fois comme structure et finition, créant un extérieur durable et à faible entretien.

À l’intérieur, la maison privilégie la clarté et la performance. Un agencement linéaire s’étend de l’entrée orientée au sud jusqu’à l’arrière, maximisant la lumière naturelle et la ventilation, tandis que les services sont intégrés soignement sur les côtés. Le chauffage par le sol, alimenté par des panneaux solaires sur le toit, assure l’autonomie énergétique et réduit les coûts d’exploitation. En tant que solution de logement réplicable, la Tiny House Lux positionne l’impression 3D comme un produit viable et évolutif pour les municipalités cherchant des options résidentielles efficaces et abordables.

4. Vitesse de Construction à Faible Carbone

L’opportunité la plus transformative de l’impression 3D réside dans sa capacité à accélérer considérablement la construction tout en réduisant les déchets sur site. Les coques structurelles de base peuvent être imprimées en quelques jours, raccourcissant les délais de projet et réduisant les besoins en main-d’œuvre. Cette rapidité soutient directement la réduction des émissions de carbone en optimisant l’utilisation des matériaux et en réduisant les émissions liées au transport et à la logistique.

Ici, la technologie offre son meilleur retour sur investissement. L’impression à la demande minimise les déchets et compresse l’activité sur site, réduisant l’impact environnemental et sur les quartiers. Ces efficacités positionnent l’impression 3D comme une solution puissante pour les réponses rapides en cas de catastrophe et le développement d’habitations abordables à grande échelle.

L’entreprise portugaise Havelar a construit sa première maison imprimée en 3D, produite en seulement 18 heures avec une imprimante COBOD BOD2. Située dans la région du Grand Porto, cette résidence de plain-pied est conçue comme un logement compact de deux chambres. Une imprimante robotique extrude un mélange basé sur du ciment couche par couche pour former la structure, réduisant considérablement le temps de construction et la dépendance à une main-d’œuvre intensive.

Une fois l’impression terminée, des méthodes de construction traditionnelles ont été utilisées pour installer le toit, les fenêtres, les portes et les équipements intérieurs, portant le délai de construction total à moins de deux mois. La maison présente des murs en béton nervuré qui expriment clairement son origine imprimée, ainsi qu’un agencement simple et efficace comprenant une cuisine centrale, un coin repas, un espace de vie, une salle de bain et deux chambres. Bien que minimal dans sa finition, le projet priorise l’accessibilité et l’efficacité. Havelar considère ce prototype comme une base pour élever la production et passer à des matériaux alternatifs, avec une ambition à long terme d’atteindre la construction carboneutre.

5. Contraintes de Scalabilité et de Logistique

Un défi majeur dans l’impression 3D à l’échelle de la construction réside dans la taille et la mobilité des systèmes d’impression. Les grandes structures de type portique et les bras robotiques sont coûteux à transporter et complexes à assembler, compensant souvent le temps économisé durant le processus d’impression lui-même. De plus, l’accès fiable à des matériaux d’impression uniformes reste limité, en particulier dans les régions éloignées ou en développement où la demande de logements abordables est la plus élevée.

La véritable scalabilité nécessite un passage à des machines compactes, modulaires et facilement déployables. Les évaluations de coût doivent tenir compte de la mobilisation des équipements en plus de l’efficacité des matériaux et de l’impression. Tant que les systèmes d’impression ne deviendront pas aussi flexibles que les conceptions qu’ils produisent, la viabilité économique à grande échelle restera contrainte.

Conçu par BM Partners et produit à l’aide d’une imprimante COBOD BOD2, cette maison sans nom à Almaty, Kazakhstan, est reconnue comme la première résidence imprimée en 3D d’Asie centrale. Ce projet démontre comment la construction additive peut répondre à des conditions environnementales et sismiques exigeantes. Construit avec résilience à l’esprit, le bâtiment est conçu pour résister à des températures extrêmes et à des séismes allant jusqu’à la magnitude 7.0. Ses murs peuvent être imprimés en seulement cinq jours, réduisant considérablement le temps de construction tout en offrant une alternative plus économique aux méthodes de logement conventionnelles.

Un mélange de béton à haute résistance avec une résistance à la compression d’environ 60 MPa a été utilisé, dépassant largement les matériaux locaux typiques. Fait de ciment, de sable et de gravier sourcés localement et amélioré avec un adjuvant spécialisé, le mélange a été adapté aux conditions régionales. Le béton en polystyrène expansé offre une isolation thermique et acoustique, garantissant le confort même dans une large gamme de variations de température. Une fois l’impression terminée, des équipes de construction conventionnelles ont ajouté les fenêtres, les portes et les intérieurs.

L’impression 3D dans la construction marque une intersection critique entre innovation et responsabilité sociale. Malgré les défis liés aux matériaux et à la réglementation, ses avantages en matière de flexibilité de conception et de livraison rapide rendent son adoption inévitable.

Pour une lecture plus approfondie sur le sujet, consultez cet article sur les maisons imprimées en 3D.

Questions Fréquemment Posées

1. Quelle est l’intégrité des matériaux utilisés pour la construction imprimée en 3D ?

La fiabilité et la durabilité des matériaux imprimables sont des défis majeurs. Bien que les mélanges à base de ciment offrent une solidité élevée, des interrogations demeurent sur leur performance à long terme et leur compatibilité avec les finitions conventionnelles.

2. Quels sont les avantages du design spatial adaptatif en impression 3D ?

L’impression 3D permet une personnalisation complexe et une séquence spatiale sans coûts supplémentaires. Cela offre une liberté de design, transformant le logement en un espace de vie architecturale raffinée.

3. Quels sont les obstacles réglementaires à l’impression 3D dans la construction ?

L’intégration de l’impression 3D avec les codes du bâtiment existants reste difficile. Les règlements actuels offrent peu de directives pour les structures imprimées couche par couche, nécessitant des cadres de test et de certification adaptés.

4. Comment l’impression 3D contribue-t-elle à une construction à faible émission de carbone ?

L’impression 3D accélère considérablement les chantiers tout en réduisant les déchets. En optimisant l’utilisation des matériaux et en minimisant les émissions liées au transport, elle soutient la réduction des émissions de carbone.