Aux États-Unis, il y a actuellement trois quartiers de maisons en cours de construction grâce à la technologie de l'impression 3D. Ces quartiers sont situés au Texas, en Arizona et en Californie, et utilisent chacun une approche technologique différente.
Par mes propres mots:
Benoît Georges
Il s'agit d'un ensemble résidentiel qui apparaît régulièrement dans les banlieues américaines. Cependant, le nouveau quartier de Wolf Ranch, qui est en cours de construction à Georgetown, à 40 km au nord d'Austin, introduit une approche novatrice : toutes les cent maisons individuelles ont été construites à l'aide de l'impression 3D.
Cette technologie a été testée à travers le monde pendant environ dix ans. Elle consiste à construire des murs en utilisant un béton spécial, en le déposant couche après couche à l'aide d'une tête d'impression contrôlée par ordinateur. Au début, elle a été utilisée pour des projets uniques, comme la première villa mise en vente sur Long Island, dans l'Etat de New York, au début de l'année 2021. Plus récemment, quelques start-up et promoteurs se sont lancés dans des projets à plus grande échelle au Texas, en Arizona et en Californie.
Le projet de Wolf Ranch est actuellement le plus impressionnant. Il a été réalisé en utilisant dix machines géantes conçues et utilisées par Icon, une entreprise pionnière dans l'impression 3D de bâtiments, pour le compte de Lennar, le deuxième plus grand constructeur de maisons individuelles aux États-Unis. L'imprimante géante, appelée Vulcan, mesure 4,5 mètres de haut et 14 mètres de large. Elle se déplace latéralement sur un rail pour déposer une fine couche de béton spécial sur toute la longueur du bâtiment, avant de revenir à son point de départ pour ajouter une nouvelle couche.
La grande imprimante 3D se déplace le long d'un rail afin de déposer une fine couche de béton spécial sur toute la surface du bâtiment. Une fois arrivée à son point de départ, elle revient pour déposer une nouvelle couche.
Lors de ma visite sur place à la fin de septembre 2023, j'ai pu observer plusieurs imprimantes 3D en fonctionnement au milieu de maisons déjà construites. Seule une habitation était entièrement terminée et servait de modèle. Les rainures caractéristiques de l'impression 3D étaient visibles à l'extérieur et à l'intérieur de la maison, et les pièces ne présentaient pas de bords tranchants. Les plans de ces maisons ont été réalisés par le cabinet d'architecture BIG, dirigé par le célèbre architecte danois Bjarke Ingels. Ils proposent huit configurations différentes, allant de 145 à 195 m2.
Il y a des personnes qui ne souhaitent pas vivre dans une maison avec des murs qui semblent sortir d'un tube de dentifrice. Notre approche consiste à construire des maisons traditionnelles, mais de manière non conventionnelle. C'est ainsi que nous procédons chez Diamond Age 3D, sous la direction de Jack Oslan, notre PDG.
À 1.500 km de là, une autre entreprise émergente appelée Diamond Age 3D achève la construction d'un ensemble de 62 maisons à Casa Grande, en Arizona. Contrairement à celles du Texas, ces maisons ont un aspect moins original, avec des murs lisses et des angles marqués. Dans une interview accordée aux 'Echos', Jack Oslan, PDG de Diamond Age 3D, explique: "Tout le monde ne souhaite pas vivre dans une maison qui ressemble à un tube de dentifrice. Notre approche consiste à construire des maisons conventionnelles d'une manière non conventionnelle."
Diamond Age se différencie d'Icon en se concentrant sur l'automatisation de toutes les étapes de construction. L'entreprise utilise une structure métallique au-dessus des fondations pour accueillir différents outils robotiques. Le processus de construction commence par l'impression des murs à l'aide d'une tête spéciale, qui est ensuite remplacée par un scanner 3D pour créer un plan numérique du bâtiment réel. Ce plan est utilisé pour piloter les étapes suivantes, telles que la découpe des portes et des fenêtres, l'étanchéité et les enduits.
Pour en savoir plus :
Construction : l'utilisation de l'impression 3D pour le béton évolue significativement.
Il y a une augmentation considérable du nombre de brevets qui sont associés à l'utilisation de l'impression 3D
Selon Jack Oslan, les murs ne représentent qu'environ 9% de l'ensemble de la construction d'une maison. Grâce à notre système, nous sommes déjà en mesure d'automatiser jusqu'à 25% du processus de construction, et nous avons pour objectif d'atteindre entre 60% et 70%. Cela permettrait de gagner un temps précieux, car aux Etats-Unis, il faut généralement entre six et neuf mois pour construire une maison individuelle. Cependant, nous avons réussi à le faire en seulement 58 jours et nous pensons pouvoir réduire ce délai à environ 30 jours.
Impression en usine
Un autre acteur américain, Mighty Buildings, prétend être encore plus rapide. Selon Chris Murphy, directeur stratégique de l'entreprise fondée en 2017 en Californie, ils peuvent construire la structure étanche d'une maison de 150 mètres carrés en moins de cinq jours. Cela comprend l'assemblage des murs, des fenêtres, des portes extérieures et du toit, avec seulement trois ou quatre ouvriers.
Mighty Buildings combine l'utilisation de l'impression 3D avec la construction préfabriquée. Les murs sont fabriqués en usine, puis transportés et installés sur place.
Pour atteindre cet objectif, Mighty Buildings combine l'impression 3D et la construction préfabriquée : les murs sont fabriqués en usine, puis transportés et assemblés sur place. Une autre différence avec les concurrents de l'entreprise est que les panneaux ne sont pas en béton. « Nous utilisons notre propre matériau d'impression, composé de verre recyclé, de minéraux et de résine. Il est à la fois solide et léger, ce qui facilite le transport et l'assemblage », explique Chris Murphy.
Consultez également:
OPINION – L'impression 3D révolutionne l'industrie pharmaceutique.
Les talents français de l'impression 3D sont prêts à briller.
Une entreprise est en train de finaliser la construction d'un lotissement de 20 maisons à Desert Hot Springs, en Californie, qui se situe près du parc national de Joshua Tree. Ces maisons minimalistes, conçues par le cabinet d'architecte californien EYRC, ont une forme rectangulaire, des murs blancs et des toits plats avec des panneaux solaires, et sont garanties "neutre en carbone". Un autre projet de construction de 15 maisons va bientôt commencer juste à côté. Les panneaux solaires sont fabriqués sur mesure à 2 000 km de là, dans la ville mexicaine de Monterrey.
Dans un pays où la majorité des nouvelles maisons sont construites en utilisant du bois, notamment des structures préfabriquées, les pionniers de l'impression 3D soulignent la vitesse de construction ainsi que la solidité de leurs bâtiments. Cependant, le principal argument avancé est la pénurie de main-d'œuvre aux États-Unis. Selon Jack Oslan, cette situation est due au fait que ces emplois sont perçus comme trop répétitifs ou trop pénibles, ce qui ne les rend pas attractifs pour les générations actuelles.
À l'avenir, l'utilisation d'une main-d'œuvre réduite devrait également permettre de construire à moindre coût, bien que ce ne soit pas encore le cas, en raison notamment des coûts des machines et de la recherche et développement. Le PDG de Diamond Age 3D estime que "nous devrons être compétitifs et rentables pour passer à l'échelle supérieure. Nous pensons pouvoir y parvenir d'ici 2025". Mighty Buildings, qui prétend être "proche de l'égalité avec la construction traditionnelle" grâce à ses panneaux imprimés en usine, a été sélectionnée par la Commission de l'énergie de Californie pour développer des logements "verts" à prix abordable en banlieue de San Francisco.
XtreeE, une entreprise pionnière française
Une technologie fabriquée en France pour tester et certifier les bétons imprimés en 3D aux États-Unis : la start-up basée en Île-de-France, XtreeE, est en train d'installer l'une de ses machines au National Institute of Standards and Technology (NIST), une agence relevant du département du Commerce chargée de développer les normes industrielles. « Notre système sera utilisé pour évaluer les matériaux d'impression et établir des normes au-delà des prototypes », explique Dominique Corvez, le PDG de XtreeE. Spécialisée dans l'impression en dehors du site de construction, l'entreprise a fabriqué les panneaux de béton de cinq maisons construites à Reims en 2022.
En termes de chiffres
En 2023, aux États-Unis, il y aura 1,4 million de maisons individuelles en construction. Le prix moyen d'une maison neuve (terrain inclus) est de 427 500 dollars, selon la National Association of Home Builders. Pour donner une idée de comparaison, les villas imprimées en 3D par Icon à Wolf Ranch, Texas, sont proposées entre 480 000 et 584 000 dollars. En 2023, il faudra environ 501 000 travailleurs pour répondre aux besoins de l'industrie de la construction, selon l'association professionnelle Associated Builders and Contractors.
Icon a réussi à lever 451 millions de dollars depuis sa création en 2017, ce qui en fait de loin la start-up la mieux financée de son secteur. Mighty Buildings et Diamond Age 3D, avec respectivement 153 millions et 58 millions de dollars levés, sont loin derrière selon les données de Crunchbase.
Benoît Georges (Dans la ville de Georgetown, au Texas)
Nouveauté : explorez nos offres exclusives !
Nos vidéos
Comment la centrale de Saint-Avold passe du charbon à l'hydrogène
Des agriculteurs italiens se dirigent vers Rome pour faire entendre leurs revendications
1 000 tracteurs bloquent le quartier européen de Bruxelles en protestation de l'agriculture
Les agriculteurs à Rungis déclarent : "Nos dirigeants ne doivent pas penser que nous allons rester inactifs"
Les articles les plus lus
Attention aux dangers de l'expérimentation climatique !
Les fourmis, une nouvelle piste contre la résistance aux antibiotiques
La découverte d'un océan caché sous la surface gelée d'une lune de Saturne
En vedette
Les marchés boursiers mondiaux sont au sommet
Les avantages et les inconvénients de l'ascension de Michelin vers le haut de gamme Premium
Premium
Utilisation de produits chimiques pour lutter contre les parasites : le gouvernement est confronté à un dilemme délicat.
Avancées scientifiques et perspectives : les premiers quartiers résidentiels imprimés en 3D ont été créés aux États-Unis.
Découverte d'un océan secret sous la surface gelée d'une petite lune de Saturne.
Les fourmis pourraient constituer une nouvelle solution pour lutter contre la résistance aux antibiotiques.
Informations pratiques.
P
L'Ensemble
Tous les droits sont réservés par Les Echos 2024.
