Une maison imprimée en 3D

L'utilisation par l'industrie d'imprimantes 3D pour la fabrication de prototypes est depuis longtemps monnaie courante. Depuis environ huit ans, le secteur de la construction a également reconnu le potentiel technologique et développé une série de concepts innovants permettant de construire des maisons imprimées, parfois en quelques heures seulement.

Des architectes et des maîtres d'ouvrage ont déjà mis en œuvre une série de visions spectaculaires à l'étranger. Dans notre pays aussi, la première maison est sortie de l'imprimante en 2021. Une bonne occasion pour nous d'examiner ce sujet de plus près pour vous.

Maisons imprimées en 3D : les principales données de référence sur le principe

D'emblée, nous souhaitons mettre les choses au clair : On ne peut évidemment pas imprimer des maisons entières "avec tout ce qu'il faut". Les fenêtres, les portes, le chauffage, l'électricité, les plafonds, le toit, les dalles de sol - tout cela doit être ajouté. Seuls les murs peuvent être imprimés.

Le matériau de construction utilisé:

Le béton - parfois aussi dans sa variante à grain fin, le mortier de ciment - est jusqu'à présent le matériau dont sont faites presque toutes les maisons imprimées en 3D. Il existe certes les premiers modèles de maisons utilisant des matériaux plus écologiques, comme l'huile végétale, mais jusqu'à présent, les avantages du béton, notamment sa protection fiable contre l'incendie et le bruit, l'emportent clairement sur les autres matériaux.

Comment fonctionne l'impression:

Le processus d'impression proprement dit pour les murs est rapidement expliqué. Un ordinateur commande les buses d'impression d'où jaillissent les fines lignes de béton. Petit à petit, les différentes couches de béton s'empilent pour former les murs. La hauteur est celle qui a été imaginée et planifiée, également sur ordinateur. La plupart du temps, les buses d'impression tournent autour d'un seul axe, de sorte que les lignes ne peuvent être que circulaires.

A propos de la forme et de la durée d'impression:

La maison 3D "typique" présente donc une surface de base généralement circulaire. Ceux qui souhaitent des formes de surface de base plus "habituelles" doivent utiliser des variantes à deux axes, plus complexes et plus longues à mettre en œuvre. Mais même dans ce cas, les angles arrondis et courbes sont typiques, tout comme les murs, où les lignes du béton imprimé sont clairement visibles de l'extérieur. Cette "façade en couches" caractéristique est pratiquement la marque esthétique des bâtiments imprimés. Toutefois, en règle générale, la durée de la "construction" est d'environ cinq minutes pour un mètre carré.

Les possibilités offertes par l'impression 3D de maisons en béton sont les suivantes :

• façades crépies ou peintes
• bardages en bois
• sous-sol
• bâtiments à plusieurs étages

Une visite sur un chantier d'impression 3D de maisons rappelle d'ailleurs souvent la construction de maisons préfabriquées. Des éléments déjà préfabriqués sont livrés et assemblés, de sorte que tout peut souvent être monté en quelques heures seulement.

Un aperçu rapide : Exemples de projets de maisons imprimées en 3D

Nous avons sélectionné pour vous trois objets qui illustrent les développements et les possibilités technologiques en cours. Parmi eux se trouve la première maison d'habitation réalisée à l'aide d'une imprimante 3D dans notre pays.

1. 2014 : travail de pionnier aux Pays-Bas. L'un des premiers objets, le petit pavillon artistique "3D Print Canal House", a vu le jour dès 2014 à Amsterdam. D'une superficie de 8m² seulement, il a été imprimé à partir d'un fin filament de plastique - entièrement recyclable. À l'époque, la durée totale de la construction était estimée à trois ans. Vous trouverez ici des photos de ce projet pionnier, qui a même intéressé le gouvernement américain à l'époque.

(Si vous vous intéressez à d'autres concepts d'habitat minimaliste : Dans cet article, nous avons rassemblé des informations pertinentes sur le thème de la "tiny house".)

• 2018 & 2020 : projets pilotes de durabilité. Depuis 2018, on peut visiter en Italie le projet pilote "Gaia", une maison imprimée à partir d'un mélange de matériaux neutres en CO2, composé de fibres végétales, de terre brute et de chaux. Un projet similaire, baptisé "TERA", est en cours depuis 2020 dans l'État de New York - ici, le matériau utilisé est un bioplastique entièrement recyclable, développé à l'origine pour la NASA.

2. 2019 : bâtiment administratif à Dubaï. 9,5 mètres de haut, 640 m² d'espace intérieur, érigé en seulement deux semaines - avec la plus grande maison imprimée en 3D au monde (en 2020), l'émirat a littéralement confirmé sa position de leader dans ce domaine. D'ici 2030, un quart de toutes les nouvelles constructions sur place devraient être réalisées à l'aide d'imprimantes 3D. Vous trouverez ici plus d'informations sur ce superlatif de maison d'impression.
   
   
3. 2021 : la première maison d'impression 3D en Allemagne. À Beckum, en Rhénanie-du-Nord-Westphalie, une maison individuelle de deux étages et d'une surface habitable de 160 m² a vu le jour en juillet 2021, cette fois après à peine 100 heures d'impression. L'imprimante était alors fixée dans une structure métallique et a appliqué le béton en couches de 2 cm d'épaisseur chacune. Vous trouverez ici de plus amples informations sur ce projet de construction, encore unique en son genre dans notre pays et considéré par ses initiateurs comme un modèle possible de création accélérée de nouveaux logements locaux.

Avantages et inconvénients d'une maison imprimée en 3D

Il faut bien se rendre compte que cette technologie n'en est qu'à ses débuts dans notre pays. Même la maison pionnière de Rhénanie-du-Nord-Westphalie doit d'abord servir de modèle et d'objet de démonstration et ne sera utilisée comme modèle d'habitation concret qu'en 2023. Pour ceux qui souhaitent se pencher dès aujourd'hui sur les avantages et les inconvénients d'acheter une maison imprimée en 3D, vous trouverez ci-dessous un résumé concis.

Les avantages des maisons imprimées en 3D:

• Impression rapide. L'impression des murs ne dure généralement que quelques heures, selon la taille de l'objet. Après quatre à cinq jours maximum, les murs de fondation d'une maison individuelle d'environ 160 m² peuvent par exemple être construits.
  
  
• Un mélange de matières premières respectueux de l'environnement. Les constructions porteuses peuvent déjà être imprimées en partie à partir de terre brute, de chaux ainsi que de fibres de paille et de plantes - une combinaison de matières premières entièrement biodégradables.
  
  
• Utilisation efficace des matériaux. Seule la quantité nécessaire est imprimée.
  
  
• Un climat d'habitation agréable. Des matières premières entièrement compostables comme matériau de construction répondent généralement aux critères les plus élevés en matière de santé de l'habitat.
  
• Des concepts d'avenir durables. Comme nous l'avons vu, des entreprises ont déjà développé pour les bâtiments 3D des matériaux de construction à base de matières premières entièrement naturelles. Cela laisse espérer que les maisons 3D seront de plus en plus synonymes d'un meilleur respect de l'environnement et d'un meilleur bilan CO2 de l'habitat.
  
  
• Un habitat pionnier et innovant. Avec l'architecture circulaire marquante des maisons imprimées en 3D, les personnes intéressées peuvent découvrir une forme d'habitat jusqu'ici rare.
  
  

Les inconvénients des maisons imprimées en 3D :

• Peu de fournisseurs. En tant que personne intéressée, vous ne pouvez guère faire de comparaisons jusqu'à présent, car les offres pour les clients privés sont rares sur le marché.
  
  
• Plus cher que les méthodes de construction traditionnelles. Pour une maison d'une surface au sol et d'un nombre d'étages comparables, il faut jusqu'à présent s'accommoder d'un surcoût d'environ 10 à 15% si l'on veut une variante issue de l'impression 3D. Des prototypes sont certes proposés à partir de 10.000 euros - mais ils ne correspondent généralement pas aux prescriptions de construction en vigueur.
  
  
• Le manque de valeurs empiriques. Pour l'instant, on ne peut demander qu'à peu de personnes quel est le confort d'habitation dans une maison imprimée en 3D. Il n'existe guère d'expériences à long terme en raison de la nouveauté de la technologie. Il y a donc des incertitudes, notamment en ce qui concerne le confort d'habitation, l'isolation et l'approvisionnement en énergie.

Conclusion: Avec la première maison construite à l'aide d'une imprimante 3D, le coup d'envoi a été donné en 2021 dans notre pays, ce qui prouve que ce type de construction permet de respecter les réglementations en vigueur en matière de construction. Il reste cependant à voir si cette technologie s'imposera à long terme et surtout si les inconvénients en termes de coûts et de durabilité pourront être transformés en avantages.