Les minéraux aident à accélérer le procédé d’impression 3D dans la construction
La technologie d’impression 3D rencontre un succès croissant dans le secteur de la construction. En effet, son utilisation pour la fabrication de structures en béton présente des avantages à la fois environnementaux et sociétaux.
L’impression 3D est un procédé de fabrication d’objets physiques par ajout de matière en couches successives, à partir d’une modélisation réalisée par conception assistée par ordinateur (CAO).
Ce procédé fonctionne avec des matériaux tels que le plastique, le métal ou la céramique, et se développe aujourd’hui dans un large éventail d’applications. Le béton est utilisé pour l’impression 3D dans la construction (en anglais « 3D Construction Printing » ou 3DCP), également appelée impression 3D de béton (3D Concrete Printing). Des recherches sont en cours pour étudier les avantages de ce procédé et les problématiques à résoudre.
Les minéraux contribuent à améliorer les propriétés du béton utilisé en impression 3D. Un défi qu’Imerys peut aider à relever grâce à son large portefeuille de minéraux.
Améliorer les performances des matériaux d’impression 3D pour les applications dans le secteur de la construction
À l’instar d’une impression classique, l’impression 3D nécessite une « encre » adaptée. Dans le cas de l’impression 3DCP, le béton joue le rôle de l’encre - et plus sa qualité est élevée, meilleur sera le résultat.
Imerys améliore les propriétés du béton grâce à ses minéraux depuis plus de 100 ans. Leader des spécialités minérales innovantes, le groupe peut apporter son expertise en matière de formulation.
Hervé Fryda, Directeur Science et Technologie Bâtiment et Infrastructures chez Imerys, précise : « Nous proposons un certain nombre de minéraux complexes qui jouent différents rôles dans l’amélioration du béton. Par exemple, les aluminates de calcium accélèrent le durcissement des couches de béton, ce qui augmente la vitesse de construction verticale, tandis que le métakaolin et la bentonite améliorent l’imprimabilité du béton. »
Bien qu’il s’agisse encore d’une niche technologique, la fabrication additive de structures en béton constitue actuellement la principale application de l’impression 3D dans la construction. Imerys peut accompagner les acteurs du marché en les aidant à produire du béton sur mesure. Ce savoir-faire se traduit par exemple par un durcissement plus rapide du béton avant le dépôt de la couche suivante, ce qui améliore la fiabilité des structures et la productivité.
Les avantages de l’impression 3D dans la construction
Le recours à l’impression 3D pour la fabrication de structures en béton réduit les déchets, améliore la productivité et permet la personnalisation.
« L’un des principaux avantages de l’impression 3D est sa capacité à réduire les déchets, ce qui représente une priorité pour l’industrie de la construction », souligne Claire Brown, experte Construction chez Imerys.
« Cette technologie utilise la quantité exacte de matière nécessaire pour fabriquer un produit, offrant un gain en efficacité qui pourrait ouvrir la voie à des projets zéro déchet à l’avenir. Cela contribuerait par conséquent à réduire l’impact environnemental des projets de construction. »
L’automatisation des tâches telles que le dépôt des couches de béton améliore également la productivité sur les chantiers, car elle accélère le processus de construction et réduit ainsi les délais des projets.
« L’impression 3DCP encourage les projets de logements abordables, grâce à la réduction des coûts et aux gains de productivité réalisés avec ce procédé de construction économique », ajoute Claire.
En outre, l’automatisation préserve la santé des travailleurs, car elle leur évite d’effectuer des tâches pénibles dans des conditions climatiques difficiles, notamment en cas de forte chaleur.
L’impression 3D de bâtiments permet également de standardiser et de personnaliser l’architecture.
« Les utilisateurs fournissent un modèle à l’imprimante 3D, qui peut ensuite produire de manière fiable plusieurs structures rigoureusement identiques », explique Hervé. « Cela pourrait s’avérer particulièrement intéressant dans les situations d’urgence, par exemple pour offrir un abri aux victimes de catastrophe naturelle, ou lorsqu’une approche standardisée est justifiée. »
« En termes de personnalisation, on peut envisager de créer différents types de bâtiments résidentiels à partir d’un modèle standard, adapté selon les besoins et les souhaits des clients. »
De plus, le béton imprimé en 3D permet de concevoir des designs beaucoup plus complexes et originaux, que ce soit à des fins esthétiques ou fonctionnelles.
L’avenir de l’impression 3D dans la construction
Il est peu probable que l’impression 3D remplace complètement les méthodes traditionnelles, et il reste encore un long chemin à parcourir avant qu’elle ne se démocratise. Bien que la technologie ne cesse de progresser dans le domaine de la construction, les procédés utilisés sur le terrain n’évoluent pas au même rythme. Cela s’explique par de nombreuses raisons, en particulier liées au coût et à la sécurité - les méthodes de construction doivent faire l’objet de tests rigoureux avant de pouvoir être adoptées.
L’impression 3D a un potentiel très important dans l’industrie de la construction. Imerys participe activement au développement de cette technologie et peut soutenir les acteurs du marché grâce à son expertise en matière de solutions minérales et de formulation.
Imerys Al Zayani Bahreïn a inauguré une centrale solaire de 4,7 mégawatts, franchissant une étape décisive vers la durabilité et la réduction des coûts. Ce projet collaboratif contribuera à diminuer de plus de 15 % les émissions de gaz à effet de serre de l'usine d'alumine fondue blanche, soutenant ainsi l'ambition d'Imerys d’aligner ses activités sur la trajectoire 1,5°C d’ici 2030.
Éléments clés pour des solutions énergétiques propres et performantes telles que les batteries lithium-ion et les piles à combustible, les noirs de carbone conducteurs sont de plus en plus demandés dans l’industrie automobile et divers secteurs liés à la transition énergétique. Face à cet engouement croissant, Imerys développe sans cesse son innovation, sa recherche et son efficacité de production pour proposer des solutions avantageuses à ses clients. Cet dans cet esprit que le Groupe a récemment inauguré son usine pilote de noir de carbone, une installation ultramoderne implantée sur le site de Willebroek.
L’urbanisation de plus en plus rapide de l’Inde stimule le secteur du bâtiment, avec pour conséquence une hausse de la demande pour des pratiques de construction durables et locales, adaptées au contexte du sous-continent. Un besoin auquel répondent les matériaux innovants fabriqués par l’usine d’aluminate de calcium ultramoderne d’Imerys, inaugurée l’année dernière à Vizag, dans l’État d’Andhra Pradesh sur la côte sud-est de l’Inde. Le site a présenté ses produits et ses initiatives lors d’un atelier dédié aux clients du secteur de la construction qui a eu lieu le 16 octobre à Mumbai.
La fusion des trois anciens laboratoires vise à gagner en efficacité et à raccourcir les délais des projets, en favorisant les interactions entre les différents domaines d’application des minéraux dans l’industrie.