Contour Crafting : bientôt votre maison imprimée en 3D

conception de votre maison avec une imprimante 3D
Une maison construite en 1 jour seulement vous en rêviez ? Des scientifiques américains sont en passe de réussir cet exploit. A l’origine de ce projet fou, un certain Behrokh Khoshnevis, professeur d’une université en Californie. Lui et son équipe travaillent depuis 2 ans sur une machine capable d’imprimer des logements. Cette technologie baptisée Contour Crafting (que l’on pourrait traduire par forme artisanale) fonctionne sur le même principe qu’une imprimante 3D de bureau FDM mais à une échelle beaucoup plus grande, le béton faisant dans ce cas office de matériau.

Processus de fabrication

La processus de fabrication commence tout d’abord par le nivellement de la zone où va être construite la maison. Des tranchées sont ensuite creusées autour du périmètre et remplies de béton (renforcé avec une fibre composite de ciment). Un système de rails faisant office de portique est alors érigé sur les côtés. Celui-ci permet de soutenir et de diriger un bras mécanique composé à la fois d’une buse et d’une pince. Le système de portique est relié à un ordinateur qui fait glisser en avant et en arrière le bras robotique. La buse dépose couche par couche le béton selon les coordonnées transmises par un fichier 3D, tandis qu’une truelle robotique vient lisser le tout.  Telle une grue, une pince vient compléter le système en déposant au fur et à mesure planchers et plafonds.

mur

La structure interne ondulée permet d’obtenir une bonne résitance : Test avec un muret incliné à 90 ° posé sur deux autres à 2m de distance.

Selon ses géniteurs, cette technologie permettrait de construire des maisons d’une surface de 225 m2 en l’espace de 24 h seulement. En effet Contour Crafting est capable d’imprimer des structures de 7m de long sur 4,50 m de large et 2m44 de hauteur, soit une pièce de plus de 31 m2 pour un volume d’impression de presque 11m3. Pour ce qui est de la résistance du matériau employé, le procédé permet de produire des structures plus résistantes qu’avec les techniques traditionnelles. Les murs imprimés en 3D ont été testés à une résistance de 10 000 PSI  soit 3,3 fois plus qu’un mur normal… Même si d’autres fonctions sont à l’étude pour une automatisation totale, certains éléments tels que les fenêtres, l’électricité ou la plomberie nécessitent pour le moment encore une intervention humaine. Un procédé qui pourrait donc permettre des économies considérables, aussi bien en terme de temps, de matériaux, de main d’œuvre que de logistique.

Contour Crafting, une technologie écologique

Outre l’intérêt économique de cette invention, celle-ci pourrait également avoir des bienfaits écologiques. En effet, la construction d’une maison « familiale » génère entre 3 et 7 tonnes de déchets, sachant que moins de 50% des matières utilisées pour la construction sont utilisées. L’impression 3D pemettrait donc d’éviter beaucoup de gaspillages mais aussi de diminuer de manière très significative les émissions nocives pour l’environnement. Contour Crafting est par ailleurs un processus moins energivore et moins bruyant que les méthodes de fabrication traditionnelles qui nécessite l’utilisation de très nombreuses machines. Chaque année aux Etats Unis plus de 400 000 travailleurs sont blessés sur des chantiers de constructions. Une pénibilité du travail et une dangerosité particulièrement élevée dans ce domaine et entrainant des dépenses conséquentes en termes de santé. Contour Crafting pourrait également résoudre cette problématique en automatisant davantage les tâches et ainsi diminuer les accidents de travail. Les ouvriers seraient moins exposés à certaines substances telles que la poussière ou autres substances toxiques.

Palier au manque de logements

En outre Contour Crafting espère pouvoir apporter une solution à la crise du logement qui touche la plupart des pays. Aujourd’hui le taux d’urbanisation a dépassé le seuil des 50 % dans le monde et les pays en voie de développement sont particulièrement touchés par le phénomène. Des pays qui doivent accueillir 150 000 citadins supplémentaires chaque année. On estime à  17% le pourcentage de logements dans le monde constitué d’une seule pièce dont les trois quarts se trouvent dans les pays en développement. Ce manque de logements abordables pour les ménages à faible revenu dans les zones urbaines a entraîné la prolifération des bidonvilles et des squats. On assiste à un nombre croissant de sans-abri dans le monde, les dernières estimations étant de plus de 100 millions… Compte tenu de la situation, et les méthodes de construction classiques ne pouvant répondre de manière suffisante à cette crise du logement, CC semble être actuellement la technologie la plus apte à résoudre le problème. Une alternative qui grâce à sa rapidité de fabrication pourrait enfin répondre à la demande tout en ayant un impact limité sur l’environnement.

Financement du projet et coût de la machine

Contour Crafting fait partie du Centre de l’USC (University of Southern California) pour les technologies de fabrication rapide automatisée (CRAFT). La vision à grande échelle de CRAFT est de développer la science et l’ingénierie nécessaire pour la fabrication automatisée et rapide d’objets de grande échelle comme des maisons, des bateaux et divers équipements industriels. Soutenu et financé par la National Science Foundation and the Office of Naval Research, Contour Crafting compte également dans ses partenaires financiers, un certain Caterpillar, le plus grand fabricant mondial de matériel de construction. Ce dernier espère bien être un jour, en mesure de construire des maisons à grande échelle avec ce procédé. Côté prix, il faudrait débourser entre 500 k et 700 k $ (entre 369k € et 515k €)  pour acquérir cette imprimante géante, pour une dimension moyenne de 200 m2. Un prix pas si élevé si on prend en considération le coût et la durée moyenne (9 mois) d’une construction traditionnelle.

La tête dans les étoiles

l'impression 3d dans l'espace
Contour Crafting ne manque pas d’ambitions et vise encore plus haut dans l’application de sa technologie. Son aspect terriblement novateur lui a d’ailleurs valu les louanges de la NASA qui compte bien profiter de cette nouvelle invention pour ses prochaines missions spatiales. En effet la célèbre agence spatiale prévoit dans les 10 ans à venir, des vols habités sur Mars et la lune. L’impression 3D semble être donc la meilleure alternative pour construire sur place les bases destinées à accueillir les astronautes. Mais aussi pour la construction d’aires d’atterrissage, de murs anti-poussière ou de boucliers de protection thermique, en utilisant les ressources disponibles sur place comme le basalte ou la régolite. Cette capacité à fabriquer des habitats extraterrestres, des laboratoires et autres installations sont l’élément clé pour la survie humaine à long terme sur des planètes. CC offre l’avantage d’être un système automatisé, à la fois viable, économique et pratique. De quoi tirer des plans sur la comète…

module

Modules réservoir pour dômes lunaires testés par la NASA avec un composite imitant la régolite

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