La première maison dont les murs ont été imprimée avec un ciment géopolymère (crédits photo : Renca)
Si l’impression 3D fait valoir de sérieux atouts dans le secteur de la construction, notamment sur le plan de la durabilité du fait qu’elle permet une réduction significative de la quantité de matière habituellement utilisée, la marge de progression pour améliorer cet aspect reste importante. Trouver des alternatives au béton pour minimiser l’impact environnemental de nos constructions, constitue l’un des défis majeurs de cette industrie.
Le dernier à innover dans ce domaine est un certain Renca. Connue comme le spécialiste des géopolymères, cette jeune entreprise italo-russe a récemment inauguré un nouveau type de mortier d’impression 3D qui ne nécessite pas de ciment Portland. Marquant une étape importante de la construction durable, le matériau en question a été utilisé pour la première fois dans la construction d’une maison imprimée en 3D.
En effet, si le ciment de Portland ordinaire (CPO) est le plus couramment utilisé pour la construction de bâtiments et d’infrastructures, son impact néfaste sur l’environnement n’est plus à démontrer. L’un des principaux problèmes de ce matériau est lié à sa production qui émet d’importantes quantités de dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère. On estime qu’il serait responsable de 5 à 8 % de l’ensemble des émissions de dioxyde de carbone (CO2) d’origine anthropique dans le monde.
La solution alternative préconisée par Renca et d’autres acteurs dans le monde, consiste à développer des matériaux géopolymères, des liants à faible empreinte carbone qui peuvent obtenus en réutilisant des déchets industriels tels que les cendres volantes provenant des centrales électriques au charbon ou les laitiers issus des hauts-fourneaux.
Malgré ses bienfaits, ce matériau doit malgré tout faire face à de nombreuses difficultés techniques et réglementaires. En tant que matériaux synthétiques, les matériaux de construction géopolymères sont confrontés à des défis concernant la santé publique et la sécurité, nécessitant une évaluation rigoureuse de leur utilisation dans le domaine de la construction. Des recherches et des normes de sécurité appropriées sont essentielles pour assurer leur adoption en toute sécurité dans les projets de construction.
« dans les conditions les plus difficiles pour tout béton, le géopolymère a montré ses propriétés exceptionnelles »
Réalisés dans le désert d’Amargosa, les murs de la maison aurait nécessité en tout 21 heures d’impression (crédits photos : Renca)
C’est dans ce contexte que Renca, une start-up fondée par un homme d’affaires russe Andrey Dudnikov et le géologue italien Alex Reggiani, est parvenue à développer ce matériau écologique. Si l’on en croît les chiffres fournis par l’entreprise, les bénéfices sont spectaculaires. Comparativement au ciment Portland traditionnel, ce ciment géopolymère serait 92 % plus durable et afficherait une efficacité énergétique dix fois supérieure.
Sur le chantier, celui-ci aurait également l’avantage de permettre des temps de prise plus rapides, tout en offrant une résistance élevée et une excellente adhérence chimique entre les couches, permettant ainsi une impression continue sans interruption.
Enfin, ce type de matériau présente des propriétés d’isolation thermique supérieures à celles des bétons classiques, ce qui en fait un ciment particulièrement adapté aux climats chauds du pays. On apprend d’ailleurs que le logement démonstrateur a été réalisé dans des conditions désertiques extrêmes aux États-Unis. Plus exactement en Californie dans le désert d’Amargosa.
Etalée sur plusieurs jours, la construction des murs de la maison aurait nécessité en tout 21 heures d’impression. « Dans les conditions les plus difficiles pour tout béton, le géopolymère a montré ses propriétés exceptionnelles. L’impression 3D donne une nouvelle liberté à la conception et à l’ingénierie et commence seulement à révéler tous ses avantages pour l’industrie de la construction. En unissant des matériaux durables à des techniques de haute technologie, nous faisons passer la construction au niveau supérieur. » se félicite Renca avant d’ajouter : »Cette réalisation reflète le dévouement et les compétences techniques de l’équipe, composée de Strong Print 3D, RENCA et Geopolymer International. »
Les mortiers géopolymères ayant le défaut de nécessiter des procédures de mélange spécifiques et des systèmes de mélange par lots, RENCA s’attelle désormais à créer un mortier géopolymère monocomposant destiné aux malaxeurs continus. En parallèle, ses équipent travaillent sur un système amélioré « 2K », l’objectif étant d’obtenir un système qui soit plus flexible, mais aussi moins dépendant aux conditions extérieures.
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