Connue pour ses nombreux travaux de recherche en fabrication additive, l’Université de sciences appliquées de Zurich s’est à nouveau illustré de façon très singulière dans le domaine de la construction 3D. A l’occasion d’une exposition au Gewerbemuseum de la ville de Winterthur, des chercheurs de l’ETH ont présenté un pavillon surprenant imprimé à partir de pierres et de cordages.
La construction appelée Rock Print est l’oeuvre d’un robot qui a utilisé non pas du béton, mais 30 tonnes de pierres en vrac et 120 kilomètres de ficelle. L’installation éphémère est le fruit de travaux menés par Gramazio Kohler Research, chaire d’architecture et de fabrication numérique de l’EPF, dans le cadre du projet “Hello, Robot. Design between Human and Machine”. Pour construire les 11 piliers de 3 mètres de haut, on apprend que le robot de construction baptisé « In Situ Fabricator » a travaillé pendant quatre semaines.
Une technique de solidification granulaire
La résistance de cette structure imprimée sans aucun liant à vraiment de quoi surprendre. Pour supporter le toit d’acier de 8 tonnes, ce pavillon exploite en fait une propriété rhéologique appelée blocage (ou jamming en anglais) qui permet à un matériau granulaire de s’ordonner comme un solide. Dans le cas présent le système robotique développer par l’ETH permet de dessiner le contour du pilier en déroulant sur le sol des spirales de fil. Celles-ci sont ensuite recouvertes d’une couche de graviers, puis le robot débobine à nouveau du fil pour former la suite de l’armature.
A chaque superposition de graviers, un coffrage est monté tout autour jusqu’à former une colonne. A la fin, les parois sont retirées pour ne laisser apparaître que la structure solide dessinée par les fils. Les pierres qui n’ont pas été agrégées tombent au sol. Cette technique de solidification granulaire est réversible. Comme on peut le voir dans la vidéo ci-dessous, il suffit simplement de ré-enrouler le fil composant l’armature pour disperser les graviers et effondrer la structure. Selon ses protagonistes, cette nouvelle technique d’impression 3D sans liant pourrait notamment permettre d’assembler et de déplacer des éléments architecturaux temporaires.
In Situ Fabricator : un robot autonome capable de construire des structures très complexes
Le robot In Situ Fabricator a été développé dans le cadre du projet DFAB HOUSE, une maison de 3 étages visant à explorer quatre techniques de construction innovantes. Construite sur le campus de l’ETH Zurich à Dübendorf, elle sera la première maison conçue sur ordinateur et principalement fabriquée à l’aide de processus de construction numériques.
In Situ Fabricator est un robot de 2 mètres autonome qui est capable de construire des structures complexes de manière très précises. L’ETH de Zurich l’a notamment utilisé pour expérimenter une technique appelée « moule à mailles » (Mesh Mould en anglais).
Elle consiste à fabriquer un treillis métallique en acier glissé dans un coffrage avant le coulage d’un béton autoplaçant. In Situ Fabricator est également capable de poser des briques dans des structures préprogrammées. Ses capteurs et ses calculs embarqués lui permettent de s’adapter aux imprévus et d’opérer ainsi les ajustements nécessaires.
