Le premier logement social fabriqué grâce à l'impression 3D accueillera ses premiers locataires en juin prochain. C'est une maison de 95 m² comportant cinq pièces, située à Nantes. Yhnova, c'est son nom, a été conçue grâce à une technologie appelée Bâtiprint3D développée par des équipes de l'université de Nantes (LS2N, GeM).

Un robotrobot doté d'un bras de quatre mètres de long guidé par laserlaser dépose des couches successives de matériaux en suivant un plan informatique. Mais, contrairement aux autres procédés d'impression 3D de bâtiments qui utilisent des mélanges à base de béton, Bâtiprint3D recourt à une combinaison inédite. 

L’université de Nantes travaille sur des matériaux biosourcés

Le robot crée d'abord deux parois en moussemousse polyuréthane expansive. Elles font office de coffrage pour recevoir du béton coulé, lui aussi par le robot. L'avantage est que ladite mousse sert d'isolant thermique. La façade extérieure a été enduite pour lui donner un aspect lisse classique tandis que le doublage intérieur est réalisé en Placoplatre. La maison est équipée de divers capteurscapteurs (airair, humidité, température...) pour pouvoir suivre l'évolution des matériaux, les performances thermiques et acoustiques.

Cette technique d'impression 3Dimpression 3D présente de nombreux avantages : rapiditérapidité, liberté des formes, peu de déchetsdéchets sur le chantier, une manutention moins éprouvante qui réduit la pénibilité au travail. Le projet Yhnova n'est que le début de l'aventure. L'université de Nantes travaille sur l'utilisation de matériaux biosourcés et une technique permettant de construire des bâtiments avec un étage. Une jeune pousse sera prochainement créée par un doctorant du LS2N pour exploiter commercialement la technologie Bâtiprint3D. Par ailleurs, des études sont en cours pour un bâtiment public de 350 m² ainsi qu'un lotissement de maisons individuelles.

Une maison imprimée en 3D à Nantes : une première grâce à Bâtiprint

Article initial de Jean-Luc GoudetJean-Luc Goudet, paru le 4/10/2017

Inventé à l'université de Nantes, Bâtiprint est un procédé de fabrication utilisant un robot mobilemobile. Il a été testé grandeur nature : une véritable maison est en constructionconstruction. Certifiée, elle sera habitée l'année prochaine. L'innovation se voit au premier coup d'œilœil : le coffrage du béton, déposé par le bras robotisé, deviendra l'isolant, interne et externe, comme Benoît Furet l'explique à Futura. Une méthode efficace et unique au monde, bientôt exploitée par une start-upstart-up.

Dans le quartier de la Bottière, à Nantes, une maison « HLM » de 95 m², qui comportera cinq pièces, commence à s'élever et présente déjà une allure originale. Avec ses formes arrondies, elle semble s'insinuer entre les arbresarbres qui se trouvaient là. Ce dessin inhabituel, qui serait un grand luxe avec une construction classique, est ici très facile à obtenir : c'est un bras robotisé qui édifie les murs par un procédé d'impression 3D.

« Ce n'est pas la première maison imprimée ainsi, nous explique Benoît Furet, professeur au LS2N. Cela existe dans plusieurs autres pays. Mais notre procédé Bâtiprint est unique parce qu'il installe deux parois en polyuréthane puis, au milieu, du béton. Le polyuréthane restera dans la construction et servira d'isolant. Avec les méthodes d'impression 3D habituelles, la machine dépose du béton banché, donc dans un coffrage ».

Dessin de la maison de Nantes en cours de construction. Remarquez les formes courbes et l'absence d'angles droits. © TICA

L'isolation thermique satisfait aux normes du bâtiment

Cette mousse blanche, qui ressemble à de la crème Chantilly, se solidifie, formant une succession de boudins blancs s'élevant à chaque passage du robot. Lui aussi mis au point à l'université de Nantes, il est mobile, pour se déplacer facilement le long du mur, et travaille avec un bras articulé à six degrés de liberté. Après le coulage du béton entre les deux parois (par le même robot), il faudra lisser la paroi extérieure pour y appliquer l'enduit.

« Mais ce n'est pas un ponçage à plat : on laisse une partie du relief créé par les dépôts de polyuréthane, ce qui permet de mieux accrocher l'enduit. À l'intérieur, nous posons du Placoplatre. » Cet isolant est connu : c'est celui des réfrigérateurs. « Il ne dégage pas de COV composés organiques volatilscomposés organiques volatils, NDLRNDLR] », précise Benoît Furet.

Résultat : une isolation thermique déjà en place à la fin de la construction. De plus, les formes courbes permises par le procédé d'impression 3D améliorent la performance thermique, explique le chercheur, « car c'est au niveau des angles droits que l'eau a tendance à s'accumuler, là où sa circulation et l'évaporation sont entravées ». Cette maison, affirme-t-il, répond aux normes de régulation thermique RT 2012RT 2012, et même « - 40 % » en dissipation, c'est-à-dire que l'isolationisolation est 40 % meilleure.

La machine, qui suit le plan informatisé, pose deux cordons de polyuréthane. Elle coulera ensuite, entre les deux, du béton. © DR

L'impression 3D libère des contraintes sur les formes

Cette possibilité de réaliser des formes à peu près quelconques est le principal avantage du procédé d'impression 3D. « Le robot, littéralement, devient le prolongement de la main de l'architecte ! » Ici, le principe a permis d'installer la maison entre les arbres existants, sans en couper aucun.

La rapidité de construction est également un avantage : il a fallu seulement trois jours et deux opérateurs pour monter les murs, au lieu de trois semaines habituellement. Cependant, sur la duréedurée totale de réalisation d'une maison individuelle, ce gain de temps est faible. Globalement, tout de même, le coût de construction serait abaissé de 20 %.

Cette jolie maison a poussé grâce à un partenariat élargi, public et privé, du CNRS à Bouygues en passant par Nantes métropole, regroupés dans ce projet de démonstrateurdémonstrateur baptisé Yhnova. Grâce à Ouest valorisation, une « SATT » (Société d'accélération de transfert de technologies), le procédé Bâtiprint, breveté, devient exploitable par une start-up. Déjà dix maisons sont en préparation. Le robot constructeur semble avoir du travail.