L'équipe Technologies numériques du bâtiment de l'ETH Zurich a dévoilé Airlements, une solution architecturale unique pour une architecture durable et pérenne. Airlements utilise la fabrication sans moule et une technologie d'impression 3D robotisée à grande échelle développée en collaboration avec FenX AG. Cette étude utilise des mousses minérales à base de géopolymères imprimées en 3D pour fabriquer des éléments de construction légers et isolés, offrant des avantages en termes d'utilisation des matériaux, d'efficacité de la main-d'œuvre et de rentabilité. L'ETH Zurich recycle les déchets industriels pour produire de la mousse minérale imprimée en 3D et vise à accroître la capacité portante et la précision de cette méthode.
L' équipe Digital Building Technologies de l'ETH Zurich présente Airlements, une solution architecturale pour une construction durable et pérenne. Ce projet de recherche utilise des mousses minérales à base de géopolymères imprimées en 3D pour créer des éléments de construction isolés et légers , permettant ainsi de réaliser des économies de matériaux, de main-d'œuvre et de coûts.
Ces pièces issues de déchets industriels recyclés peuvent être moulées avec de la mousse et recouvertes d'une couche protectrice de plâtre sans ciment. Leur empreinte carbone est ainsi plus faible que celle de la mousse plastique ou du béton cellulaire. Ces blocs isolants, de forme personnalisée et creux à l'intérieur, peuvent être assemblés pour former un système monolithique de deux mètres de haut destiné aux murs non structurels.
Airlements utilise la fabrication sans moule grâce à une technologie d'impression 3D robotisée à grande échelle, développée à l'ETH Zurich en partenariat avec FenX AG . Le prototype est composé de quatre segments de mousse creuse, pesant chacun environ 25 kg, imprimés puis durcis pendant une semaine à une température contrôlée de 20 à 28 °C et une humidité relative de 20 à 70 %.
De ce fait, aucun traitement énergivore n'a été nécessaire , ce qui représente une amélioration par rapport à l'étude précédente de l'ETH Zurich sur les mousses minérales sans ciment. La texture ondulée des impressions, qui leur confère un aspect sculptural, résulte d'une conception de procédé qui renforce leur résistance après durcissement.
L'équipe de recherche a expérimenté différentes densités de matériaux afin d'assurer une isolation et une résistance contrôlées là où cela est nécessaire. Cela permet de minimiser l'énergie nécessaire au fonctionnement des structures et de favoriser la réutilisation et le recyclage futurs des éléments de construction.
Les développements futurs porteront sur l'amélioration de la capacité portante des éléments et de la précision de fabrication de la méthode d'impression 3D afin d'optimiser le prototype. Vous savez désormais comment l'ETH Zurich recycle les déchets industriels pour produire de la mousse minérale imprimée en 3D.
À propos des technologies numériques du bâtiment de l'ETH Zurich
Le professeur Benjamin Dillenburger de l'ETH Zurich dirige des recherches sur les nouvelles technologies de construction basées sur l'intégration harmonieuse des méthodologies de conception informatique, de la fabrication numérique et des nouveaux matériaux.
Dans ce contexte, DBT étudie les technologies de fabrication additive architecturale susceptibles de remettre en question les paradigmes de construction existants. L'objectif n'est pas seulement de rationaliser le processus de fabrication et d'améliorer la qualité des bâtiments, mais aussi d'ouvrir de nouvelles perspectives de conception.
FenX AG
Ils transforment les déchets minéraux en isolants performants et durables pour le secteur de la construction. Leur technologie permet de valoriser d'abondants déchets minéraux afin de bâtir un avenir sûr et écologique, favorisant une économie circulaire.
Ils utilisent les caractéristiques essentielles des particules minérales pour créer des matériaux hautement poreux dotés de bonnes propriétés isolantes. Leurs produits offrent une durabilité sans compromis sur les performances.
Les caractéristiques suivantes de leurs mousses isolantes hautes performances et durables les rendent différentes des autres.
- Convertit des produits isolants non inflammables à partir de matières premières inertes
- Crée des mousses isolantes à base de déchets minéraux, 100 % recyclables, qui émettent extrêmement peu de CO2 tout au long du processus de fabrication.
- Leurs produits possèdent une porosité remarquable et personnalisable, en plus d’être extrêmement résistants à la chaleur et de bons isolants.
- Leurs formulations peuvent être utilisées dans la fabrication additive pour créer des articles personnalisés à la volée.
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Qu’est-ce que l’impression 3D de matériaux de construction ?
L'impression 3D industrielle est une technique de fabrication qui transforme des plans ou des conceptions numériques en matériaux et produits tangibles. Elle utilise des équipements à grande échelle alimentés par des plans de sol et des plans de construction établis par l'ingénieur. La machine reçoit ensuite du béton et d'autres matériaux de construction. Le procédé consiste à déposer de fines couches de matériau, comme du plastique liquide ou en poudre, du métal ou du ciment, puis à les fusionner.
Types de technologies d'impression 3D
Diverses méthodes permettent de créer des matériaux et des concepts imprimés en 3D. La fabrication par dépôt de filament fondu (FFF) est une technique d'impression 3D qui utilise un filament thermoplastique continu . Elle est également connue sous le nom de modélisation par dépôt de filament fondu (FDM).
La stéréolithographie (SLA) est une méthode d'impression 3D alternative qui construit des modèles, des structures et des motifs couche par couche à l'aide d'un processus photochimique qui utilise la lumière pour durcir une résine liquide.
Source : ETH Zurich
