Une flotte de robots autonomes pour la fabrication additive

Et si l’on confiait la construction et la réparation des bâtiments à des drones ? Voilà le pari lancé par les chercheurs des Swiss Federal Laboratories of Materials Science and Technology. Alors que l’industrie de l’imprimante 3D est en plein essor, les scientifiques ont eu l’idée de mixer cette technologie aux méthodes éprouvées des bâtisseuses naturelles que sont les abeilles et les guêpes. Le résultat prend la forme d’une flotte coordonnée de robots volants prêts à s’adapter aux exigences de chaque feuille de route proposée par les industriels.

L’impression 3D performée par des insectes-robots volants

Collectivement, les hyménoptères comme les abeilles sont capables de concevoir d’imposantes structures intriquées. Mais comment employer leur savoir-faire dans des réalisations à taille humaine ? Des scientifiques ont opté pour une multitude de drones travaillant en coopération afin d’imprimer en trois dimensions les formes les plus variées. Quoi de plus logique quand l’on sait que bon nombre de structures d’acier comme le béton pour la construction ou le préfabriqué sont aujourd’hui issues de robots imprimeurs statiques voire en mouvement ! L’escadron robotique présenté le 21 septembre 2022 dans Nature se compose d’un côté des BuilDrones, qui se chargent de déposer les matériaux en plein vol, et de l’autre des ScanDrones, qui sont là pour contrôler le travail fourni par les BuilDrones et de transmettre leurs observations à un opérateur humain. En effet, bien qu’autonomes une fois en vol, les drones restent soumis à la volonté d’un humain pouvant modifier à loisir la géométrie visée ainsi que le comportement montré par son essaim de robots volants.

Comme preuve de concept, l’équipe issue des Swiss Federal Laboratories of Materials Science and Technology a décidé de réaliser diverses structures dans l’enceinte de ses laboratoires. Après avoir mis au point quatre mélanges composites ciment-polymère prévus pour un dépôt en continu, les scientifiques ont procédé à l’érection d’un premier cylindre de 2,08 mètres de haut composé de 72 couches de mousse isolante en polyuréthane. Un second cylindre est vite venu rejoindre le premier, mais cette fois en matériau pseudo-plastique cimentaire réparti sur 28 couches, pour une hauteur totale de 18 centimètres. Le tout ayant été réalisé avec une précision de 0,5 mm ! Un test virtuel a même montré la capacité des drones à assembler une forme géométrique semblable à un dôme. La prochaine étape du projet se fera directement en lien avec des compagnies du bâtiment, intéressées par la réduction des risques et des coûts promis par cette nouvelle méthode comparée aux techniques manuelles traditionnelles. Pour peut-être, dans un futur pas si lointain, voir des nuées robotiques façonner les tours les plus hautes ou consolider les structures usées par le passage des années.