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RÉSUMÉ
Cet article traite de la mise en œuvre de la technologie d’impression 3D à grande échelle pour mieux construire des structures maritimes innovantes pour la biodiversité et la lutte contre l’érosion côtière. La synergie des modes constructifs au sein de structures mixtes réalisées en impression 3D et béton armé permet d’atteindre des performances écologiques et techniques supérieures aux modes constructifs classiques en béton. L’adaptation de la conception et de la construction à la technologie d’impression 3D est illustrée à travers le projet Programme d’Investissement d’Avenir RECIF’LAB de conception/réalisation d’un récif artificiel marin de grandes dimensions entre 2018 et 2021.
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Alexandre MUSNIER : Responsable travaux et développement technique - SEABOOST – Groupe EGIS, Montpellier, France
INTRODUCTION
L’article traite de l’utilisation de la technologie d’impression 3D de matériau à base de liant hydraulique cimentaire dans le domaine de la construction maritime écologique. Plus particulièrement l’apport de performance architecturale, environnementale, technique et économique par cette technologie particulièrement adaptée pour la réalisation d’ouvrage de type récif artificiel et dispositif de lutte contre l’érosion côtière mais aussi l’écoconception d’ouvrages portuaires.
L’utilisation de structure mixte en impression 3D et béton armé permet la réalisation de structures ayant des performances écologiques et techniques supérieures et même inatteignables avec des modes constructifs classiques de préfabrication de béton armé, en améliorant l’empreinte environnementale de la construction tout en restant dans un cadre de faisabilité économique.
L’adaptation de la conception et de la construction à l’impression 3D sera illustrée à travers la présentation d’un projet de conception/réalisation d’un récif artificiel marin de grandes dimensions dans le cadre du Programme d’investissement avenir RECIF'LAB réalisé entre 2018 et 2021 en collaboration avec la ville d’Agde.
L’innovation présentée porte particulièrement sur la mise au point d’une méthodologie de conception itérative et efficiente permettant le dimensionnement de la stabilité hydrodynamique et la tenue structurelle des ouvrages mixtes matériau 3D/béton armé dans le milieu marin avec des efforts de poussée hydrodynamiques importants et une composition chimique particulièrement exigeante pour le béton armé, entraînant un risque de corrosion des armatures et des attaques chimiques et biologiques du béton.
Enfin, la réalisation de la structure et son déploiement ont aussi été innovants, avec des enjeux importants sur le suivi de la qualité de fabrication, la mise en place d'un phasage et d'une méthodologie pour garantir la faisabilité technique et enfin les opérations de manutention à terre et en mer pour permettre le déploiement en mer ouverte à plus de 3 miles nautiques et à plus de 20 m de profondeur.
Points clés
Domaine : construction et écologie marine
Degré de diffusion de la technologie : croissance
Technologies impliquées : impression 3D de matériaux cimentaires
Domaines d’application : construction maritime/écologie marine
Principaux acteurs français :
-
Industriels : Lythosys (Vicat), XtreeE, Construction 3D, Sika
Autres acteurs dans le monde : Cybe, Cobod, Wasp, etc.
Contact : [email protected] – http://www.seaboost.fr
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5. Conclusion
L’impression 3D seule est aujourd’hui utilisée pour la réalisation d’ouvrages singuliers (mobilier urbain : bancs, arrêts de bus, jardinières, panneaux de façades ou écrans routiers, etc.) ne nécessitant pas de caractérisation fine du matériau et de dimensionnement structurel normé. L’impression 3D au sein de structures mixtes en l’associant au béton armé, et avec une conception adaptée, permet de réaliser des ouvrages structurels conformes aux normes et pour lesquels la partie imprimée en 3D va permettre l’amélioration des possibilités architecturale et l’optimisation environnementale et économique. L’utilisation reste cependant cantonnée à des ouvrages particuliers à haute technicité et à forte valeur ajoutée, mais l’évolution des technologies et des matériaux ainsi que l’adaptation du contexte normatif et des méthodologies de conception pourraient permettre son utilisation à plus grande échelle dans le monde de la construction de demain. L’ouvrage conçu et réalisé dans le cadre du projet RECIF'LAB est un bon exemple des possibilités d’application de technologies innovantes pour répondre aux enjeux environnementaux à venir. De nombreuses démarches et projets impliquant l'impression 3D sont en cours pour améliorer, et peut-être révolutionner, certains pans du secteur de la construction.
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MOLINARI (L.) - L’impression 3D dans une perspective de développement durable. - [AG 6 753] base Écoconception : mise en œuvre et applications (2015).
-
(2) - DÉMOLY (F.), ANDRÉ (J.C.) - Impression 4D : promesses ou futur opérationnel ? - [RE 285] base Enjeux, procédés et marchés (2021).
-
(3) - CHARLES (T.) - Propriété intellectuelle et enjeux réglementaires de l’impression 3D. - [BM 7 980] base Industries du futur : outils technologiques (2017).
-
(4) - KUNTZ (C.) - Écoconception et génie écologique. - [GE 1 022] base Génie écologique : outils et concepts (2021).
-
(5) - THAUVIN (B.), MARCOTTE (C.) - Gestion de patrimoines d’infrastructures portuaires. - [TRP 5 020] base Infrastructure, environnement et transport par voie d'eau (2015).
NORMES
-
Base de calcul des structures. - Eurocode 0-EN 1990 -
-
Action sur les structures. - Eurocode 1-EN 1991 -
-
Calcul des structures en béton. - Eurocode 2-EN 1992 -
-
Calcul des structures en métal. - Eurocode 3-EN 1993 -
-
Calcul des structures mixte : acier béton. - Eurocode 4-EN 1994 -
-
Calcul des ouvrages en maçonnerie. - Eurocode 6-EN 1996 -
-
Calcul géotechnique. - Eurocode 7-EN 1997 -
-
Eurocodes structuraux – Bases de calcul des structures. - NF EN 1990 - 2003
-
Eurocode 2 :...
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
SEABOOST, conception et construction marine : écologie et lutte contre l’érosion côtière, Montpellier, France : https://www.seaboost.fr/
CYBE, impression 3D béton, Oss, Pays-Bas : https://cybe.eu/
VICAT, impression 3D béton, L'Isle d'Abeau, France : https://www.vicat.fr
XTREEE, impression 3D béton, Rungis, France : https://xtreee.com/
RUFINO CONSTRUCTION, construction et assemblage, Lunel, France : https://www.societe.com/societe/rufino-constructions-522905082.html
BAC France, étude et fourniture protection cathodique, Voisins-le-Bretonneux, France : http://www.bacfrance.com/
DEEP’N’DIVE, installation sous-marine des systèmes stabilisateurs, Chaponost, France : http://deepndive.fr/
SUPERBLOC, coformulation et fourniture béton sur-mesure, Assas, France : https://negoce.france-materiaux.fr/221-france-materiaux-superbloc-pascal-materiaux
CALCIA, coformulation et fournitures des ciments et adjuvants, Courbevoie, France : https://www.ciments-calcia.fr/fr
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