Le centre de recherche LafargeHolcim à Saint-Quentin-Fallavier (Isère) a mis au point une mousse isolante minérale recyclable, dénommée Airium. Elle est produite à partir d’un coulis de ciment et d’un agent moussant. Elle durcit en quelques heures. Sa faible densité (40 à 300 kg/m3 selon les qualités requises) et une faible conductivité thermique (lambda de 0,035 W/m.K à 0,06 W/m.K) en fait un excellent isolant thermique. Elle résiste au feu.
L’agent moussant se présente sous la forme d’une mousse blanche semblable à de la mousse à raser. Il est constituée d’adjuvants naturels (protéines). Il ne serait pas commercialisé sans le ciment.
Parmi les premières applications prévues : le remplissage de blocs de béton, l’isolation des combles, des toits terrasses ou des sols selon la résistance mécanique et les qualités thermiques souhaitées.
Exemple de projection pour chape isolante en mousse Airium.
Elle a été utilisée en Autriche et en France dans des sites pilotes. L’application sur chantier s’effectue à l’aide d’une machine à projeter pour mortiers, Lafarge propose la Foambox, un dispositif mobile qui permet de fabriquer la mousse sur place à partir du ciment et de l’agent moussant. L’utilisation pour des coques est envisageable. Airium sera commercialisé en France au premier trimestre de 2017.
Il existe plusieurs autres marques d’agent moussant, mais la densité du béton allégé est en général supérieure à 300 kg/m3.
Lafarge commercialise aussi depuis 2011 Thermedia, un béton isolant avec des granulats de pierre ponce.
Les livres traitant des maisons bulles sont peu nombreux. Nous devons donc saluer la parution d’un ouvrage* de l’historienne Raphaëlle Saint-Pierre qui retrace l’évolution de ce type d’habitation durant les années 60-70. La première page de couverture présente une photo de la maison Unal, conçue initialement par l’architecte Claude Haüsermann-Costy. Elle situe l’orientation de l’ouvrage.
Après une présentation du contexte architectural et culturel des années 50, de nombreuses maisons en matériaux composites sont évoquées. Le voile de béton utilisé pour la première fois en Europe, en 1959, pour la construction d’une habitation individuelle par Pascal Haüsermann fait l’objet d’une présentation particulière. L’autoconstruction, avec des plans fournis par cet architecte ou sa compagne, a permis l’ouverture de plusieurs chantiers en France. La facilité apparente de cette technique entraînera même certains à prôner la maison sans architecte.
Salle-à-manger dans une coque mobile, attenante à la cuisine, à Fontaines-sur-Saône (Antti Lovag)
Quel renouvellement de l’architecture peut-on attendre aujourd’hui pour concevoir des maisons ? Parmi les propositions les plus intéressantes, il y a certainement celles d’Antti Lovag. Elles sont encore peu connues. Antti est un concepteur discret qui s’est peu exprimé. On y trouve une mise en cause radicale de la contruction contemporaine. Tellement radicale qu’il a dû trouver les conditions concrètes de réalisation en dehors du domaine habituel du logement et des entreprises du bâtiment. Il a travaillé pour des clients fortunés qui lui ont permis d’expérimenter assez librement en disposant d’une équipe tous corps d’état. Son concept fondamental est l’habitologie qui dépasse la notion d’architecture.
La fin du XIXe et le XXe siècle jusqu’à nos jours correspondent à une période marquée par le progrès rapide des sciences et des techniques. L’évolution d’ailleurs s’accélère encore maintenant et nous allons connaître bien d’autres changements.
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Les maisons-bulles surprennent par leurs formes courbes. Nous allons voir cependant que ce type de formes pourrait bien être un vieux rêve de l’humanité.
Palais Bulles (Antti Lovag) Photo Daëlle Le Boulicaut
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Les constructions en pierre avec voûtes, coupoles et profusion d’ornements manifestaient dans beaucoup de pays le symbolisme de la voûte céleste et l’omniprésence de la religion dans la société. La liberté moderne des formes en voile de béton se justifie d’abord par le plaisir des courbes et par l’adaptation à l’usage.
Formes et techniques sont étroitement associées. On sait que le renouvellement des formes passe le plus souvent par de nouvelles techniques ou de nouveaux modes d’emploi de techniques existantes.
Essai lors d’un stage avec Antti Lovag à Mouans-Sartoux.
Les bases du procédé
Les techniques de construction sur tissu tendu reposent sur le principe de la projection de matériaux sur un tissu extensible mis en forme par des supports. Le ferraillage — par rapport au ferrociment — sera remplacé par des fibres incorporées au mortier.
Nous vivons une période de contrastes étonnants. Le développement des sciences et des technologies donne la possibilité de réaliser les formes les plus originales et d’apporter des solutions à des problèmes pratiques défiant l’imagination peu d’années auparavant. Citons pêle-mêle les bâtiments de très grande hauteur, de plusieurs centaines de mètres, de formes courbes ou à déformations complexes, la Géode, le viaduc de Millau, le tunnel sous la Manche, les constructions de Santiago Calatrava, etc…Sans oublier les constructions spectaculaires en aéronautique, astronautique, automobile, nautisme et quelques objets de la vie courante notamment dans les nouvelles technologies.
La photo a changé la peinture, le cinéma transformé le spectacle, l’enregistrement des sons renouvelé la musique, les imprimantes 3D susciteront une autre architecture. Les maisons bulles avant-gardistes préfigurent par leur liberté de formes le changement de l’architecture, cet art qui n’a pas encore été libéré. Les imprimantes 3D devraient faciliter les maisons bulles en rendant possible la variété des formes tout en diminuant les coûts excessifs de main d’œuvre.
Démarrage de l’impression 3D dans le bâtiment en France
Etude de formes par la société XtreeE et Dassault Systèmes.Cliquer pour agrandir
Une première construction imprimée en 3D de formes organiques vient d’être réalisée en béton par la startup française XtreE . Elle a été présentée en septembre 2016 à Vélizy-Villacoublay sur le campus de Dassault Systèmes, partenaire du projet.
Le bâti, avec deux grandes ouvertures, a été imprimé couche après couche en 20 heures dans l’atelier d’XtreeE, situé dans l’Essonne. Ce projet expérimental a été soutenu par plusieurs industriels dont l’éditeur Dassault Systèmes pour la conception, LafargeHolcim qui a développé un béton fibré dérivé du Ductal et ABB qui a prêté un exemplaire de son robot industriel IRB8700. La tête du robot équipée d’une buse a déposé le béton par couches de quelques millimètres d’épaisseur.
Bernard Charlès, PDG de Dassault Systèmes a déclaré : « En construction, nous voulons devenir le n°1 mondial. Notre idée est de commencer par l’échelle urbaine, celle du territoire. Ainsi nous avons acheté en 2013 Archividéo, un pionnier de la maquette 3D urbaine interactive. Et la ville de Singapour vient de s’équiper de nos solutions pour planifier leur développement urbain ».
Gérard Kuperfarb, Directeur Croissance et Innovation de LafargeHolcim a déclaré : « L’innovation fait partie de l’ADN du Groupe afin de répondre aux tendances du marché de la construction de demain. Nous sommes donc fiers de nous positionner en pionnier sur l’impression 3D, une technique révolutionnaire permettant de gagner en précision tout en réduisant considérablement les temps de construction ».
L’innovation des grandes entreprises passe souvent par l’intermédiaire de petites entreprises, associées ou acquises. L’organisation plus souples d’une petite structure s’adapte mieux à la nouveauté. Mais le succès ne viendra que par une diffusion de masse. La grande informatique a muté par la micro-informatique. L’impression 3D des petites pièces se répand par les Fab Lab et par la baisse des prix des imprimantes. Dans le bâtiment, il faudra aussi rendre les procédés d’impression 3D d’accès facile.
L’un des essais de XtreE
L’Institut de recherche en communications et cybernétiques (IRCCyN), basé à Nantes, développe une technologie dérivée de l’impression 3D et de la robotique, qui permet de réaliser une maison en impression 3D.
Leur imprimante géante, nommée Innoprint 3D, est constituée d’un bras robot capable de créer un habitat d’urgence en quelque 20 minutes. Le matériau utilisé pour ces essais est une mousse de polyuréthane, mais d’autres matériaux sont prévus.
Dans beaucoup de pays
Bureaux construits à Dubaï avec l’entreprise chinoise WinSun
Première maquette d’une maison bulle imprimée en 3D par Frédéric Rible, passionné d’imprimante 3D. Finies, les longues séances de ferraillage. Imprimez votre projet vous-mêmes et bientôt en vrai grandeur quand les imprimantes 3D seront en location chez le marchand de matériaux local. (information Daniel Bord)
Aux USA, l’université de Californie du Sud travaille depuis plusieurs années sur de grandes imprimantes 3D à l’échelle du bâtiment. On y trouve déjà la prévision de formes analogues à celles des maisons-bulles.
