Premier pont en béton non armé imprimé en 3D

L'impression 3D peut être utilisée pour construire des structures porteuses en béton qui nécessitent beaucoup moins de matériaux et aucune armature en acier ou mortier. Les architectes et ingénieur·es de l'ETH Zurich du Block Research Group, en collaboration avec Zaha Hadid Architects et d'autres partenaires de l'industrie, ont montré comment cela fonctionne avec une passerelle à Venise.
Vue frontale du pont en béton. (Image: Studio Naaro)
Vidéo: ETH Zurich

Des millions de nouveaux bâtiments dans le monde sont construits en béton armé, bien que ce type de construction génère de grandes quantités d'émissions de CO2. L'acier utilisé pour l'armature et le ciment pour le béton sont particulièrement problématiques à cet égard. Des chercheur·ses de l'ETH Zurich viennent de présenter un moyen de réduire ces deux éléments, dans le cadre d'un projet réel.

Le Block Research Group s'est associé au groupe de calcul et de conception de Zaha Hadid Architects pour construire une passerelle arquée de 12 mètres sur 16 dans un parc de Venise - entièrement sans armature.

À l'aide d'un procédé additif, la construction baptisée Striatus a été réalisée avec des blocs de béton qui forment une arche comme les ponts traditionnels en maçonnerie. Cette structure à compression seule permet aux forces de se propager jusqu'aux semelles, qui sont liées entre elles sur le sol. La construction assemblée à sec est stable du fait de sa seule géométrie.

Imprimé à des angles spécifiques

Ce qui est totalement nouveau, c'est le type de béton imprimé en 3D, que les chercheur·ses ont développé en collaboration avec la société Incremental3D. Le béton n'est pas appliqué horizontalement de la manière habituelle, mais selon des angles spécifiques, de façon à être orthogonal au flux des forces de compression. Les couches imprimées des blocs restent ainsi bien pressées les unes contre les autres, sans qu'il soit nécessaire de recourir à une armature ou à une post-tension. L'encre spéciale pour béton destinée à l'imprimante 3D a été développée par la société Holcim précisément dans ce but.

Philippe Block, professeur à l'ETH Zurich, a déclaré: «Cette méthode précise d'impression 3D du béton nous permet de combiner les principes de la construction traditionnelle en voûte avec la fabrication numérique du béton, afin d'utiliser les matériaux uniquement là où ils sont structurellement nécessaires, sans produire de déchets.»

Comme la construction ne nécessite pas de mortier, les blocs peuvent être démontés, et le pont réassemblé à nouveau à un autre endroit. Si la construction n'est plus nécessaire, les matériaux peuvent simplement être séparés et recyclés.