Le béton imprimé en 3D stocke le CO₂ et réduit la consommation de ressources
Des chercheurs suisses collaborent avec des partenaires européens pour mettre au point des éléments en béton fabriqués à l'aide d'une imprimante 3D. Le matériau utilisé est pratiquement exempt de ciment et peut stocker du dioxyde de carbone lors de son durcissement.
Des chercheurs du laboratoire d’ingénierie structurelle de l’Institut fédéral de recherche et d’essai sur les matériaux (Empa) travaillent au développement d’éléments en béton fabriqués à l’aide d’une imprimante 3D. Selon un communiqué, ces éléments de construction sont stables sans armature traditionnelle en acier et ne contiennent pratiquement pas de ciment. Le matériau est censé stocker du dioxyde de carbone lors de son durcissement.
Ces travaux de recherche s’inscrivent dans le cadre du projet européen CARBCOMN (Carbon-negative compression dominant structures for decarbonized and de-constructable concrete buildings). Outre l’Empa, des chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Zurich (ETH) ainsi que de la filiale de l’Empa re-fer, située à Seewen, et d’autres partenaires européens participent à ce développement.
Le matériau destiné à l’impression 3D provient de déchets industriels recyclés, tels que les scories d’acier. Des formes géométriquement optimisées sont produites selon un procédé spécial. Des alliages à mémoire de forme à base de fer (Fe-SMA) de re-fer sont utilisés comme armatures. Pour faire durcir ce béton, du dioxyde de carbone est injecté dans une chambre de combustion, où il se lie chimiquement au mélange de béton. « Nous combinons ici une expertise unique : l’impression 3D, la performance structurelle et notre spécialité, les alliages à mémoire de forme à base de fer », déclare Moslem Shahverdi, chercheur à l’Empa, dans le communiqué. « D’une part, nous utilisons des méthodes de fabrication numériques pour construire en préservant les ressources. D’autre part, nous remplaçons le ciment traditionnel par des liants à faible empreinte carbone. » Les éléments en béton sont en outre conçus de manière à pouvoir être démontés après utilisation et réutilisés ailleurs.
Lancé en 2024, ce projet d’une durée de quatre ans est financé dans le cadre d’Horizon Europe et rassemble onze instituts de recherche et cabinets d’architecture de premier plan issus de toute l’Europe. Selon le communiqué, il s’agit notamment de l’université de Gand, de l’université technique de Darmstadt, de l’université grecque de Patras, ainsi que de Zaha Hadid Architects à Londres, de Mario Cucinella Architects à Bologne et des entreprises Tesis à Penta di Fisciano (Italie), orbix à Genk et incremental 3D à Innsbruck.