Les véritables caractéristiques des maisons imprimées en 3D

Plusieurs projets de construction autour du globe ont vu l’impression en 3 dimensions débarquer sur leurs chantiers, principalement à l’étape de la confection de la structure d’un bâtiment. Citons en exemples la maison toute en courbes nommée Fibonacci érigée en Colombie-Britannique ou les quelques projets ontariens de maisons et quadruplex. L’impression 3D aurait supposément le potentiel de révolutionner le secteur de la construction, mais la plupart des experts ont des opinions contradictoires, ou du moins ambiguës, sur le sujet.

Une maison conçue avec une imprimante 3D : comment ça marche?

Source : Canva

Tout comme les plus petites imprimantes du genre, cette technologie produit de manière automatisée des objets en superposant des couches d’un matériau en fonction d’un modèle numérique choisi. Dans le cas qui nous intéresse, l’imprimante est bien évidemment géante et le matériau utilisé pour concevoir la charpente est un mélange de béton particulier qui contient des élastomères pour améliorer son élasticité ainsi qu’un produit pour accélérer son temps de séchage. 

Or, un ordinateur transmet le plan à suivre à l’appareil suspendu dans les airs qui exécute les mouvements grâce à un bras robotisé ou une buse, tout en faisant sortir l’espèce de pâte, couche par couche, jusqu’à obtention du résultat final en 3 dimensions.

Quels sont les avantages promis et les inconvénients de l'impression 3D en construction?

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L’intérêt pour cette technologie ne sort pas de nulle part. Les buts annoncés sont prometteurs, bien qu’ils ne remplissent pas encore toutes leurs promesses. Moins cher, plus rapide et plus efficace sont les mots-clés de l'impression de maisons en 3D.

Rapidité de fabrication

On retrouve, dans les médias de différents pays, des mentions records et de la publicité favorable quant à la rapidité de fabrication des maisons en 3D. On y stipule que 24 à 72 heures suffisent à réaliser ce type de constructions.

Certes, les murs extérieurs peuvent, en effet, être conçus par cette imprimante en très peu de temps. Or, afin de parvenir à une maison finie, incluant le toit, les portes et fenêtres, la tuyauterie, l’électricité, l’isolation, bref, tout ce que la machine 3D ne fait pas, il faut compter environ le même temps que pour une construction traditionnelle. Les corps de métiers utilisant des techniques classiques doivent impérativement intervenir dans les étapes qui suivent la production de la charpente, soit pour environ 80% des éléments à inclure dans la construction d’une maison. 

Mais, les chiffres annoncés omettent de préciser cette information cruciale à l’évaluation objective des données réelles. En plus de ne pas comparer cette méthode à celles utilisées pour les maisons préfabriquées en usine par des robots, où le temps est considérablement réduit également.

Coûts de production

Encore un brin dans une phase dite expérimentale, comme pour toutes nouvelles technologies, les frais de fabrication des maisons et de la machine 3D en soi devraient diminuer au fil des années, en fonction de l’amélioration des procédés et de la demande. Pour le moment, le prix d’une telle imprimante de chantier s’élève entre 50 000$ et 125 000$ US.

Rien ne prouve encore que de véritables économies sont réalisées lors du procédé de construction de la structure d’un bâtiment, comme le soutiennent pourtant certains concepteurs. À noter aussi que le béton nécessaire à cette technologie risque de connaître une hausse de coût si l’on songe aux ressources premières, comme le sable, qui se raréfient.

Manque de main-d'œuvre

Règle générale, certaines technologies permettent de réduire le nombre de travailleurs requis pour effectuer une tâche, en plus de diminuer le risque d’erreurs. Cependant, le Canada traîne un peu de la patte en ce qui a trait à la formation d’employés spécialisés en impression 3D. Donc, même si le fait que seulement 2 ou 3 personnes seraient nécessaires pour opérer la machine qui érige les murs de la charpente, les gens ne sont formés ni pour dessiner les structures avec les bons logiciels, ni pour manier les imprimantes. Contrairement aux écoles européennes où cet apprentissage est inclus au programme.

Même si ce problème de formation pourrait se régler plutôt facilement et qu’il pourrait, du même coup, contrer le manque de main-d’œuvre, il en crée un second dans les régions où le taux de chômage est grandissant en empêchant la création d’emplois locaux. Une technologie à double tranchant, donc.

Solutions à la crise du logement

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Ici encore, le nombre de solutions imaginées pour régler les problématiques à caractère social pullulent lorsqu’on parle de maisons 3D fabriquées rapidement en série :

• Parcs de minimaisons pour sans-abris

• Habitations ou installations sanitaires temporaires construites rapidement après une catastrophe naturelle

• Plex à prix abordables pour familles monoparentales

• Logements décents pour population du Grand Nord

Encore une fois, les idées partent d’une bonne intention, mais ne considèrent pas l’ensemble des situations en lien avec la crise du logement. Prenons par exemple le fait que le transport des matériaux devient compliqué lors de longues distances, voire dans les endroits exempts de routes, et que les ressources sont limitées dans le Nord canadien. De même, la méthode de fabrication et le béton utilisé ne sont pas idéaux pour les froids extrêmes et les charges de neige qui font pression sur la structure. Il faudra donc revoir la charpente pour l’isoler puis ajouter des étapes et frais pourtant évitables au départ.

Songez également aux mini maisons offertes par l’humoriste Mike Ward pour aider les itinérants, ou à la façon dont les parcs à tentes de démunis ont été démantelés en pleine pandémie, ou encore à la difficulté de rénover les HLM existants… Le problème ne réside donc pas dans l’impossibilité de concevoir des logements sociaux, mais dans la bureaucratie, les lois et le financement accordé à ce genre de projets humains.

Impacts environnementaux

L’imprimante 3D peut servir pour de nombreux projets différents. Le fait qu’elle calcule avec précision les matériaux nécessaires réduit la quantité de déchets de construction. Malheureusement, jusqu’à ce que le procédé soit amélioré, cette technologie utilise le béton et le plastique; matériaux qui ont de lourds impacts environnementaux. De plus, sa construction en monobloc empêche la récupération des matériaux de charpente en fin de vie. La meilleure alternative connue à ce jour, autant pour son prix que pour son empreinte écologique, demeure la structure de maison en bois de sources locales.

Évidemment, il existe des exceptions. Quelques initiatives ou projets pilotes ont tenté des approches plus écologiques, notamment en utilisant une matière première biosourcée locale ou en concevant leurs propres additifs issus des résidus de chantiers de construction.

Éléments architecturaux

Un point positif considérable concerne l’architecture. En effet, il est possible de fabriquer des murs de formes complexes telles que des courbes, et ce, au même prix qu’un mur droit, puisqu’il suffit de changer le schéma dans les plans numériques. Voilà une façon de créer des maisons personnalisées, créatives et très esthétiques.

Par contre, voici encore un bémol : comme nos codes du bâtiment sont régis par des lois plutôt strictes, les permis délivrés pour la réalisation de tels projets de construction utilisant une imprimante 3D se comptent presque sur les doigts d’une main. Jusqu’à présent, il s’agissait principalement d’expériences, de tests de qualité ou de constructions dans des zones précises. Bien que prometteuse et digne d'intérêt, cette technologie de fabrication de maisons ne risque pas d’abonder au Québec avant encore un certain temps.