06.11.2019, 08:00

Habitat: voici la première maison suisse entièrement construite par des robots

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Waouh! C’est la première maison de ce type en Suisse. Située à Dübendorf (ZH), la DFAB House a été entièrement fabriquée par des robots et des imprimantes 3D. Il s’agit d’un projet de recherche de l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich.

On la croirait sortie d’un film de science-fiction. La DFAB House pour «digital fabrication house» (maison en fabrication numérique) est l’une des premières au monde entièrement dessinée, planifiée et construite par des robots et des imprimantes 3D. Cette prouesse a été réalisée par les équipes de l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ) avec des partenaires industriels sur le site du NEST à Dübendorf (ZH).

Le potentiel architectural des technologies numériques du bâtiment est immense. Malheureusement, elles sont encore peu utilisées sur les chantiers de construction.
Matthias Kohler, professeur à l’EPFZ en architecture et fabrication numérique

Ce dernier est un bâtiment expérimental de l’Empa, le Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche,  servant à tester les innovations dans le domaine de la construction et de l’énergie. «Le potentiel architectural des technologies numériques du bâtiment est immense. Malheureusement, elles sont encore peu utilisées sur les chantiers de construction», affirme Matthias Kohler, professeur à l’EPFZ en architecture et fabrication numérique.

Favoriser la durabilité

Le recours au numérique a non seulement facilité l’érection de l’édifice de trois étages pour 200 m2, mais garantit aussi sa durabilité. Des quantités importantes de matériau ont ainsi été économisées par rapport à une dalle de béton classique. Quoique les concepteurs nient en avoir fait un objectif en soi, la digitalisation des processus permet aussi des gains de temps et des économies considérables.

De quoi s’inquiéter de voir les machines menacer les emplois dans la construction? «On ne devrait pas idéaliser le travail sur les chantiers, avertit Benjamin Dillenburger, professeur à l’EPFZ et spécialiste de l’impression 3D, dans le média en ligne Quartz. [Cela] fait vraiment sens d’avoir ce genre de collaboration où les robots et l’homme travaillent ensemble.»

On ne devrait pas idéaliser le travail sur les chantiers. [Cela] fait vraiment sens d’avoir ce genre de collaboration où les robots et l’homme travaillent ensemble.
Benjamin Dillenburger, professeur à l’EPFZ et spécialiste de l’impression 3D

Pour le moment, le coût de fabrication reste encore élevé – 2,4 millions de francs ont été investis dans le projet. Ce montant devrait baisser à mesure que ces nouvelles techniques de construction atteindront le marché. Ce qui est déjà le cas du robot qui a construit les murs courbes en béton.

Habitat intelligent

Mais, l’usage de technologies ne s’arrête pas à la construction de la maison. Celle-ci est totalement connectée avec protections anti-effraction et anti-éblouissement intelligentes ou appareils ménagers en réseau. Mais, une fois de plus, l’accent a été mis sur l’écologie avec une gestion optimale de l’énergie.

Des modules photovoltaïques sur le toit fournissent en moyenne une fois et demie plus d’électricité que la maison en consommera. Un système gère les consommations et veille à ce qu’il n’y ait pas de pics de charge.

La chaleur des eaux usées est récupérée directement dans les bacs de douche. Par ailleurs, l’eau chaude s’écoule des tuyaux vers la chaudière lorsqu’elle n’est pas utilisée au lieu de refroidir dans les tuyaux. Autant d’éléments que des résidents, invités académiques de l’Empa notamment pourront tester en conditions réelles.

Les étapes de la construction par des robots

Mur porteur

Un premier robot nommé In situ Fabricator a fabriqué en 125 heures un mur porteur à double cambrure en mailles d’acier. Imprimée en 3D, la structure sert à la fois de coffrage et de renforcement. Un mortier de ciment optimisé y a été ensuite coulé. Cette méthode permet d’ériger des murs aux formes complexes et évite les pertes de matière.

 

Montants

La façade du rez-de-chaussée a été réalisée par le robot Smart Dynamic Casting en quatre heures. Il a produit quinze montants de fenêtre en béton armé sur mesure par coffrage glissant à commande numérique. Le béton est ainsi façonné au fur et à mesure qu’il durcit. De quoi adapter chaque meneau aux exigences de portance et à sa position exacte.

 

Structure

L’ossature bois qui compose la structure des étages supérieurs a été fabriquée par le Spatial Timber Assemblies. Ce système de double robot totalement innovant a permis de couper le bois tout en le tenant et en le positionnant sans référence dans l’espace. Un moyen de réaliser des géométries nouvelles et complexes.

 

Coffrage

Etape exigeante en main-d’œuvre, le coffrage a été fabriqué en impression 3D au sable. En quatre jours, le robot Smart Lab a créé 295 pièces uniques de plafond aux structures ornementales complexes grâce à la plasticité du béton. De quoi offrir une riche expérience architecturale.

 


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