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L’impression 3D dans le bâtiment : innovation, promesses et premières réalisations concrètes



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L’impression 3D (ou fabrication additive) est en train de transformer en profondeur le secteur de la construction. Longtemps limitée au prototypage industriel ou à l’architecture de recherche, elle s’impose désormais comme une alternative concrète pour concevoir et bâtir des structures à échelle réelle plus rapidement, avec moins de déchets, et parfois à moindre coût.


Contrairement aux techniques traditionnelles, cette technologie repose sur une logique inverse : on imprime couche par couche, à partir d’un fichier numérique, sans coffrage ni assemblage complexe. Les imprimantes utilisent généralement du béton, de l’argile, ou des mélanges à base de terre. Cette approche offre des formes plus libres, une réduction des matériaux gaspillés, et ouvre la voie à une standardisation des structures sans standardiser la forme.


Les promesses de la construction additive


Des chercheurs de l’université Bauhaus et de l’université des sciences appliquées de Karlsruhe (Placzek & Schwerdtner, 2024) ont identifié plus de 204 projets de bâtiments imprimés en 3D réalisés à travers le monde entre 2013 et 2023. Cette expansion rapide s’explique par plusieurs facteurs :


  • Gain de temps : des murs imprimés en quelques heures ou jours, sans pause ni perte de cadence.

  • Moins de main-d’œuvre : les imprimantes peuvent fonctionner avec une équipe réduite.

  • Moins de déchets : la fabrication additive utilise uniquement la quantité nécessaire de matériau.

  • Souplesse architecturale : formes organiques, voûtes, courbes, impossible ou coûteuses en maçonnerie classique.


Le plus grand bâtiment imprimé en 3D d'Europe : Wave House à Heidelberg, Allemagne


Le projet Wave House à Heidelberg, en Allemagne, représente actuellement le plus grand bâtiment imprimé en 3D d'Europe. Ce centre de données de 600 m², conçu par PERI 3D Construction en collaboration avec KRAUSGRUPPE, utilise l’impression 3D pour créer des structures en béton aux formes complexes, qui seraient difficilement réalisables avec des méthodes traditionnelles. La construction de ce bâtiment a été rendue possible grâce à l’imprimante BOD2 de COBOD, une machine de grande envergure capable d'extruder des murs en béton à une échelle industrielle.


L’utilisation de l’impression 3D pour ce projet a permis de réduire les coûts de main-d'œuvre et d’accélérer le processus de construction, tout en offrant une flexibilité architecturale sans précédent. Le bâtiment, qui présente des murs ondulés et une structure robuste, illustre non seulement la viabilité de l’impression 3D dans les grandes constructions, mais aussi l’engagement de l’industrie du bâtiment pour une construction plus durable et plus rapide.


Un bureau administratif imprimé en 3D à Dubaï : un projet emblématique de l’innovation dans la construction


En 2019, la municipalité de Dubaï a inauguré fait partie des plus vaste bâtiment imprimé en 3D au monde, un bureau administratif de 640 m². Ce projet illustre les ambitions de l’émirat, qui prévoit que 25 % de ses nouvelles constructions soient imprimées en 3D d’ici 2030.


La réalisation du bâtiment a été rendue possible grâce à une imprimante de grande envergure développée par Apis Cor. Cette machine a permis l’extrusion sur site d’un béton fibré à durcissement rapide, selon un processus continu, sans recours à des éléments préfabriqués. La structure a été imprimée mur par mur, sur deux niveaux, avec une précision et une régularité remarquables.

Ce projet illustre la faisabilité technique et économique de l’impression à grande échelle, avec un gain substantiel sur les coûts de main-d’œuvre et les délais d’exécution.



Le plus grand immeuble imprimé en 3D au monde : Printed Farms en Floride, États-Unis


En juin 2023, Printed Farms et COBOD ont annoncé la réalisation de ce qui est revendiqué comme le plus grand bâtiment imprimé en 3D au monde, situé à Wellington, en Floride. Cette structure, une écurie de luxe, couvre une superficie totale de 10 105 pieds carrés (environ 939 m²), soit près de 50 % de plus que le précédent détenteur du record au Moyen-Orient.


Bien que sa hauteur de 4 mètres soit modeste, sa superficie en fait un exploit remarquable, surtout en tenant compte des dimensions de l'imprimante utilisée. Le bâtiment a été conçu pour résister aux conditions climatiques extrêmes de la Floride, notamment les ouragans et les tempêtes tropicales. Les murs imprimés en 3D créent une cavité et un espace d'air, permettant un refroidissement naturel de la structure.


Pont piéton imprimé en 3D (Nijmegen, Pays-Bas) : une innovation en infrastructure béton


Le pont piéton imprimé en 3D à Nijmegen, développé en collaboration entre Rijkswaterstaat, l’université de technologie d’Eindhoven, BAM et Weber Beamix, marque une avancée majeure dans l’application de l’impression 3D au secteur des infrastructures. Inauguré en 2021, il s’étend sur 29 mètres, ce qui en fait le plus long pont piéton en béton imprimé en 3D au monde.


Construit à l’aide d’un système d’impression entièrement automatisé, le pont intègre une conception paramétrique optimisée pour n’utiliser que la quantité nécessaire de matériau. Sans coffrage traditionnel, la structure a été réalisée couche par couche grâce à un béton spécial extrudé avec précision, réduisant considérablement les déchets et l’impact environnemental.


Ce projet illustre le potentiel de l’impression 3D dans le génie civil : réduction des délais, durabilité accrue, et preuve de faisabilité pour des structures imprimées à grande échelle. Il représente un changement de paradigme dans la manière de concevoir et construire les infrastructures grâce à la fabrication numérique.


Pavillon en terre imprimé en 3D pour l'Expo Osaka 2025


À l'occasion de l'Expo Universelle de 2025 à Osaka, un pavillon innovant a été conçu par Aki Hamada en collaboration avec 3D WASP, un acteur majeur de l'impression 3D. Ce pavillon est réalisé en terre crue, un matériau local et biodégradable, imprimé en 3D sur site, une première dans le cadre d'une exposition universelle. Le projet vise à illustrer les possibilités de l'impression 3D avec des matériaux naturels pour créer des structures durables et harmonieuses.


La construction a été réalisée à l'aide de la Crane WASP, une imprimante 3D robotisée capable d'extruder des mélanges naturels de terre et d'autres ressources locales pour façonner des formes organiques et complexes. Ce pavillon sera un espace de détente et de repos pour les visiteurs, intégrant des éléments architecturaux inspirés de la nature et de l'environnement local. Il souligne l'engagement de l'Expo Osaka 2025 pour la durabilité et l'innovation écologique dans l'architecture.


Un avenir prometteur, mais encadré


Bien que les exemples soient nombreux, l’impression 3D dans le bâtiment n’en est qu’à ses débuts. Les défis sont encore nombreux :


  • Normes et assurances peu adaptées

  • Durabilité à long terme des matériaux et des structures

  • Intégration des réseaux techniques (eau, électricité, ventilation)

  • Coûts élevés pour les machines et leur maintenance


Mais les applications sont en forte expansion : logement d’urgence, habitats écologiques, construction dans des zones reculées, ou même des projets spatiaux (comme la NASA sur la Lune ou Mars). La technologie est modulaire, personnalisable, et scalable.


Conclusion


L’impression 3D dans le bâtiment ne remplace pas encore les méthodes traditionnelles, mais elle ouvre un nouvel horizon pour l’architecture et la construction durables. En permettant d’imprimer des logements robustes, à faible coût, avec moins de main-d’œuvre et parfois avec des matériaux locaux, elle offre une solution adaptée aux enjeux du XXIe siècle : urbanisation rapide, transition écologique.


Les cas concrets comme le pont de Nijmegen, Dubaï ou le projet allemand montrent que cette technologie n’est plus seulement expérimentale. Elle est déjà à l’œuvre dans des contextes très variés, et pourrait bientôt devenir une norme dans certains types de constructions.


Sources


[1] Placzek, G., & Schwerdtner, A. (2024). A Global Snapshot of 3D-Printed Buildings: Uncovering    Robotic-Oriented Fabrication Strategies, Buildings. https://www.researchgate.net/publication/385325078_A_Global_Snapshot_of_3D-Printed_Buildings_Uncovering_Robotic-Oriented_Fabrication_Strategies


[2] Additive manufacturing in construction: A review on processes and materials, ScienceDirect https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214860419309029?utm_source=chatgpt.com



[4] 3D WASP. (2025, 30 avril). A 3D printed earthen rest facility for Expo Osaka 2025. https://www.3dwasp.com/en/3d-printed-earthen-rest-facility-for-expo-osaka-2025/


[5] COBOD. (2023, 4 mai). Europe’s largest 3D printed building is being constructed in Germany. https://cobod.com/fr/le-plus-grand-batiment-imprime-en-3d-deurope-est-en-cours-de-construction-en-allemagne/



[7] 3Dnatives. (2023, 20 juin). World's largest 3D-printed building erected in Florida. 3Dnatives. https://www.3dnatives.com/en/worlds-largest-3d-printed-building-erected-in-florida-200620236/


[8] LECTURA Press. (2019). Collaborative project with Dubai Municipality https://lectura.press/en/article/collaborative-project-with-dubai-municipality/49585

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