La construction en impression 3D béton accélère avec le lancement opérationnel de Viliaprint© 
@Coste architectures

La construction en impression 3D béton accélère avec le lancement opérationnel de Viliaprint© 

En décrochant une ATEx du CSTB fin 2020, Viliaprint©  donne un sérieux coup d’accélérateur à la construction 3D en béton en France. Les murs imprimés en janvier seront posés à Reims début juillet. Retour sur un projet particulièrement innovant. 

 

Viliaprint©, qu’est-ce-que-c’est ? 

Lancé en 2018 par le bailleur social Plurial Novilia (36 000 logements, 1000 nouvelles constructions par an), en partenariat avec la startup francilienne XtreeE, le projet Viliaprint© consiste à construire en 3D béton des murs de cinq logements (du T3 au T5), sur la zone de l’éco-quartier de Rema’Vert, aménagé par le bailleur à Reims. Lauréate de l’appel à projets « Architecture de la transformation 2018 » de la Caisse des Dépôts et l’USH, l’expérimentation a également bénéficié du soutien du CSTB et de la FFB.

En décrochant l’ATEx fin 2020 – l’Appréciation Technique d’Expérimentation, une première en France – les pilotes de l’expérimentation ouvre la voie à l’assurabilité du projet immobilier, et par effet direct à la possibilité de mise en location des maisons imprimées. Cette certification du concept d’impression 3D béton constituait une phase essentielle et incontournable pour le projet. 

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Construction en béton 3D ? 

À la différence de la maison Yhnova de Nantes – où chaque section de mur était composée de deux parois de polyuréthane imprimées en 3D et de béton coulé à l’intérieur – le projet de Plurial Novilia visait à faire construire par un robot des prémurs en béton 3D multifonctionnels optimisés, avec des réservations incluses pour couler ultérieurement un matériau adapté (soit isolant, soit structurel). La tête d’impression du robot – une technologie unique développée par XtreeE – est alimentée par un béton spécifique à empreinte carbone améliorée, développé par Vicat. Elle est animée par un robot et peut atteindre jusqu’à 6 mètres de haut par rapport à sa patine de fixation. 

Avec cette approche, il est possible d’ériger des murs dans lesquels il y a « plus de vides que de pleins », rappelait Alain Guillen, cofondateur et membre de la Direction collégiale de la start-up, au flux.fr en 2018. Le design étudié des murs permet de hausser sensiblement leurs qualités : les structures sinusoïdales développées créent en effet naturellement des « vides » intéressants d’un point de vue thermique car ils limitent les pertes de chaleur tout en rigidifiant la structure. Une partie de ces vides sera exploitée pour y passer câbles électriques, fourreaux de canalisations, injecter un isolant en mousse (sans contact avec le volume intérieur), ou couler du béton pour poser des armatures. Cette technologie permet de substantielles économies de matière première, entre 40 et 60% par rapport à un mur plein de résistance équivalente.

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© Joel Dera photographies

Un groupe de travail et une organisation ad hoc

L’expérimentation de Plurial Novilia ne se limitait pas à décrocher le précieux sésame du CSTB. Les changements induits par cette approche inédite, de la conception à la réalisation, ont également été examinés attentivement durant les trois années par le pôle projet, constitué spécialement et réunissant l’ensemble des partenaires*. 

« Nous avons travaillé en « mode projet », associant régularité  dans l’animation et coordination des interventions de chacun au moment nécessaire, précise Jérôme Florentin, Directeur de la Maîtrise d’ouvrage chez Plurial Novilia. Cette organisation « lean and learn » répond à des règles précises en matière de visualisation de l’avancement des projets, d’établissement d’actions list, de témoins alertant d’une urgence à régler… Grâce à elle, les différents membres du groupe se mobilisent lorsqu’il le faut, et avancent de façon efficace », détaille le chef de projet. 

Cette approche a permis de lever les différents obstacles techniques comme humains au fil de l’avancée du projet. « Pour gérer l’humidité des murs imprimés conformément aux attentes du CSTB, nous avons modifié en cours de projet, avec l’aide du bureau d’études Bollinger + Grohmann, le processus d’impression initial afin d’y inclure l’application d’un produit d’étanchéité », détaille Jérôme Florentin. Autre étape incontournable : la préparation du dossier ATEx et le passage devant le jury, réalisés avec l’aide du bureau d’études Sixense Necs, habitué aux procédures de certification expérimentale du CSTB. 

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Indispensable maquette numérique

Impensable dans ces conditions de travailler « en séquentiel » : la maquette numérique est donc vite apparue comme indispensable. « Sans BIM, impossible de coordonner et de manager Viliaprint©, constate le directeur de la Maîtrise d’ouvrage du bailleur social. Toutes les décisions prises par les différents intervenants – fondation, structure bois, lots techniques – étaient retranscrites dans la maquette et identifiables rapidement. À chaque fois qu’il y avait une modification de la part d’un corps d’état, la synthèse se faisait automatiquement ». 

Les données béton de la maquette numérique, conçue dans son intégralité sur Revit par l’agence Coste architecture, premier BIM d’Or en 2014, seront ensuite directement intégrées au logiciel de conception d’XtreeE. Ce dernier commandera l’action du robot pour la conception des murs hors site (débit de béton, emplacement…).

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Et maintenant ? 

Début août, une journée test a été organisée : deux murs prototypes munis d’un système d’étanchéité interne conçus chez XtreeE à Rungis ont été manutentionnés et mis en oeuvre sur le site rémois par l’entreprise générale Demathieu Bard construction. 

Un temps envisagée, la conception sur site a en effet été abandonnée au profit d’une approche hors site. « Techniquement, il était tout à fait envisageable d’imprimer les murs à Reims ; mais cela aurait impliqué un surcoût extrêmement fort : le robot de 6 tonnes aurait dû être posé sur des dalles de béton coulées à six emplacements différents du chantier. Il aurait également fallu prévoir un chapiteau pour le protéger des intempéries, l’encre béton étant relativement sensible aux conditions de températures et d’hygrométrie, ainsi que du gardiennage durant la phase chantier », précise Jérôme Florentin.

Les travaux d’assemblage des façades imprimées débuteront début juillet à Reims. La livraison des logements est prévue pour la fin de cette année. Soit en tout, une dizaine de mois pour construire cinq maisons aux formes complexes. « Nous gagnerons 3 à 4 mois en comparaison d’un chantier classique », estime le directeur de la maîtrise d’ouvrage. Rendez-vous début 2022 pour l’inauguration. 

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© Joel Dera photographies

 

Zoom. Le « lean en learn » appliqué à la conduite de projets innovants 

Viliaprint© n’est pas le seul projet mené par Plurial Novilia en s’appuyant sur le « lean and learn ». L’ensemble de la politique d’innovation de la filiale d’Action Logement, intègre désormais cette approche en provenance du Japon, et développée par le constructeur automobile Toyota. Outre les règles de gestion de projet précises détaillées (visualisation de l’avancement des projets, actions list, témoins d’alerte…), le lean and learn intègre également une « obeya », ou  « grande salle » en japonais. Implantée dans l’entreprise et véritable quartier général du projet, elle permet de centraliser l’ensemble des informations le concernant, et de visualiser en un clin d’oeil l’avancement des différents groupes de travail. Deux autres groupes de travail oeuvrent actuellement dans ce sens au sein du bailleur social rémois. Le premier est consacré à la gestion des réclamations clients, le second au projet NoviliaSun.

* XtreeE, Vicat, l’agence Coste architecture, les bureaux d’études Sixense Necs et Bollinger + Grohmann, l’entreprise générale Demathieu Bard construction… mais également la ville de Reims, le Grand Reims et Action Logement. 

ALS

Journaliste