L’ETH Zurich et le Zaha Hadid Architects Computation and Design Group (ZHACODE), ont travaillé en collaboration avec incremental3D (in3D), pour le développement d’un pont en béton imprimé en 3D.
Baptisé Striatus, le développement de ce projet a été rendu possible par Holcim. Contrairement aux autres ponts en béton imprimé en 3D que nous avons couverts dans le domaine de l’impression 3D de construction, Striatus est une passerelle en arc, en maçonnerie non renforcée, composée de blocs de béton imprimés en 3D et assemblés sans mortier.
Si son nom vise à refléter sa logique structurelle et son processus de fabrication, la passerelle de 16×12 mètres combine les techniques traditionnelles avec des technologies avancées de conception informatique, d’ingénierie et de fabrication robotisée.
Du point de vue de la fabrication, le béton est imprimé en couches orthogonales aux principales forces structurelles pour créer une structure funiculaire « striée », uniquement en compression, qui ne nécessite aucune armature.
Impression 3D robotisée du béton
Contrairement à l’impression 3D par extrusion typique en couches horizontales simples, Striatus utilise une encre à béton à deux composants (2K) avec une tête d’impression et un dispositif de pompage correspondants pour imprimer avec précision des couches non uniformes et non parallèles via un bras robotisé multi-DOF à 6 axes. Cette nouvelle génération d’impression 3D du béton, combinée à la conception de la maçonnerie en arc, permet aux composants résultants d’être utilisés structurellement sans aucune armature ou post-tension.
La phase de conception révèle une approche de co-développement qui a été facilitée par l’utilisation de COMPAS, un cadre de calcul à code source ouvert pour la collaboration et la recherche dans l’industrie AEC.
La force par la géométrie
Le Striatus est une structure en béton non armé dont la résistance est obtenue par la géométrie. Le béton peut être considéré comme une pierre artificielle qui se comporte le mieux en compression. Dans les structures arquées et voûtées, le matériau peut être placé avec précision de manière à ce que les forces puissent être transmises aux supports en pure compression. La force est créée par la géométrie, plutôt que par une accumulation inefficace de matériaux, comme c’est le cas dans les poutres en béton et les dalles de plancher plates classiques. Cela permet de réduire considérablement la quantité de matériaux nécessaires pour couvrir l’espace et de construire avec des matériaux moins résistants et moins polluants.
Béton numérique durable
De conception circulaire, Striatus place les matériaux uniquement là où ils sont nécessaires, ce qui réduit considérablement son empreinte écologique. Construit sans armature et à l’aide d’un assemblage à sec sans liant, Striatus peut être installé, démonté, réassemblé et réutilisé à plusieurs reprises, démontrant ainsi comment les trois R de la durabilité (réduire, réutiliser, recycler) peuvent être appliqués aux structures en béton.
- Réduire : Réduire les émissions intrinsèques grâce à la géométrie structurelle et à la fabrication additive qui minimisent la consommation de ressources et éliminent les déchets de construction.
- Réutiliser : améliorer la circularité et la longévité. Contrairement aux structures en béton armé classiques, Striatus est conçu pour être assemblé à sec, sans liant ni colle, ce qui permet de démonter le pont et de le réutiliser à d’autres endroits.
- Recyclage : En s’assurant que les différents matériaux sont séparés et séparables, chaque composant de Striatus peut facilement être recyclé avec un minimum d’énergie et de coûts.
Il est possible d’apprécier cette œuvre d’art aux Giardini della Marinaressa pendant la Biennale d’architecture de Venise jusqu’en novembre 2021.
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