Constructeur imprimeur. C’est ainsi que se qualifie désormais le groupe Spie batignolles au travers de sa nouvelle offre EmPrinte.
Equipé d’un robot d’impression 3D de la société XtreeE, le groupe a ouvert en 2021 un atelier de fabrication additive à Ollainville (Essonne), sur sa plateforme de matériels. Après un an d’expérimentation et une vingtaine d’opérationsil passe désormais à l’échelle de l’industrialisation.
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Boîtes de réservations
Au catalogue, l’industriel propose désormais la préfabrication de petits éléments constructifs standardisés à forte réplicabilité comme des boîtes de réservations, des éléments de coffrage perdus et même des nœuds de poutres.
« Habituellement, lorsque les compagnons réalisent sur chantier des boîtes de réservation destinées à faire passer des réseaux de gaines techniques, ils utilisent un gabarit en bois dans le coffrage avant de le retirer après coulage. En plus d’économiser ce coffrage qui devient déchet, ce procédé permet de supprimer une tache longue et pénible qui se répète souvent à l’envi sur une même opération », explique Frédéric Gaurat, directeur technique chez Spie batignolles Ile-De-France, à l’origine de l’idée.
L’unité d’impression peut également produire des pièces complexes sur-mesure comme des poteaux architecturaux et des voussoirs de passerellesou du mobilier urbain. Les éléments sont commercialisés au travers de l’offre EmPrinte pour les besoins des chantiers du groupe et plus largement pour le compte de clients tiers, constructeurs, bureau d’étude et architectes.
Procédé d’impression
Dans l’atelier de 1200 m², c’est donc un bras robotisé à six axes qui œuvre, guidé par une technologie de modélisation brevetée par XtreeE. La cellule est capable d’imprimer des objets jusqu’à 3 m de hauteur. Cinq personnes assurent à temps plein la fabrication en continu. Actuellement, ce sont les 29 poteaux destinés à porter la charpente de la future piscine olympique d’Aubervilliers (Seine-Saint-Denis), prévue pour l’entraînement des athlètes des JO de Paris 2024, qui sont en train d’être construits.
Pour ce faire, les ingénieurs, grâce aux logiciels Rhinocéros, Inventor, Grasshopher et Robot Studio, dessinent ou optimisent un modèle numérique en 3D. Une fois le design validé, la pièce est transformée en parcours d’impression. « Pour nos produits standards comme les boites de réservations, nous avons développé un design paramétrique de façon à pouvoir le réutiliser en changeant juste un paramètre, directement dans les maquettes BIM », détaille Pierre Couque, responsable de production fabrication additive et impression 3D.
En sortie de buse, l’encre est un premix béton fibré à ultra haute performance (Ductal de chez Lafarge) gris ou blanc. « Le système est bi-composant avec un superplastifiant qui gère l’étalement du matériau au moment où il est déposé et un accélérateur de prise pour éviter l’écrasement des couches inférieures au fil de l’impression », précise le responsable de production. Avant de poursuivre : « la difficulté est de produire une matière homogène sur toute la durée de l’impression, ce qui nécessite un pesage au gramme près. Nous pouvons d’ailleurs faire varier la matière dans la hauteur du coffrage en fonction des pressions exercées au moment du coulage final sur le chantier. »
Avec un litre imprimé toutes les deux minutes, l’impression d’un poteau creux d’un diamètre de 30 cm nécessite 78 minutes. Sa résistance est de 100 MPa en compression et 8 à 10 MPa en flexion et torsion. La capacité de production du robot est de trois tonnes par jour, avec 10 % de déchets avant le nettoyage du robot à chaque fin de cycle. Ce dernier ne consomme que 2 à 3000 W.
Les équipes gèrent ensuite tout ce qui est logistique, préparation des colis, transport vers le chantier jusqu’au levage final. Un matériel spécifique où le poteau est encapsulé afin de le transporter, de le lever et de le fixer sur les armatures avant coulage a d’ailleurs été mis au point spécifiquement pour les poteaux de la piscine.
Deux autres sites en France en 2023
« quel robot baptisé Ernest du nom du créateur de la Société de construction des Batignolles en 1871 Ernest Goüin, incarne la transformation de nos métiers », abonde Alexis Hermet, directeur de la qualité de réalisation et de l’innovation technique, qui vante les nombreux bénéfices de l’impression 3D. Passage au numérique (BIM, IA…), diminution des ressources consommées, gain de productivité, amélioration des conditions de travail, création de nouvelles compétences constituent autant de raisons qui ont poussé l’entreprise à franchir le pas.
« En prévision d’une demande croissante, nous allons ouvrir deux nouveaux ateliers, l’un en région lyonnaise à l’été 2023, l’autre dans le sud-ouest au second semestre, afin de renforcer notre maillage territorial », ajoute Gregory Fouant, directeur matériel, méthodes et du GIE fabrication additive.
Avec plus d’un million d’euros investis à ce jour, Spie batignolles va poursuivre ses efforts en R&D, notamment du côté des matériaux. « Nous souhaitons varier les encres en fonction des usages afin d’éviter d’utiliser de BFUHP, trop noble pour certains produits et privilégier des bétons à moindre impact sur les émissions de CO2 », poursuit-il. Thermoplastique, acier, argile, terre crue, plâtre sont aussi envisagés. Les équipes ont rejoints les commissions nationales et internationales de normalisation pour faire évoluer la réglementation.
2022-12-09 11:00:00
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