Coffrages en sciure de bois imprimés en 3D pour réduire les déchets de construction
À mesure que l’impression 3D évolue, les initiatives pour une utilisation respectueuse de l’environnement de cette technologie progressent également. Des concepts tels que le recyclage, l’utilisation de matériaux naturels voire l’utilisation du bois comme matériau imprimable en 3D ont déjà été mis en œuvre. Cependant, les chercheurs vont plus loin en combinant ces trois éléments dans un projet novateur. À l’université du Michigan, une équipe connue sous le nom de BioMatters a conçu une solution utilisant de la sciure de bois recyclée imprimée en 3D en remplacement des moules en béton dans le domaine de la construction. La sciure de bois est très utilisée dans ce secteur, mais une grande quantité de déchets finit dans les décharges ou est incinérée. L’objectif de ce nouveau projet réside dans la transformation de la sciure en une solution de construction viable, réutilisable et peu coûteuse.
Comme mentionné précédemment, la disponibilité abondante de la sciure en fait une ressource idéale à exploiter, mais elle comporte des risques pour l’environnement et la santé si elle n’est pas traitée. De plus, chaque année, des millions de tonnes de sciure sont produites en tant que sous-produit de l’abattage des arbres, de la découpe du bois et de la construction. Rien qu’au États-Unis, plus de trois millions de tonnes de sciure sont jetées dans les décharges chaque année. Muhamad Dayyen Khan, membre de l’équipe BioMatters et chercheur au laboratoire Digital Architecture Research & Technology (DART), explique : “Lorsque la sciure se décompose, elle libère des acides gras et de la lignine, qui sont nocifs pour l’eau. Une fois qu’elle commence à contaminer l’eau, cela a des répercussions sur la petite faune, les microbes et un large éventail d’organismes. De plus, étant donné que la sciure de bois est extrêmement inflammable, sa contribution potentielle aux incendies de forêt est très élevée. Il est donc plus judicieux de la transformer en un matériau pouvant être réutilisé à l’infini plutôt que de la brûler et d’augmenter les émissions de CO2”.
Le coffrage imprimé en 3D pourrait utiliser les déchets de bois et la sciure de bois laissés sur les chantiers de construction (crédits photo : Tharanesh Varadharajan, Zachary Keller, Muhammad Dayyem Khan).
L’innovation de l’équipe porte sur les moules employés dans l’industrie de la construction, appelés “coffrages”, qui servent à couler le béton sur les chantiers de construction. Actuellement, ces coffrages sont fabriqués à partir de divers matériaux tels que le plastique, le métal ou le bois, et peuvent représenter jusqu’à 40% des dépenses liées à la construction en béton. Dans un contexte où la sciure de bois est déjà abondante, l’espoir est que ce sous-produit puisse continuer à fournir une alternative imprimée en 3D aux méthodes traditionnelles, contribuant ainsi à réduire les déchets et la consommation de ressources. En plus de la sciure, ils mélangent leurs matériaux avec des biopolyphènes pour faciliter l’extrusion de la mixture via une imprimante 3D. Contrairement à la sciure brute, ce matériau est entièrement biodégradable et peut être réutilisé ou recyclé.
En utilisant ces coffrages en sciure de bois imprimés en 3D, l’équipe a la capacité d’imprimer des ensembles de moules en béton à la demande pour répondre aux besoins de la construction. Lorsque les coffrages sont remplis, les deux matériaux travaillent en synergie : le béton prend forme dans le moule en sciure tout en stabilisant le bois à l’intérieur pour éviter toute déformation pendant le processus de durcissement. Une fois le béton durci, le coffrage peut être retiré et entièrement recyclé. Bien que ces avancées soient encore soumises à des tests dans les laboratoires universitaires, les actions entreprises par l’équipe de recherche DART illustrent les opportunités qui s’ouvrent à nous : l’impression 3D comme une méthode plus respectueuse de l’environnement et responsable pour construire l’avenir.
*Crédits photo couverture : Tharanesh Varadharajan, Zachary Keller, Muhammad Dayyem Khan
