L’impression 3D est une technique de fabrication d’objets, de pièces ou de prototypes grâce à l’ajout (ou au dépôt) de couches successives : c’est ce qu’on appelle la fabrication additive. Cette technique s’est développée depuis les années 80, jusqu’à faire son apparition dans le monde du BTP avec l’impression 3D cimentaire, à la fin des années 90.
L’histoire de l’impression 3D commence en juillet 1984, avec le dépôt du premier brevet sur cette technique de fabrication. Les dépositaires du brevet sont français : Jean-Claude André, Olivier de Witte et Alain le Méhauté, pour le compte de l’entreprise CILAS ALCATEL.
En août de la même année, aux États-Unis, l’américain Chuck Hull dépose le brevet la technique de l’impression 3D de stéréolithographie (ou SLA, pour StéréoLithographie Apparatus). Ce brevet donnera le nom de l’extension du fichier d’impression, et donnera également naissance à une entreprise devenue leader du secteur de la fabrication d’imprimantes 3D, 3D Systems, qui lance sa première imprimante fin 1988.
Au fil des années, d’autres procédé d’impression additives voient le jour : en 1987 naît le procédé de frittage laser sélectif (ou SLS, pour Sintering Laser System), qui consiste à imprimer couche par couche grâce à des poudres polymères et un frittage laser. En 1988, une autre entreprise américaine, Stratasys, invente le procédé FDM, pour Fused Deposition Modeling, qui donnera naissance aux imprimantes domestiques que nous connaissons aujourd’hui. Puis, en 1995, l’impression 3D métallique (ou DMLS pour Direct Metal Laser Sintering) apparaît.
À partir des années 2000, les innovations s’enchaînent : l’impression 3D en papier (le 3DPP pour 3D Paper Printing) en 2003, l’impression 3D en couleur en 2005, l’impression 3D alimentaire en 2011… L’année 2015 marque un tournant important dans l’histoire de la fabrication additive, avec une nouvelle technologie développée par Carbon3D permettant de multiplier par 7 la rapidité de l’impression 3D.
Les matériaux cimentaires ne font leur apparition dans le domaine de l’impression 3D qu’à la fin des années 90, lorsqu’en 1997, l’américain Joseph Pegna réalise les premiers essais de fabrication additive avec ce matériau. Les chercheurs et ingénieurs du BTP ont rapidement réalisé le potentiel de cette technologie pour la construction : l’objectif était de déposer du béton (ou d’autres encres cimentaires) couche par couche, pour bâtir des structures complexes avec une grande précision.
Avec les avancées technologiques liées à l’impression 3D cimentaire, deux grandes techniques se sont distinguées : la technique d’extrusion du matériau, et la technique de solidification par liant, elles-mêmes comprenant en leur sein plusieurs technologies :
L’impression 3D cimentaire est une technique encore récente, mais dont l’avenir est prometteur. Avec l’émergence de nouveaux matériaux plus durables et l’optimisation des techniques de fabrication additive, cette technologie pourrait jouer un rôle clé dans la transition écologique du BTP, en favorisant des constructions plus respectueuses de l’environnement, moins coûteuses et plus rapides à construire.
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