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Pourquoi cette universit茅 am茅ricaine a-t-elle d茅bours茅 1,5 million de dollars pour une imprimante 脿 b茅ton ?
21 mars 2025
L'Universit茅 de Floride (UF), dans le sud des 脡tats-Unis, a utilis茅 une subvention de 1,5 million de dollars pour acqu茅rir une imprimante COBOD BOD3, l'un des plus grands syst猫mes d'impression 3D b茅ton (3DCP) au monde. Mais que pr茅voit cet 茅tablissement d'enseignement sup茅rieur avec sa nouvelle technologie de construction ?
Dr Iris Rivero, deuxi猫me 脿 partir de la gauche, avec l'imprimante 3D 脿 b茅ton COBD BOD3 r茅cemment install茅e. (Image : UF Herbert Wertheim College of Engineering)La grande unit茅 de COBOD, une soci茅t茅 danoise sp茅cialis茅e dans la technologie d'impression de construction 3D, est arriv茅e de l'茅tranger en septembre dernier et les installations finales devraient 锚tre termin茅es en f茅vrier.
Une premi猫re d茅monstration du syst猫me bas茅 sur un portique est pr茅vue sur le campus en mai.
La technologie, h茅berg茅e au sein du Herbert Wertheim College of Engineering, devrait permettre des recherches de pointe dans le domaine de la construction automatis茅e, de la science des mat茅riaux et de l'int茅grit茅 structurelle.
Bien que la technologie d'impression 3D soit un outil courant dans les universit茅s am茅ricaines, l'achat par l'UF de la machine COBOD et les projets de l'茅cole de mener des projets de recherche 脿 grande 茅chelle sont uniques par leur engagement et leur ampleur.
Construction Briefing a rencontr茅 le Dr Iris Rivero de l'UF, qui a expliqu茅 plus en d茅tail les plans de l'茅cole pour le 3DCP.
R茅duire les risques du secteur pour les futurs professionnels de la construction
Le COBOD BOD3 est d茅charg茅 脿 l'Universit茅 de Floride. (Image : UF Herbert Wertheim College of Engineering)Le Dr Rivero, pr茅sidente du d茅partement de g茅nie industriel et des syst猫mes de l'UF, a d茅clar茅 que l'imprimante pourrait 锚tre un outil transformateur pour le secteur. Elle estime qu'elle jouera un r么le essentiel pour aider les 茅tudiants 脿 se familiariser avec les nouvelles technologies, mais aussi avec le secteur dans son ensemble.
芦 J'ai toujours pens茅 que les universit茅s 茅taient le lieu id茅al pour r茅duire les risques li茅s 脿 la technologie 禄, a d茅clar茅 Rivero. 芦 Nous ne sommes pas l脿 pour le profit, mais pour apprendre un processus et, avec les entreprises, le faire 茅voluer. 禄
Rivero poss猫de une exp茅rience en fabrication intelligente et en contr么le qualit茅. Elle met en place une approche de recherche pour l'utilisation de la 3DCP au sein de son d茅partement. L'un des principaux objectifs de son 茅quipe est d'am茅liorer l'assurance qualit茅 dans la construction additive 脿 grande 茅chelle.
芦 Avec cette imprimante 3D, nous souhaitons d茅velopper des m茅thodes non destructives pour 茅valuer la qualit茅 du b茅ton couche par couche, ou toutes les quelques couches, afin de comprendre le comportement de la structure une fois termin茅e 禄, explique Rivero. 芦 L'une des principales questions de l'impression 3D du b茅ton est : comment valider la solidit茅 structurelle d'un ouvrage avant qu'il ne soit trop tard ? 禄
芦 Nous devons d茅velopper des m茅thodes non destructives en temps r茅el pour 茅valuer le processus de d茅p么t et d茅tecter les faiblesses d猫s qu'elles se produisent, et non apr猫s coup. 禄
En int茅grant des capteurs et des outils de surveillance en temps r茅el, Rivero a d茅clar茅 que les chercheurs de l'UF visent 脿 suivre le comportement du mat茅riau pendant l'impression, en identifiant les d茅fauts potentiels avant qu'ils ne compromettent la structure.
Le temps de durcissement et la vitesse de d茅p么t du b茅ton posent des d茅fis en 3DCP, car les d茅fauts peuvent n'appara卯tre que plusieurs semaines apr猫s l'impression. 芦 Il faut 28 脿 30 jours pour que le b茅ton soit compl猫tement solidifi茅 禄, explique Rivero. 芦 C'est un risque important pour les entreprises, et un 茅norme profit en jeu si les param猫tres ne sont pas corrects apr猫s un m猫tre cinquante de construction. 禄
Un autre axe de recherche porte sur la formulation des mat茅riaux et leur adaptabilit茅 environnementale. Des climats diff茅rents, des zones c么ti猫res humides aux r茅gions s猫ches et arides, n茅cessitent des compositions de b茅ton diff茅rentes. Rivero a indiqu茅 que les 茅quipes interdisciplinaires de l'UF travaillent sur des m茅langes de b茅ton r茅gionalis茅s qui optimisent les performances en fonction de la localisation.
芦 Les 茅quipes de g茅nie civil 茅tudient comment adapter les formules de b茅ton 脿 diff茅rents climats 禄, a-t-elle expliqu茅. 芦 Si vous 锚tes en Floride, vous avez besoin d'un b茅ton r茅sistant 脿 l'humidit茅 et aux ouragans. Si vous 锚tes en Arizona, vous avez besoin d'un m茅lange performant par forte chaleur avec une consommation d'eau minimale. 禄
Applications de construction li茅es au changement climatique pour 3DCP
Le COBOD BOD3 au Herbert Wertheim College of Engineering de l'Universit茅 de Floride (Image : Universit茅 de Floride)Au-del脿 de la construction verticale, Rivero estime que la technologie 3DCP peut transformer les infrastructures horizontales, notamment la r茅paration des routes et les projets de r茅silience c么ti猫re. Cette technologie pourrait apporter des solutions aux efforts de reconstruction apr猫s les ouragans, au contr么le de l'茅rosion et 脿 la r茅paration des infrastructures isol茅es, des domaines o霉 les m茅thodes de construction traditionnelles peinent 脿 trouver des solutions.
芦 On retrouve ce proc茅d茅 dans la r茅paration des chauss茅es, mais peu dans le b茅ton 禄, a not茅 Rivero. 芦 Nous pouvons exp茅rimenter diff茅rents types de fissures et techniques de d茅p么t de mat茅riaux dans un environnement de laboratoire contr么l茅, puis appliquer cette technologie 脿 des applications concr猫tes. 禄
L'un des principaux atouts de l'environnement de recherche de l'UF r茅side dans sa capacit茅 脿 simuler des conditions extr锚mes, fournissant ainsi des donn茅es essentielles sur la r茅sistance des structures imprim茅es en 3D aux contraintes environnementales. 芦 Nous pouvons tester les structures du centre anticyclonique de l'UF dans des conditions environnementales r茅elles 禄, explique Rivero. 芦 Si nous parvenons 脿 d茅velopper des digues et des infrastructures urbaines alliant fonctionnalit茅 et design architectural, nous pourrons renforcer la r茅silience climatique. 禄
Rivero imagine un avenir o霉 les m茅thodes automatis茅es de d茅p么t de b茅ton, int茅grant potentiellement la robotique mobile et les drones, pourraient s'av茅rer utiles dans les zones difficiles d'acc猫s, comme les zones c么ti猫res, les ponts ou les autoroutes. 芦 Si vous 锚tes sur un viaduc et qu'il est difficile d'acc茅der 脿 la structure pour effectuer des r茅parations, comment pouvons-nous le faire efficacement ? 禄, a-t-elle demand茅. 芦 Nous pouvons commencer en laboratoire, affiner nos m茅thodes, puis appliquer la technologie sur le terrain. Nous n'utiliserons peut-锚tre pas syst茅matiquement des syst猫mes 脿 portique ; les solutions futures pourraient peut-锚tre impliquer des drones ou de la robotique mobile. 禄
En perfectionnant les techniques de r茅paration automatis茅es, les chercheurs de l'UF esp猫rent minimiser les perturbations des infrastructures de transport tout en r茅duisant les co没ts et le gaspillage de mat茅riaux. Rivero a d茅clar茅 qu'un objectif potentiel 脿 long terme est de d茅velopper des solutions d'impression 3D mobiles et sur site qui pourraient r茅parer les routes et les ponts sans n茅cessiter de fermeture de voies pendant de longues p茅riodes.
Cr茅er un travail d'amour avec une nouvelle technologie de construction
Dr Iris Rivero lors de l'arriv茅e de l'imprimante COBD BOD3 脿 l'Universit茅 de Floride. (Image : UF Herbert Wertheim College of Engineering)Outre les avanc茅es technologiques, l'UF utilise l'imprimante pour former la prochaine g茅n茅ration de professionnels de la construction. L'imprimante BOD3 sera int茅gr茅e aux cours d'ing茅nierie, de construction et de science des mat茅riaux, avec le soutien de partenaires industriels comme Autodesk.
芦 Autodesk a 茅t茅 un excellent partenaire pour nous aider 脿 explorer les moyens de former les futurs ouvriers du b芒timent 禄, a d茅clar茅 Rivero. 芦 Nous devons rendre le secteur de la construction plus attractif pour les nouvelles g茅n茅rations et introduire des technologies qui le rendent plus s没r et plus efficace. 禄
Rivero a d茅clar茅 que le programme 3DCP de l'UF pourrait 锚tre une 茅tape cruciale pour rem茅dier aux p茅nuries de main-d'艙uvre dans le secteur de la construction, qui a du mal 脿 attirer les jeunes travailleurs.
En int茅grant la robotique, l'automatisation et les flux de travail bas茅s sur l'IA 脿 l'enseignement de la construction, l'UF esp猫re moderniser les m茅tiers traditionnels du b芒timent et offrir aux 茅tudiants une exp茅rience pratique des technologies 茅mergentes. 芦 Il ne s'agit pas seulement de susciter l'int茅r锚t des 茅tudiants pour la construction, mais de leur montrer une nouvelle fa莽on de travailler avec l'environnement b芒ti 禄, a expliqu茅 Rivero.
L'imprimante est actuellement en pr茅paration pour un b芒timent d'essai grandeur nature sur le campus. L'茅quipe de recherche collabore 茅galement avec des architectes pour explorer de nouvelles formes structurelles et finitions de surface alliant esth茅tique et fonctionnalit茅.
芦 Peut-锚tre pourrions-nous r茅ellement cr茅er un b芒timent plus 茅cologique 禄, a sugg茅r茅 Rivero. 芦 Peut-锚tre pourrions-nous le rendre 脿 la fois structurellement r茅silient et visuellement dynamique. 禄
Pour Rivero, le projet repr茅sente plus qu鈥檜ne simple avanc茅e dans l鈥檌mpression 3D, c鈥檈st un mod猫le pour l鈥檃venir des infrastructures.
芦 Il s'agit d'une infrastructure 5.0, avec une touche industrielle 禄, a-t-elle d茅clar茅. 芦 Nous devons int茅grer l'IA, la robotique et l'automatisation aux processus, non seulement pour gagner en efficacit茅, mais aussi pour repenser compl猫tement notre fa莽on de construire. 禄
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