La famille des imprimantes 3D s'agrandit. A Nantes, les chercheurs de l'IRCCyn (Institut de Recherche en Communications et Cybernétique) et les ingénieurs de la société Capacité SAS, filiale privée de valorisation de la recherche de l'Université de Nantes viennent d'accoucher d'un modèle d'imprimante 3D, l'INNOprint 3D, capable de construire des bâtiments de plusieurs mètres de long et de sept mètres de haut. "C'est un projet qui allie robotique et génie des procédés. Mais surtout, contrairement  aux autres systèmes cartésiens existants, nous avons mis au point un matériel mobile pouvant se déplacer quand les autres sont contraints de construire sur place et de déplacer les modules réalisés", précise Benoit Furet, spécialiste de la robotique à l'IRCCyN, impliqué dans de nombreux programmes collaboratifs au niveau régional (Pole EMC2, IRT Jules Vernes...) et national (Robotex...)pour le nautisme, la navale et l'éolien autour de la robotique humanoïde, pour la santé dans le cadre de l'usine du futur.

En attendant une construction pérenne

L'innovation nantaise devrait faire briller les yeux de nombreux industriels jusqu'ici limités par les capacités actuelles des imprimantes 3D à produire des objets, des pièces ou des modules de moins d'un mètre. C'est d'ailleurs à la demande de ces derniers que les chercheurs se sont penchés sur la question et choisi d'expérimenter leur nouveau joujou pour la création d'un habitat d'urgence; un espace de trois mètres sur trois, étanche et isolé, dont le délai de construction  ne dépasse pas 20 à 30 minutes.

  "Il faut imaginer que, lors d'une catastrophe naturelle, le robot sera expédié par bateau en même temps que les containers de matière première et les moyens humains des secours. Sur place, à la demande, en  fonction de la taille souhaitée, en 20 à 30 mn, un habitat d'urgence pourra être réalisé et utilisé pendant plusieurs mois en attendant une reconstruction plus pérenne", précise Benoit Furet.

On peut ainsi imaginer construire ainsi une cinquantaine d'abri en 24 heures.

L'association de matériaux

Ce prototype laisse augurer de belles perspectives interdisciplinaires. D'abord, des recherches complémentaires vont être engagées avec l'Institut de recherche en Génie civil et mécanique - GeM (UMR_C 6183 - Université de Nantes, École Centrale de Nantes et CNRS), pour mettre au point des matériaux alternatifs au polyuréthane, actuellement utilisé pendant la phase expérimentale. Sous forme liquide, ce produit chimique forme une espèce de mousse chantilly plus ou moins dense qui polymérise et se solidifie. Le travail collaboratif engagé avec le GeM permettra de produire un habitat compatible avec les normes actuelles ou futures. Car selon, Benoit Furet, l'actuel polyuréthane pourrait à l'avenir être mélangé à d'autres matériaux complémentaires comme de la terre, du chanvre... que l'on pourrait se procurer directement sur place.

Une construction plus économique

Financièrement, le coût matière pour la construction d'un habitat d'urgence de 3mètres x 3 mètres reviendrait entre 50 et 100 euros, selon les épaisseurs et la densité voulues. Le matériau peut ainsi être gonflé jusqu'à cent fois sa taille. Comparée à une fabrication soustractive (l'usinage de matériau), cette construction additive serait plus économique. "Et il est possible d'en faire un matériaux structurant", assure le spécialiste de la robotique. C'est aussi un appareil qui va permettre de concevoir des outillages directement sans passer par l'étape intermédiaire de fabrication des moules.

Plus onéreux, le robot poly-articulé, doté d'un bras rotatif de quatre mètres vaut entre 50.000 et 80.000 euros.  Il est financé dans le cadre des investissements d'avenir et du programme Robotex. "Un outil "classique" utilisé pour habituellement utilisé pour du "Pick and Place", du ponçage ou de l'usinage sur lequel nous avons changé la tête pour l'équiper d'une buse pouvant délivrer la matière", indique Benoit Furet. Une équipe d'une dizaine de personnes et des étudiants du département Génie Mécanique et productique de l'IUT de Nantes se sont attelés à la mise au point du dispositif pendant une année.

Le robot veut aller plus loin

Du côté de l'IRCCyN et la société Capacité SAS, l'ambition est d'appliquer ce nouveau process de fabrication à des objets sans limite de dimensionnement en longueur et jusqu'à 7 mètres de hauteur.  On pourrait à l'avenir injecter  de la poudre de métal en temps réel, multiplier les couches de matières, etc  "On envisage la création d'outillage de plusieurs dizaines de mètres permettant de construire en un temps record des bâtiments, des maisons particulières, des pales d'éolienne, des coques de navires... ou encore des éléments et structures de génie civil à l'échelle 1... et ce directement sur site. Monté sur un véhicule géolocalisé, le bras articulé pourra parcourir une centaine de mètres et se déplacer au gré des besoins et des formes", indique Benoit Furet, qui espère convaincre les industriels de s'investir plus avant dans ce projet. "Les vœux pieux ne suffisent pas. Ce serait pas mal que les choses avancent véritablement. Car, aujourd'hui, un laboratoire de recherche n'avance plus seul dans son coin. Désormais, les solutions innovantes imposent une convergence d'activités et de compétences qui combinent l'électronique, la connectique, les fluides, les matériaux, les procédés, la robotique,...", dit-il.