Le Consortium
L’étude de la fabrication additive appliquée au bâtiment appelle au regroupement de compétences spécifiques dans des domaines variés : imprimer de la matière destinée à avoir un rôle structurel, esthétique et thermique requiert des connaissances pointues en chimie, en robotique et en informatique, pour ce qui concerne la technologie, ainsi qu’en conception architecturale et en ingénierie, pour ce qui concerne l’application au domaine du bâtiment.
Institut Mines Télécom
Département Génie Civil
Mission au sein du consortium :
- Leader du WP4 « Matière à bâtir»
Contenu de la mission :
L’objectif principal est la mise en place d’un nouveau matériau cimentaire avec des propriétés adaptées à la méthode de mise en œuvre puis d’étudier ses performances (rhéologiques, mécaniques et de durabilité). Les formulations devront correspondre aux contraintes d’un matériau imprimable et présenter une prise rapide pour pouvoir être imprimées sous des formes pouvant présenter des courbures importantes, ce qui nécessite une maîtrise du comportement rhéologique et de son évolution dans le temps, en lien avec la maîtrise des réactions d’hydratation pilotant la prise et le durcissement du liant.
Département Informatique et Automatique
Mission au sein du consortium :
- Acteur au sein du WP3 « machine à imprimer»
Contenu de la mission :
Il s’agira d’acquérir la maîtrise des conditions opératoires lors de la mise en œuvre par impression des matériaux de type Béton ou Terre, et en particulier d’étudier l’influence des paramètres intervenant lors des phases de mélange, d’amenage de la matière via les conduites vers le point de dépose, et de dépose proprement dit, ce qui nécessitera un ensemble de capteurs destinés à recueillir les grandeurs physiques pertinentes tout au long du processus d’élaboration du produit et de sa dépose.
Département Informatique et Réseaux
Mission au sein du consortium :
- Acteur au sein du WP2 « outils numériques »
Contenu de la mission :
Il s’agira d’analyser les éléments formels afin de définir et de comprendre leurs systèmes et fonctionnement structurels. Les compétences des chercheurs de l’IMT Lille-Douai sur la reconnaissance des formes seront mobilisées afin d’intervenir de concert sur l’aspect de surfaces des prototypes créés, par l’analyse directe des modèles 3D et la démarche de fabrication par l’exemple.
Ecole Nationale Supérieure d’Architecture et Paysage
Mission au sein du consortium :
- Coordination du projet
- Leader du WP5 « Capitalisation – Dissémination »
Coordination : La réussite du projet tiendra notamment dans les interactions fréquentes au sein du consortium pour assurer les prises de décisions, orienter la recherche en bonne intelligence, et mener à bien la démarche collective.
WP5 : Il s’agira tout au long du projet d’organiser la présentation collégiale du travail effectué auprès d’un large public, de favoriser les croisement et l’ouverture à l’extérieur du projet et d’expliciter les croisements existants entre les différents champs d’activité du projet ainsi que les pistes de développement envisagées.
Polytech’ Lille
Mission au sein du consortium :
- Leader du WP3 « machine à imprimer»
Contenu de la mission :
CRIStAL intervient pour la conception d’un prototype de machine d’impression 3D dédiée à la construction. Le but est de réaliser un concept intégré d’une machine-robot, composé d’une partie manipulatrice (un robot manipulateur à six axes pouvant transporter un outil de dépôt de matière) et d’une partie mobile permettant d’obtenir une mobilité omnidirectionnelle pour atteindre différentes cibles dans l’espace.
Université d’Artois – Laboratoire de Génie Civil et de géo-Environnement
Mission au sein du consortium :
- Acteur au sein du WP4 « Matière à bâtir»
Contenu de la mission :
L’objectif principal est quasi-identique à celui de la mise en place d’un matériau cimentaire. A noter que les critères de mise en place sur le plan mécanique seront destinés à un élément de paroi non structurel, la matière étant utilisée en tant qu’isolant thermique et acoustique. Le béton de terre développé est caractérisé par son absence de ciment. Une étude particulière sur l’emploi de coproduits végétaux, non utilisés dans la démarche d’impression 3D à base terre sera effectuée (Incorporer des fibres végétales ou équivalent à une échelle permettant une mise en place de la matière).
École Centrale de Lille
Mission au sein du consortium :
- Acteur au sein du WP3 « machine à imprimer»
- Acteur au sein du WP4 « matière à bâtir»
WP3 : L’impression 3D nécessite une phase de transformation du fichier 3D en commandes interprétables par la machine. Les dispositifs tels que les robots 6 axes nécessitent une extension du langage de commande, et une génération plus complexe de trajectoires par rapport aux approches classique. Il s’agira de donc définir un nouveau langage de commande intermédiaire adapté aux machines à imprimer mobiles, et un algorithme de transformation du fichier 3D en code adapté.
WP4 : Il s’agira de conduire des essais de performance sur le matériau afin d’évaluer le comportement des matériaux soumis à des sollicitations physico-chimiques du même type que celles auquel l’ouvrage final sera soumis, mais amplifiées. Ces essais visent à reproduire le comportement du matériau à son état d’usage dans une cellule de laboratoire, en évitant de provoquer des effets parasites dus à l’accélération.
INRIA – Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique
Mission au sein du consortium :
- Leader du WP2 « outils numériques »
Contenu de la mission :
L’INRIA propose de mettre en place un outil numérique permettant une véritable collaboration entre l’homme et la machine, qui permettra, en situation de chantier et dans la réalité métier, de pouvoir adapter le cas échéant un plan pré-créé à la réalité constatée sur site, en aidant à la planification du mouvement, les projets complexes étant souvent confrontés à des modifications lors de la phase de réalisation.
HEI – Haute École d’Ingénieurs
Mission au sein du consortium :
- Acteur au sein du WP1 « Conception-prototypage »
Contenu de la mission :
HEI apporte son expertise en méthodologie de conception, management de projet et process industriels, et veille à intégrer dans le programme fonctionnel de l’imprimante 3D appliquée au bâtiment les contraintes, exigences et besoins du monde industriel. »
LACTH
WP1 : La fabrication additive fait naître dans un établissement d’enseignement supérieur qui forme des architectes un panel d’interrogations qui touchent le processus de CONCEPTION du projet comme celui de sa CONSTRUCTION. Le WP1 se fixe comme objectif de préciser les champs impactés, d’identifier la nature des changements et d’approcher par des voies d’exploration théoriques et pratiques un regard sur les implications sur les modes opératoires et les résultats construits.
CRIStAL
Mission au sein du consortium :
- Leader du WP3 « machine à imprimer»
Contenu de la mission :
CRIStAL intervient pour la conception d’un prototype de machine d’impression 3D dédiée à la construction. Le but est de réaliser un concept intégré d’une machine-robot, composé d’une partie manipulatrice (un robot manipulateur à six axes pouvant transporter un outil de dépôt de matière) et d’une partie mobile permettant d’obtenir une mobilité omnidirectionnelle pour atteindre différentes cibles dans l’espace.
LGCgE – Laboratoire de Génie Civil et de géo-Environnement
Mission au sein du consortium :
- Acteur au sein du WP4 « Matière à bâtir»
Contenu de la mission :
L’objectif principal est quasi-identique à celui de la mise en place d’un matériau cimentaire. A noter que les critères de mise en place sur le plan mécanique seront destinés à un élément de paroi non structurel, la matière étant utilisée en tant qu’isolant thermique et acoustique. Le béton de terre développé est caractérisé par son absence de ciment. Une étude particulière sur l’emploi de coproduits végétaux, non utilisés dans la démarche d’impression 3D à base terre sera effectuée (Incorporer des fibres végétales ou équivalent à une échelle permettant une mise en place de la matière).
LML – Laboratoire Mécanique Lille
Mission au sein du consortium :
- Acteur au sein du WP3 « machine à imprimer»
- Acteur au sein du WP4 « matière à bâtir»
WP3 : L’impression 3D nécessite une phase de transformation du fichier 3D en commandes interprétables par la machine. Les dispositifs tels que les robots 6 axes nécessitent une extension du langage de commande, et une génération plus complexe de trajectoires par rapport aux approches classique. Il s’agira de donc définir un nouveau langage de commande intermédiaire adapté aux machines à imprimer mobiles, et un algorithme de transformation du fichier 3D en code adapté.
WP4 : Il s’agira de conduire des essais de performance sur le matériau afin d’évaluer le comportement des matériaux soumis à des sollicitations physico-chimiques du même type que celles auquel l’ouvrage final sera soumis, mais amplifiées. Ces essais visent à reproduire le comportement du matériau à son état d’usage dans une cellule de laboratoire, en évitant de provoquer des effets parasites dus à l’accélération.
Université de Lille 1
Les partenaires
CCI HdF
Club impression 3D
Les granulats du groupe CB
VICAT
CSTB
CD2E
Calcia
