Impression 3D légère et esthétique
John McCabe est concepteur de concepts avancés chez Branch Technology, après avoir occupé le poste de directeur du marketing au sein de l'entreprise. John McCabe est titulaire d'une licence en architecture et d'un master en design industriel. Il a enseigné le design dans diverses institutions avant de rejoindre Branch en 2019.
Avantages du hors site
Lorsque vous pensez à l'impression 3D de bâtiments, vous imaginez probablement des portiques robotisés géants en plein air qui "produisent du béton", comme le dit John McCabe de Branch Technology. Couche après couche, les murs sont progressivement construits "comme on le fait depuis des millénaires", mais désormais avec la robotique.
Branch Technology adopte une approche très différente de l'impression 3D, en commençant par l'impression hors site. "L'impression sur site ajoute du chaos, alors qu'il y a déjà beaucoup de problèmes de sécurité", explique M. McCabe. L'installation de Branch est loin d'être chaotique - c'est un ballet robotique précis, avec de multiples projets coordonnés en même temps.
"Dans nos installations, nous avons des robots de 12 pieds qui impriment différents types et échelles de projets. L'un d'entre eux peut travailler sur une partie d'un parking, un autre sur une banque, tandis qu'un autre encore imprime quelque chose pour le ministère de la défense".
Structures spéciales
Les structures que les robots de Branch impriment sont également très différentes des couches de béton indifférencié. Il s'agit de treillis complexes qui peuvent être fabriqués à partir de diverses substances, avoir des formes et des tailles très variées et être remplis de différents matériaux.
"Pensez-y. Très peu de bâtiments sont constitués d'un seul type de matériau", explique M. McCabe. "Les procédés de la branche peuvent combiner des matériaux complémentaires, ce qui accroît les capacités du bâtiment et la valeur ajoutée pour le client.
Branch’s 3D printing “uses 20 times less material than other 3D printing methods, with almost no waste” and the resulting structures are many times lighter than a similar size structure printed with concrete. Although they’re light, the structures are designed for strength too. “A matrix we print that’s the size of a concrete block — but which is 90% air — will hold 2000-3000
pounds of compressive force,” explains McCabe. “When we fill that space with a customized foam, we can get almost 10,000 pounds of compressive strength.”
Les structures en treillis peuvent être remplies de divers matériaux aux propriétés différentes, comme l'atténuation du bruit ou l'isolation thermique. Des capteurs peuvent être intégrés dans les matériaux pour créer un bâtiment intelligent.
Branch a imprimé une maison à un étage de 3 000 pieds carrés. Selon M. McCabe, il faudra attendre quelques années avant de pouvoir se concentrer sur la construction de structures autoportantes de grande taille, car les matériaux utilisés actuellement ne peuvent pas rivaliser avec les capacités de l'acier. "Pour la même raison, il faudra également attendre longtemps avant que l'impression 3D avec du béton permette de construire plus d'un étage.
Création et orientation
Comment Branch a-t-elle été fondée ? En 2013, il y a eu un projet Kickstarter pour un stylo d'impression 3D qui pouvait imprimer en l'air. Platt Boyd, fondateur et directeur général de Branch, en a acheté un et s'est amusé à le fixer sur des mini-robots. Il a décidé que l'idée avait un potentiel commercial dans le secteur de la construction, a quitté le cabinet d'architecture où il travaillait depuis plus de 15 ans et s'est installé à Chattanooga pour fonder Branch. (Chattanooga et ses environs sont un foyer d'innovation, en particulier dans le domaine de la fabrication de pointe).
"L'entreprise a été adoptée par la culture des start-ups de Chattanooga et les premiers employés étaient des vedettes venues d'endroits comme New York et Boston. La plupart d'entre eux sont toujours là", explique M. McCabe. "Nous avons maintenant une trentaine de personnes qui travaillent ici et c'est le groupe de personnes le plus intelligent avec lequel j'ai eu la chance de travailler.
L'impression 3D étant très polyvalente, Branch recevait souvent des demandes pour fabriquer des objets au hasard. Mais M. Boyd a décidé qu'il fallait se concentrer et l'entreprise s'est lancée dans le développement de façades imprimées en 3D. "C'est un excellent moyen non structurel d'ajouter une touche personnelle à un bâtiment tout en respectant les métiers traditionnels de la construction.
Travail
On entend souvent dire qu'il est difficile d'embaucher des jeunes dans le secteur de la construction et que la pénurie de main-d'œuvre est un problème majeur. Mais le travail dans les installations de Branch est très éloigné d'un environnement de construction typique et Branch n'a pas eu de problèmes d'embauche.
"Les entreprises de construction ne parviennent pas à trouver des talents", explique M. McCabe. "J'ai le privilège de travailler avec un groupe important et diversifié de jeunes gens qui sont très enthousiastes à propos de la robotique et de l'avenir de la construction. Ils veulent travailler dans ce secteur.
Construction hors du monde
Branch dispose d'une équipe chargée de développer des solutions pour le ministère de la défense. "Nous prenons des idées spéculatives et créons des produits manufacturés avancés pour répondre à leurs besoins personnalisés", explique M. McCabe. "Le type de projet va d'une solution logistique pour des équipements de haute technologie à une façade de bâtiment pour des logements sur site, en passant par des structures expéditionnaires légères renforcées contre les effets de l'énergie électromagnétique."
Elle travaille également avec l'armée de l'air et l'armée de l'espace, ce qu'elle fait depuis 2017 lorsque, parmi 77 concurrents internationaux, Branch a remporté la première place au concours de l'habitat martien de la NASA. Le matériau qu'ils ont co-développé pour imprimer l'habitat martien était l'équivalent de 70 % de sol martien, mélangé à 30 % de déchets de mission recyclables tels que des sacs et des parachutes.
“The Space Force is expanding their knowledge and capabilities in off-world construction. We’ve been involved in developing zero-g and other-world concepts to save fuel and time, as well as to protect our service-people and equipment
from harm.”
L'avenir
Branch travaille en partenariat avec des sociétés immobilières, des promoteurs, des entreprises de construction et des cabinets d'architectes. Selon M. McCabe, les petites entreprises qui tentent de se faire une place ainsi que les grandes entreprises qui recherchent des gains d'efficacité trouvent de la valeur dans le travail de Branch.
"À long terme, nous voulons un réseau d'usines réparties dans le monde entier, capables d'imprimer, de remplir et de finir des éléments structurels et non structurels pour des bâtiments de toutes tailles", explique M. McCabe. "Nous avons une feuille de route pour y parvenir. Nous avons d'excellents partenariats en cours de préparation et nous allons en prendre plein les yeux lorsque nous pourrons enfin en parler !
A propos de l'auteur : Zena Ryder est rédactrice indépendante, spécialisée dans la rédaction d'articles sur la construction et pour les entreprises de construction. Vous pouvez la trouver sur Zena, Freelance Writer ou sur LinkedIn.
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