Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet article traite de la mise en œuvre de la technologie d’impression 3D à grande échelle pour mieux construire des structures maritimes innovantes pour la biodiversité et la lutte contre l’érosion côtière. La synergie des modes constructifs au sein de structures mixtes réalisées en impression 3D et béton armé permet d’atteindre des performances écologiques et techniques supérieures aux modes constructifs classiques en béton. L’adaptation de la conception et de la construction à la technologie d’impression 3D est illustrée à travers le projet Programme d’Investissement d’Avenir RECIF’LAB de conception/réalisation d’un récif artificiel marin de grandes dimensions entre 2018 et 2021.
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This article deals with large-scale 3D printing to design and build a new generation of innovative maritime structures for marine biodiversity and the fight against coastal erosion. The constructive collaboration of construction methods within 3D printing/reinforced concrete mixed structures allows a better ecological and technical performance than with conventional construction methods. The adaptation of design and construction to large-scale 3D printing is illustrated through the project of a large-scale marine artificial reef: French National environmental project RECIF'LAB conducted between 2018 and 2021.
Auteur(s)
-
Alexandre MUSNIER : Responsable travaux et développement technique - SEABOOST – Groupe EGIS, Montpellier, France
INTRODUCTION
L’article traite de l’utilisation de la technologie d’impression 3D de matériau à base de liant hydraulique cimentaire dans le domaine de la construction maritime écologique. Plus particulièrement l’apport de performance architecturale, environnementale, technique et économique par cette technologie particulièrement adaptée pour la réalisation d’ouvrage de type récif artificiel et dispositif de lutte contre l’érosion côtière mais aussi l’écoconception d’ouvrages portuaires.
L’utilisation de structure mixte en impression 3D et béton armé permet la réalisation de structures ayant des performances écologiques et techniques supérieures et même inatteignables avec des modes constructifs classiques de préfabrication de béton armé, en améliorant l’empreinte environnementale de la construction tout en restant dans un cadre de faisabilité économique.
L’adaptation de la conception et de la construction à l’impression 3D sera illustrée à travers la présentation d’un projet de conception/réalisation d’un récif artificiel marin de grandes dimensions dans le cadre du Programme d’investissement avenir RECIF'LAB réalisé entre 2018 et 2021 en collaboration avec la ville d’Agde.
L’innovation présentée porte particulièrement sur la mise au point d’une méthodologie de conception itérative et efficiente permettant le dimensionnement de la stabilité hydrodynamique et la tenue structurelle des ouvrages mixtes matériau 3D/béton armé dans le milieu marin avec des efforts de poussée hydrodynamiques importants et une composition chimique particulièrement exigeante pour le béton armé, entraînant un risque de corrosion des armatures et des attaques chimiques et biologiques du béton.
Enfin, la réalisation de la structure et son déploiement ont aussi été innovants, avec des enjeux importants sur le suivi de la qualité de fabrication, la mise en place d'un phasage et d'une méthodologie pour garantir la faisabilité technique et enfin les opérations de manutention à terre et en mer pour permettre le déploiement en mer ouverte à plus de 3 miles nautiques et à plus de 20 m de profondeur.
Points clés
Domaine : construction et écologie marine
Degré de diffusion de la technologie : croissance
Technologies impliquées : impression 3D de matériaux cimentaires
Domaines d’application : construction maritime/écologie marine
Principaux acteurs français :
-
Industriels : Lythosys (Vicat), XtreeE, Construction 3D, Sika
Autres acteurs dans le monde : Cybe, Cobod, Wasp, etc.
Contact : [email protected] – http://www.seaboost.fr
L'expertise technique et scientifique de référence
KEYWORDS
ecology | building | environment | biomimicry | 3D printing
DOI (Digital Object Identifier)
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RECIF’LAB, un démonstrateur de la restauration écologique6. Glossaire
Impression 3D
Dans le cadre de cet article, le terme concerne l’impression 3D à grande échelle (de l’ordre plurimètrique) en matériau à base de liant hydraulique cimentaire (type mortier).
Matériau 3D
Aussi appeler « encre 3D », c’est le matériau cimentaire extrudé utilisé pour la réalisation des modules imprimés en 3D.
Unité d’impression ou imprimante 3D
Ensemble de l’installation physique permettant l’impression 3D.
Structure mixte
Structure composée de béton armé complètement ou partiellement coffrée dans une paroi de largeur variable, réalisée en impression 3D.
Clinker
Le clinker est le constituant principal hydraulique des ciments courants, il est obtenu par calcination (cuisson à 1 450 °C) d'un mélange de matières premières, composé d'approximativement de 80 % de calcaire et 20 % d'argile.
Période de retour de houle
Période définie sur laquelle les caractéristiques (hauteur et période) de la houle sont définies pour dimensionner un ouvrage.
Biofouling
Colonisation des surface (vivante ou non) en milieu aqueux par des organismes vivants.
Méthode de Shoaling Goda
Approche simplifiée de modélisation de la propagation et de l’évolution de la houle en mer entre la zone au large d’une côte et la zone côtière (ne prend pas en compte les phénomènes bidimensionnels, comme la réfraction et la diffraction de la houle).
Modèle de Morison
Ensemble de formules permettant d’évaluer les efforts provoqués par un fluide (la houle dans notre cas) sur un ouvrage en fonction de sa forme et des caractéristiques du flux.
-
Joffrey CAPET (SEABOOST – groupe EGIS) et Rodrigue REY (SEABOOST – groupe EGIS) pour leur implication dans le développement technique et le projet RECIF'LAB.
-
L’ensemble des acteurs du projet RECIF'LAB (figure 34), et particulièrement l’équipe de l'aire marine protégée de la ville d’Agde.
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Glossaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MOLINARI (L.) - L’impression 3D dans une perspective de développement durable. - [AG 6 753] base Écoconception : mise en œuvre et applications (2015).
-
(2) - DÉMOLY (F.), ANDRÉ (J.C.) - Impression 4D : promesses ou futur opérationnel ? - [RE 285] base Enjeux, procédés et marchés (2021).
-
(3) - CHARLES (T.) - Propriété intellectuelle et enjeux réglementaires de l’impression 3D. - [BM 7 980] base Industries du futur : outils technologiques (2017).
-
(4) - KUNTZ (C.) - Écoconception et génie écologique. - [GE 1 022] base Génie écologique : outils et concepts (2021).
-
(5) - THAUVIN (B.), MARCOTTE (C.) - Gestion de patrimoines d’infrastructures portuaires. - [TRP 5 020] base Infrastructure, environnement et transport par voie d'eau (2015).
NORMES
-
Base de calcul des structures. - Eurocode 0-EN 1990 -
-
Action sur les structures. - Eurocode 1-EN 1991 -
-
Calcul des structures en béton. - Eurocode 2-EN 1992 -
-
Calcul des structures en métal. - Eurocode 3-EN 1993 -
-
Calcul des structures mixte : acier béton. - Eurocode 4-EN 1994 -
-
Calcul des ouvrages en maçonnerie. - Eurocode 6-EN 1996 -
-
Calcul géotechnique. - Eurocode 7-EN 1997 -
-
Eurocodes structuraux – Bases de calcul des structures. - NF EN 1990 - 2003
-
Eurocode 2 :...
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
SEABOOST, conception et construction marine : écologie et lutte contre l’érosion côtière, Montpellier, France : https://www.seaboost.fr/
CYBE, impression 3D béton, Oss, Pays-Bas : https://cybe.eu/
VICAT, impression 3D béton, L'Isle d'Abeau, France : https://www.vicat.fr
XTREEE, impression 3D béton, Rungis, France : https://xtreee.com/
RUFINO CONSTRUCTION, construction et assemblage, Lunel, France : https://www.societe.com/societe/rufino-constructions-522905082.html
BAC France, étude et fourniture protection cathodique, Voisins-le-Bretonneux, France : http://www.bacfrance.com/
DEEP’N’DIVE, installation sous-marine des systèmes stabilisateurs, Chaponost, France : http://deepndive.fr/
SUPERBLOC, coformulation et fourniture béton sur-mesure, Assas, France : https://negoce.france-materiaux.fr/221-france-materiaux-superbloc-pascal-materiaux
CALCIA, coformulation et fournitures des ciments et adjuvants, Courbevoie, France : https://www.ciments-calcia.fr/fr
NEGRI...
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