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Tout ce que vous devez savoir sur l'impression 3D béton
RECORD DU MONDE: La TourMiniPrinter EDUMiniPrinter XLMaxiPrinterConstructimetreLaboratoireLaboratoireBâtimentsMobilier urbainOuvrages techniquesTout ce que vous devez savoir sur l'impression 3D bétonRECORD DU MONDE: La TourL’impression 3D béton (3DCP) est une méthode de construction dans laquelle une machine à commande numérique extrude, couche après couche, un matériau à base de ciment pour former des structures. Un concept si intuitif qu’il est presque surprenant qu’il ait mis autant de temps à émerger dans le secteur du bâtiment. Pourtant, il est désormais bien là et prêt à transformer l’industrie de la construction.
Publié le 3 mars 2025, 30 min à lire
Un mur imprimé en 3D avec des formes géométriques.L’impression 3D béton est une technique de construction innovante qui utilise de grandes imprimantes 3D pour ériger des structures couche par couche à l’aide de béton. Ces imprimantes peuvent prendre différentes formes : grues, portiques ou bras robotiques. Contrairement aux méthodes traditionnelles qui reposent sur la main-d’œuvre et des matériaux préfabriqués en usine, ces machines déposent le matériau de construction en suivant un modèle numérique, permettant ainsi de créer avec précision chaque élément du bâtiment.
Cette technologie :
William E. Urschel opérant sa "Wall Building Machine"Les origines de l’impression 3D béton (3DCP) remontent aux années 1930, lorsqu’un inventeur ingénieux, William E. Urschel, réalisa le tout premier bâtiment en béton imprimé en 3D au monde, derrière un petit entrepôt dans l’Indiana. Son concept, à la fois simple et visionnaire, reposait sur un mécanisme de compactage automatique qui comprimait le béton entre des disques rotatifs, consolidant et lissant chaque couche au fur et à mesure de l’extrusion du matériau.
Bien avant les avancées informatiques et robotiques dont nous disposons aujourd’hui, cette invention représentait déjà l’une des premières expressions de l’automatisation dans la construction.
1930
Introduction d’une machine de compactage automatique par William E. Urschel
2006 - 2008
Développement de l’impression 3D béton à l’Université de Loughborough (Royaume-Uni)
2014
Construction du premier « château » imprimé en 3D au Minnesota par Andrey Rudenko
2015
Une entreprise chinoise imprime un immeuble de cinq étages
2019
Achèvement du plus grand bâtiment imprimé en 3D au monde (bureaux de la Municipalité de Dubaï)
2020
Constructions-3D (France) imprime le premier bâtiment en 3D en France, « Le Pavillon », avec un robot mobile
2024
Constructions-3D réalise le bâtiment imprimé en 3D le plus haut du monde
Depuis la « Wall Building Machine » de William E. Urschel, les avancées en informatique et en robotisation ont permis aux entreprises de porter l’automatisation de la construction à un niveau supérieur.
Chez Constructions-3D, nous sommes fiers d’avoir été parmi les pionniers de l’impression 3D de construction. Depuis 2017, nous nous engageons à faire progresser cette technologie, en investissant massivement dans la recherche et le développement afin d’amener l’automatisation du bâtiment sur le marché mondial. Ces efforts se traduisent aujourd’hui par des imprimantes 3D béton à la pointe de la technologie, déjà utilisées sur des projets réels, ainsi qu’un écosystème complet d’outils permettant aux constructeurs d’exploiter pleinement les avantages de cette méthode.
L’un des principaux freins à l’adoption de l’automatisation dans la construction réside dans l’absence de cadre normatif et réglementaire adapté. Les professionnels du bâtiment sont habitués à travailler avec des matériaux standards, dans un environnement encadré par des règles conçues pour les méthodes traditionnelles. C’est pourquoi notre mission ne se limite pas à fournir une imprimante 3D béton : nous développons tout l’écosystème nécessaire pour réussir une impression de bâtiment, du matériau jusqu’aux logiciels et accessoires.
Constructions-3D a ainsi mis au point ses propres matériaux d’impression, un logiciel de pilotage intuitif, et des outils complémentaires comme un testeur de pompabilité et d’imprimabilité du béton, permettant d’obtenir des mesures précises sur la qualité du mélange avant l’impression. Ces innovations contribuent à rendre nos technologies d’automatisation accessibles à tous les bâtisseurs, partout dans le monde.
En repoussant sans cesse les limites de ce qu’il est possible de faire en construction automatisée, nous ne faisons pas qu’accompagner ce mouvement : nous en dessinons l’avenir. Sur notre campus en France, nous imprimons actuellement 2 500 m² de bâtiments à l’aide de notre imprimante 3D béton mobile, afin de démontrer le potentiel concret de la technologie et de développer de nouvelles méthodes constructives destinées à être partagées avec la communauté grandissante des bâtisseurs 3D.
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À l’image des imprimantes 3D traditionnelles, les imprimantes 3D béton construisent les maisons couche après couche. Ce procédé réduit drastiquement le temps et le coût de construction, tout en permettant des designs entièrement personnalisés et l’utilisation de matériaux durables.
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Les ponts peuvent désormais être réalisés grâce aux technologies d’impression 3D avancées, permettant des formes uniques et complexes, plus solides et rapides à construire que les méthodes classiques, tout en étant plus respectueuses de l’environnement.
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Des espaces commerciaux aux immeubles à plusieurs étages, il est aujourd’hui possible de construire des bâtiments entiers par impression 3D. Cette approche offre flexibilité architecturale, rapidité d’exécution et réduction de l’impact environnemental.
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Les murs préfabriqués imprimés en 3D sont produits hors site avant d’être assemblés directement sur le chantier. Cette méthode réduit les déchets de matériaux et accélère la mise en œuvre, simplifiant considérablement le processus constructif.
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Le mobilier sur mesure n’est plus un projet long et coûteux : le mobilier imprimé en 3D permet de créer des pièces uniques, en béton ou en d’autres matériaux, alliant durabilité et design personnalisé.
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L’impression 3D permet d’intégrer directement dans les murs des réservations pour les réseaux électriques, la plomberie ou la ventilation, rendant l’installation des utilités plus rapide et plus efficace.
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Les fondations de type vide sanitaire, structures de support situées sous les bâtiments, peuvent être imprimées en 3D avec une grande précision. Cette méthode garantit une fondation solide tout en optimisant l’espace pour l’isolation et la gestion de l’humidité.
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L’impression 3D béton permet de créer des murs de soutènement solides et stables, adaptés à la topographie du terrain, tout en réduisant la quantité de matériaux utilisée.
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Les espaces publics bénéficient également de cette technologie : bancs, abribus, abris vélos et autres éléments urbains peuvent être imprimés en 3D. Ces structures sont durables, personnalisables et parfaitement intégrées à l’esthétique de leur environnement.
Voici la liste des équipements nécessaires pour l'impression 3D béton
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Évidemment, il faut avant tout une imprimante 3D béton pour commencer à imprimer.
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Cet équipement deux-en-un permet de mélanger le matériau sec avec l’eau puis de l’acheminer vers l’imprimante.
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Indispensable pour les impressions de grande taille, le silo stocke le matériau sec et l’alimente en continu vers la pompe.
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Cette unité pilote les différentes machines et régule le débit du matériau pendant l’impression.
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Ce logiciel calcule les trajectoires de la machine afin d’imprimer précisément les formes et les volumes du bâtiment.
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Cet outil permet de vérifier la constructibilité du mélange, garantissant une impression stable.
Il existe aujourd’hui plusieurs types d’imprimantes 3D béton, mais elles reposent toutes sur les mêmes principes fondamentaux, malgré leurs différences de conception. Constructions-3D a fait le choix d’un système robotique mobile, offrant une flexibilité maximale, une grande polyvalence et un déploiement rapide sur les chantiers. Pour en savoir plus sur les différentes architectures d’imprimantes, consultez notre article dédié : Quels sont les différents types d’imprimantes 3D béton ?
Les systèmes électriques alimentent les moteurs et les dispositifs de commande de l’imprimante 3D, garantissant un fonctionnement précis et stable. Une alimentation fiable et des mécanismes de sécurité adaptés sont essentiels pour assurer la continuité et la sécurité du processus d’impression.
Les systèmes hydrauliques fournissent la puissance nécessaire aux mouvements lourds et précis des imprimantes de grande taille. Ils assurent le positionnement de la tête d’impression et la gestion du débit de béton, en contrôlant les aspects mécaniques essentiels du système.
Le mélange de béton utilisé pour l’impression 3D est spécialement formulé afin d’offrir un équilibre entre viscosité et prise rapide. Des additifs peuvent être ajoutés pour améliorer ses propriétés, et des renforts, comme des barres d’acier, peuvent être intégrés pour accroître la résistance mécanique de la structure.
Des facteurs environnementaux tels que la température, l’humidité ou le vent influencent le processus de durcissement et la solidité finale de la pièce imprimée. Une planification rigoureuse et des mesures de protection adaptées sont donc indispensables pour garantir une impression de qualité, quelles que soient les conditions extérieures.
Les logiciels de conception et de découpe (slicing) transforment les modèles 3D en couches imprimables et génèrent les instructions G-code nécessaires à l’imprimante. Un suivi en temps réel permet d’ajuster les paramètres pendant l’impression afin d’obtenir un résultat optimal et fidèle au modèle numérique.
L’impression 3D béton améliore considérablement la vitesse de construction, permettant d’ériger des structures en quelques jours plutôt qu’en plusieurs mois. Elle réduit fortement les coûts, grâce à une diminution de la main-d’œuvre nécessaire et à la limitation des pertes de matériaux. Sa précision et son efficacité contribuent à répondre au défi du logement abordable, en rendant possible la construction rapide de maisons durables et de qualité. De plus, cette technologie réduit la pénibilité et les risques liés aux chantiers traditionnels : les opérateurs travaillent dans des conditions plus sûres, avec moins de manutention physique et une moindre exposition aux environnements dangereux.
L’impression 3D béton offre une liberté de conception inédite, permettant aux architectes de créer des structures complexes, personnalisées et autrefois impossibles à réaliser avec les méthodes traditionnelles. Cette technologie libère la créativité architecturale des contraintes classiques, ouvrant la voie à des formes organiques, géométries complexes et textures uniques, qui étaient jusqu’ici trop coûteuses ou techniquement irréalisables. Murs courbes, structures ajourées ou motifs sur mesure deviennent désormais faciles à concevoir et à imprimer. Grâce à la précision de l’impression 3D, les architectes peuvent repousser les limites de l’ingénierie structurelle, en imaginant des bâtiments plus efficaces, plus innovants et mieux adaptés à leur environnement. Enfin, la possibilité de prototyper rapidement grâce à l’impression 3D accélère les phases de conception et de validation, rendant le processus créatif plus fluide et itératif.
La production de béton traditionnelle est l’une des principales sources d’émissions mondiales de CO₂, mais l’impression 3D béton offre une voie concrète vers des bâtiments à émissions quasi nulles.
Bien que l’impression 3D béton présente de nombreux avantages, elle fait encore face à plusieurs défis structurels dans le secteur. L’investissement initial en équipement et en formation peut représenter un coût important pour les entreprises du bâtiment, et les cadres réglementaires encore en évolution peuvent freiner l’adoption dans certaines régions. Cependant, ces obstacles sont typiques de toute technologie de rupture. Dans ce contexte, Constructions-3D se distingue grâce à sa MaxiPrinter, une solution simple d’utilisation qui surmonte les limites de taille rencontrées par de nombreux autres fabricants. Contrairement à la plupart des systèmes concurrents, la technologie Constructions-3D permet de réaliser des projets de toute envergure — des petites structures aux bâtiments de grande taille, tout en garantissant des gains rapides en coût et en efficacité. Ainsi, les entreprises qui investissent dans les technologies Constructions-3D bénéficient d’un retour sur investissement solide et d’un avantage concurrentiel durable dans un marché en pleine mutation.
La résistance du béton imprimé en 3D varie généralement entre 30 MPa et plus de 60 MPa, soit équivalente ou supérieure à celle du béton traditionnel. Le processus d’impression couche par couche permet d’obtenir des conceptions structurelles optimisées et d’intégrer des géométries complexes, offrant une meilleure stabilité et une résistance accrue. De plus, le béton imprimé en 3D peut être renforcé avec des fibres ou des armatures en acier, ce qui améliore encore sa durabilité et sa capacité portante. Il est ainsi adapté à un large éventail d’applications, allant des maisons individuelles aux bâtiments commerciaux.
Notre MaxiPrinter est proposée à partir de 445 000 €.