Un batiment par impression 3D : passage à l'échelle supérieure grâce au ver à soie

Publié le par Olivier Allard

L'innovation bât son plein dans l'univers de l'impression 3D !


Des chercheurs du MIT plannifient d'imprimer en 3D un pavillon en imitant la façon dont un ver à soie construit son cocon.

L'équipe de recherche, dirigée par l'architecte et fondateur du groupe Mediated Matter, Neri Oxman, a attaché de minuscules aimants sur la tête de vers à soie pour découvrir comment ils "impriment" leurs cocons autour d'eux.

"Nous avons réussi à suivre les mouvements du ver à soie pendant la fabrication", a déclaré Neri Oxman. "Notre objectif était de traduire les données collectées pour une imprimante 3D reliée à un bras robotisé afin d'étudier ce type de structure biologique à plus grande échelle."

Le pavillon fait partie d'un projet de recherche pour étudier les moyens de surmonter les limitations actuelles de fabrication additive à des échelles architecturales et répondre aux deux récentes propositions pour : une maison faite de sections de béton imprimés en 3D et un logement composé d'éléments préfabriqués en plastique.
dezeen_Robot-silk-worms-to-print-pavilion_1.jpgImage par microscopie électronique à balayage de la surface extérieure d'un cocon de ver à soie. Image réalisée par le Dr James Weaver, Wyss Institute, de l'Université de Harvard

Les imprimantes 3D d'aujourd'hui sont pour la plupart en mesure de produire des matériaux homogènes, tandis que les matériaux naturels présentent souvent des propriétés variables. Un ver à soie, par exemple, est capable de produire un cocon avec un extérieur résistant et un intérieur doux en faisant varier la densité et la structure des fibres de soie qu'il dépose.

"Le ver tourne sa tête suivant 8 mouvements différents de manière à permettre la distribution de la soie, et varier sa densité, son épaisseur et à travers ces manipulations, il contrôle ses propriétés mécaniques en fonction des contraintes structurelles et environnementales", explique Oxman. "Par exemple, les couches internes du cocon sont relativement molles, tandis que les couches extérieures du cocon sont plus rigides. Le ver varie les propriétés de la soie selon la fonction à obtenir et peut être considéré comme l'équivalent biologique d'une imprimante mobile 3D multi-matériaux. "

Le Pavillon de la soie sera construit en utilisant les technologies de fabrication numérique au MIT Media Lab. Il sera installé le 22 Avril et mesurera 3.6m par 3.6m.

Oxman estime que l'impression de forme libre à l'aide des bras robotisés a plus de potentiel pour les constructions architecturales que les systèmes d'impression 3D actuels. Ces derniers utilisent des portiques qui ne peuvent pas se déplacer dans trois directions et qui ont besoin de structures de soutien complexes pour éviter que les éléments de construction s'effondrent sous leur propre poids.

"Lors de l'impression 3D traditionnelle la taille du portique pose une limite évidente: il est défini par trois axes et nécessite généralement l'utilisation de matériel d'appui, ce qui est limitant pour le concepteur qui souhaite imprimer à grandes échelles et atteindre des complexité structurelle et matérielle importantes», explique Oxman. "Une fois que nous plaçons une tête d'impression 3D sur un bras robotisé, nous nous libérons de ces limitations presque instantanément."

Dans le futur, les bâtiments pouront être construits par des essaims de minuscules robots. "Je dirais que l'impression 3D est plus que tout une approche de l'organisation des matériaux."

Oxman estime que l'impression 3D n'aura un avenir que si elle remet en question les techniques de construction traditionnelles tout en étant sensible aux contextes culturels.

Elle ajoute: "Dépasser la limitation d'échelle à l'aide de grands portiques ne peut offrir autant que des essaims de robots constructeurs munit d'imprimantes 3D. Cette technique  pousse vraiment la construction de bâtiments dans le 21ème siècle".

Le Pavillon CNSilk est développé par le groupe Mediated Matter du MIT Media Lab en collaboration avec le professeur Fiorenzo Omenetto de la Tufts University et du Dr James Weaver de l'Institut Wyss de l'Université d'Harvard.

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