GROS OEUVRE  
Dimension 58 – novembre 2020

Gros plan sur les détails : impression 3D de la maison de Kamp C

Kamp C, le Centre de la Durabilité et de l’Innovation dans la construction, a construit sur son terrain une maison unique via l’impression 3D. En tant qu’architecte, vous vous demandez probablement ce qu’il en est des détails architecturaux. Nous vous les expliquons dans cette rubrique.

La maison de Kamp C est née d’un projet de recherche innovant sur les opportunités des murs imprimés en 3D. Elle s’inscrit dans le cadre du projet EFRO C3PO où huit organisations issues des mondes scientifique et économique unissent leurs forces : Kamp C, Trias architecten, l’Université de Gand, Thomas More Hogeschool, Van Roey, Concrete House et ViCre. Ce projet C3PO projet a reçu un soutien financier important de l’Europe et de la Province d’Anvers.

Ce projet est avant tout une expérience qui rassemble de nombreuses techniques. Trois compositions de toiture et deux compositions de murs ont été mises en oeuvre. Une attention spécifique a été accordée à l’évitement des nœuds constructifs. La maison a été construite selon BEN et combine une valeur d’isolation élevée et des techniques durables comme une pompe à chaleur, un chauffage au sol et au plafond, et des panneaux solaires en façades.

Composition de murs

La maison est divisée en une aile gauche et une aile droite, chaque aile est construite différemment. Grâce à la technique d’impression 3D pilotée par ordinateur, les architectes n’ont pas dû suivre de lignes rectilignes mais ont pu réaliser une forme organique complexe. Les murs sont en grande partie conçus selon 2 dimensions horizontales, mais avec la technique d’impression, des murs organiques auraient pu en principe être construits en 3 dimensions. Dans les pièces d’essai, un surplomb de 10 degrés a été réalisé avec succès, ainsi qu’un surplomb de 5 degrés en façade, mais on ne peut pas vraiment parler de construction tridimensionnelle. Les murs ont une épaisseur totale de 38 cm et une isolation de 16 cm.

Dans l’aile gauche, les façades sont construites tel un mur à rupture thermique sans cavité d’air. Les feuilles intérieures et extérieures de la cavité ont été érigées en même temps et sont régulièrement reliées entre elles par une armature en béton armé. Ces barres de béton isolées permettent d’éviter les nœuds constructifs. La cavité a ensuite été remplie de perles EPS comme matériau d’isolation.

L’aile droite est construite comme une façade ETICS (External Thermal Insulation Composite System), le béton imprimé en 3D est uniquement visible de l’intérieur, des panneaux d’isolation en EPS et un plâtrage composite ont été posés côté extérieur.

Côté sud de l’aile droite, la façade est entièrement recouverte de panneaux solaires. Des panneaux d’isolation en EPS ont été utilisés, l’isolation et la structure porteuse du revêtement de façade sont contenues dans un seul système. Les panneaux solaires avec une cavité d’air ventilée ont directement été posés sur les supports du système de façade. Les panneaux forment un revêtement de façade esthétique faisant office de panneau solaire.

Les trois systèmes de murs sont extrêmement solides grâce à la composition du béton. La résistance à la compression est trois fois plus solide qu’un mur identique en briques rapides. Les couches d’impression créent un relief esthétique visible à l’intérieur et à l’extérieur. Les murs pouvaient être plâtrés mais garder le béton visible valorise la technique d’impression.

Pendant l’impression, des bavettes hydrofuges ont été posées manuellement pour garantir l’évacuation de l’eau à hauteur des raccords de la toiture, des fenêtres et des portes et au-dessus des fondations. A l’extérieur, les fenêtres sont finies avec un profilé en aluminium et un encadrement en bois à l’intérieur.

Composition du plancher et de la toiture

Deux compositions ont également été travaillées dans la toiture. A l’aile gauche, la toiture est réalisée avec des dalles en béton et une couche de compression sur laquelle une isolation PIR de 18 cm est posée. La toiture de l’aile droite est construite avec des poutres en bois de 175x63mm, un placage multiplex et une isolation PUR de 18 cm. Sur la couche EPDM, il y a une toiture végétale. L’excès d’eau de pluie est évacué par les gargouilles.

La toiture de l’aile gauche comprend des hourdis en béton préfabriqué avec une couche de compression sur laquelle un panneau PUR de 18 cm et un revêtement EPDM sont posés. Comme les façades de l’aile gauche sont isolées côté extérieur, un nœud constructif peut se former. Le problème a été résolu avec des blocs de béton cellulaire montés sur place, sur lesquels les bavettes EPDM ont été posées avant la reprise de l’impression. A cette aile, l’eau de pluie est évacuée par les conduites placées dans l’isolation extérieure.

Les planchers sont construits comme les toitures. Dans l’aile gauche, ouverte jusqu’au toit, une grille en bois est prévue, tandis que des hourdis en béton préfabriqués ont été appliqués dans l’aile droite. Au rez-de-chaussée, il y a un chauffage au sol, et un chauffage au plafond est placé au premier étage de l’aile droite. Le chauffage au sol est installé classiquement, le chauffage au plafond est fixé aux hourdis en béton.

Ce projet est une première bonne base pour étudier les technologies de l’impression 3D. C’est une plus-value qui combine divers types de nœuds constructifs dans un projet. Cela permet d’étudier les conséquences physiques des solutions proposées. Ce serait passionnant d’aller plus loin et de poursuivre l’exploration de la technique dans la troisième dimension. On ne peut qu’espérer cela dans l’avenir.

Rédaction: Ir.-arch. Silvia De Nolf, conseillère au service d’études NAV