Après avoir ouvert un premier atelier d’impression 3D à Ollainville (Essonne), Spie batignolles en ouvrira deux autres en 2023. Cette nouvelle offre fait entrer le groupe dans l’ère du BTP 4.0 et contribue à ses engagements RSE en termes de préservation des ressources et d’amélioration des conditions de travail sur les chantiers.
Date : 12/12/2022
Fabienne Leroy
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Portée par une équipe de cinq personnes, la nouvelle activité d’impression 3D de Spie batignolles a démarré il y a un an, après l’achat d’un robot rebaptisé Ernest par les équipes. Ernest est le prénom du fondateur du groupe de BTP créé en 1871. Sur le site d’Ollainville (Essonne), Ernest a donc pris place dans un atelier de 1 200 m2 aménagé pour recevoir de nombreux visiteurs internes et externes au groupe, avec rappel des consignes de sécurité dont le port des EPI.
Cette cellule d’impression 3D se présente sous la forme d’un bras robotisé six axes prenant appui sur un socle de 2 mètres de haut, guidé par une technologie de modélisation brevetée par le Français XtreeE.
Le bout du bras articulé dépose en continu un cordon de béton (l’encre) dont les couches successives formeront l’un des vingt-neuf poteaux en fabrication ce jour-là. Il faudra 78 minutes précisément pour fabriquer un poteau creux de 3 mètres de hauteur, avec une qualité de réalisation industrielle.
L'un des vingt-neuf poteaux en béton imprimés destinés à soutenir la charpente de la piscine olympique d'Aubervilliers en construction. Ces poteaux imprimés, non armés, sont destinés à soutenir la charpente du nouveau centre olympique d’Aubervilliers en construction : ils viendront coiffer une armature en attente et seront posés à l’aide d’un matériel spécifique de levage développé par Spie batignolles, avant le coulage du béton. Avantage immédiat : l’opération de décoffrage d’un poteau classique de 4 mètres de haut, donc sur nacelle avec barre à mine, est supprimée
Fabriqués sur mesure, ces poteaux sont de différentes longueurs (jusqu’à 4,80 m). Dans le futur, des demandes d'appréciation technique d’expérimentation délivrées par le CSTB accompagneront la réalisation de ces éléments pour les rendre structurels.
Cette commande emblématique de la mairie d’Aubervilliers illustre les multiples possibilités géométriques et architecturales de la nouvelle technologie. Elle trouve également des débouchés dans le mobilier urbain, qui pourra être fabriqué avec moins de matière, en comparaison des réalisations traditionnelles en béton pleine masse.
De la même façon, une passerelle fabriquée en béton imprimée pourrait voir son bilan carbone amélioré de 25 %, grâce à l’économie de matière, selon Spie batignolles.
Avec l'impression 3D, le mobilier urbain pourra être fabriqué avec moins de matière, en comparaison aux réalisations traditionnelles en béton pleine masse. L’impression 3D trouve également tout son intérêt sur les chantiers de bâtiment classiques pour le groupe de BTP. Celui-ci a d’ailleurs regroupé son offre dans son catalogue de solutions EmPrinte (voir encadré). On y retrouve ainsi les éléments de coffrage qui permettent de réaliser les boîtes de réservation, les nœuds de poutres, les poteaux, longrines, massifs, murs et murets.
Faciles et rapides à imprimer (2 minutes pour une boîte de 20 x 20 cm), les boîtes de réservation à usage unique offrent un véritable intérêt sur le chantier pour les compagnons, selon Grégory Fouant, directeur matériel, méthodes et du GIE fabrication additive.
Le procédé supprime tout d’abord la fabrication du coffrage classique à réaliser in situ avec les risques liés à la découpe et l’assemblage des panneaux de bois.
Les boîtes de réservation en béton imprimé (différents formats possibles) offrent un véritable intérêt sur le chantier, tout d'abord en supprimant les opérations de fabrication du coffrage. Mises en place selon un mode opératoire identique, ces boîtes imprimées manuportables (moins de 10 kg) sont noyées dans le béton (pas d’opération d’enlèvement ultérieur). La précision de la fabrication imprimée évite toute reprise sur bétonnage et l’utilisation éventuelle d’un marteau-piqueur pour le compagnon.
« C’est aussi un gain de matière utile puisque ce procédé se substitue à du béton, et, enfin, on supprime les déchets qui résultent du décoffrage », ajoute Grégory Fouant. Autre intérêt : les risques d’erreurs sur chantiers lors de la réalisation des boîtes sont fortement limités avec la nouvelle solution.
« Nous envisageons la possibilité soit de réaliser des boîtes de couleurs différentes, avec une encre colorée, soit d’y incruster des formes géométriques, pour reconnaître d’un coup d’œil leurs dimensions sur le chantier », précise Pierre Couque, responsable de production fabrication additive-impression 3D.
Réalisation, avec le robot, d'une réservation pour bac à douche en béton imprimé avec un treillis métallique (qui offre une protection partielle pour le compagnon). Si ces produits demeurent « facialement un peu plus coûteux » qu’une solution traditionnelle (il faut compter par exemple entre 20 et 30 euros la boîte de réservation), en revanche, ils s’avèrent plus économiques et vertueux sur l’ensemble de la chaîne de production, selon l’équipe en charge du projet.
Ces procédés s’inscrivent en effet dans la démarche du Lean et de la maquette numérique de Spie batignolles, dont l’objectif est de faciliter les échanges entre tous les acteurs du projet pour réduire les coûts et les délais. Et ils permettent aux encadrants de chantier de mieux se concentrer sur leurs missions, selon Alexis Hermet, directeur de la qualité de réalisation et de l’innovation technique.
« C’est aussi un sujet pour nos ressources humaines car l’impression 3D génère de nouveaux métiers et de produits et donc de nouvelles formations pour l’ensemble du personnel ». Pour la jeune équipe, l’aventure ne fait d’ailleurs que commencer : elle réfléchit d’ores et déjà à utiliser de nouvelles encres (argile, plâtre, terre crue…) selon l’usage du produit imprimé.
Si le modèle économique est encore en cours de construction et de développement, le groupe affirme que l’impression 3D améliorera globalement la productivité et la sécurité sur tous ses projets.
Convaincu des bénéfices de ces nouveaux modes constructifs, Spie batignolles va déployer deux autres ateliers. « L’un sera implanté en région lyonnaise à l’été 2023 et l’autre dans le sud-ouest, dans une logique de proximité avec nos chantiers », indique Alexis Hermet.
Autre bénéfice pour le groupe : l’impression 3D peut également jouer en faveur de l’attractivité des métiers du BTP. « Nos jeunes ont les yeux qui brillent quand on leur parle de robots aptes à construire des éléments de construction et ils regardent autrement les métiers du BTP », conclut Alexis Hermet.
Les éléments produits dans l’atelier d’impression 3D de Spie batignolles sont commercialisés au travers de l’offre EmPrinte. Ces éléments sur mesure ou standards sont destinés aux chantiers du groupe mais aussi pour le compte de clients tiers. L’équipe a développé plusieurs activités comme le design (conception, modélisation, CAO, parcours d’impression, expertise structure), la production (réalisation d’un prototype) ou réalisation d’éléments (en série ou sur mesure) et la post-production (texturale, usinage, insertion d’éléments, coulage de matériaux…). En savoir plus : em-printe.fr
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