Des chercheurs du département de l'Énergie des États-Unis, en collaboration avec l'Université du Maine et le cabinet d'architecture SHoP Architects, ont mis au point un panneau de sol innovant qui pourrait remplacer l'acier et le béton dans les constructions. Fabriqué à partir de bioplastique et de résidus de bois, le SM2ART Nfloor cassette panel est une solution recyclable, plus respectueuse de l'environnement et plus rapide à produire que les matériaux traditionnels utilisés dans les bâtiments à plusieurs étages.
Un matériau issu de la biomasse
Le panneau SM2ART Nfloor a été créé grâce à l'impression 3D, utilisant un mélange de polylactide (PLA) — un bioplastique dérivé de résidus de maïs — et de farine de bois issue de déchets de transformation du bois. Le concept est né d'une initiative de SHoP Architects visant à explorer le potentiel des matériaux biosourcés et de la fabrication additive pour la production en série de panneaux de sol.
Le produit final présente des propriétés mécaniques similaires à celles d'une dalle en acier et béton, tout en étant plus écologique. Selon les chercheurs, l'ajout de farine de bois au PLA augmente considérablement la rigidité du panneau, ce qui est essentiel pour ses performances globales. « Ce que nous ne pouvons pas atteindre uniquement avec les propriétés des matériaux, nous le compensons par la conception structurelle », explique Katie Copenhaver, chercheuse au laboratoire ORNL (Oak Ridge National Laboratory).
Optimisation de la conception pour la performance
La résistance du panneau est non seulement due à la combinaison des matériaux, mais aussi à sa forme géométrique, qui permet de répartir les charges sur les bords extérieurs, là où il est supporté par la structure en acier du bâtiment. Cette conception innovante permet d'exploiter pleinement les avantages de la fabrication additive.
Contrairement aux cassettes de sol en acier, composées de 31 pièces et trois matériaux différents, le panneau Nfloor est une pièce monomatière, plus rapide à produire et plus facile à recycler. Les chercheurs estiment que ce processus réduit le temps de fabrication d'environ 33 %.
Des caractéristiques supplémentaires intégrées dans le design
L'un des principaux avantages de l'impression 3D réside dans la possibilité d'intégrer directement des canaux pour le câblage, la plomberie et les conduits de ventilation. Cela permet d'éviter les découpes post-fabrication, réduisant ainsi le temps de travail et les coûts associés. Le panneau Nfloor prend environ 30 heures à imprimer, avec des économies de main-d'œuvre substantielles.
SHoP Architects met l'accent sur l'intégration des nouvelles technologies dans le secteur du bâtiment, tout en maintenant un focus sur les performances. Selon John Cerone, associé principal chez SHoP, ce projet permet d'optimiser l'utilisation des matériaux biosourcés tout en conservant la même résistance que les solutions conventionnelles.
Vers une industrialisation durable des matériaux
Bien que le SM2ART Nfloor en soit encore à ses débuts, les chercheurs et SHoP Architects estiment que ce type de produit pourrait jouer un rôle clé dans le développement de matériaux organiques pour la construction, notamment pour des bâtiments modulaires et multifamiliaux. Ce mélange de PLA et de farine de bois peut être utilisé pour produire de nombreuses pièces fabriquées en série, offrant ainsi une nouvelle alternative aux matériaux classiques.
Christopher Sharples, l’un des fondateurs de SHoP Architects, souligne que cette avancée n’est pas seulement technologique, mais qu’elle pourrait révolutionner la production de matériaux dans toutes sortes de projets, en créant des possibilités plus performantes et plus efficaces dans la construction de tous les jours.
Le panneau de sol en bioplastique et résidus de bois SM2ART Nfloor démontre le potentiel de l'impression 3D et des matériaux biosourcés dans le domaine de l'architecture. Grâce à son design optimisé, sa durabilité et sa capacité à remplacer les matériaux traditionnels, il pourrait constituer une alternative intéressante pour les projets de construction futurs. Les recherches se poursuivent pour affiner sa conception et étendre ses applications, permettant ainsi d'avancer vers des constructions plus respectueuses de l'environnement et économiquement viables.
Ce projet s'inscrit dans une tendance croissante à explorer des solutions innovantes et durables pour réduire l'empreinte carbone des bâtiments tout en conservant des perfor
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