Le laboratoire d’ingénierie computationnelle et de robotique de l’Université Carnegie Mellon a développé un nouveau système de simulation d’impression 3D de béton capable de prédire avec précision le comportement du béton projeté sur des structures en acier. Cette technologie fournit un nouvel outil numérique pour l’automatisation de la construction en simulant les propriétés viscoélastiques et de prise du matériau.

L’impression 3D traditionnelle par extrusion de béton est limitée par la trajectoire de la buse et peine à réaliser des opérations complexes autour des armatures. Le simulateur développé par l’équipe analyse les phénomènes de goutte, d’étalement et de prise lors de la projection de béton, permettant aux entrepreneurs d’évaluer virtuellement les plans de construction. Le responsable du laboratoire, le professeur Kenji Shimada, déclare : « Pour que la technologie soit réellement viable, il est indispensable de prédire précisément le processus de projection et de séchage du béton jusqu’à sa forme finale. »

L’équipe a réalisé des essais de validation sur le site expérimental de Shimizu Corporation au Japon. Les résultats montrent que le simulateur atteint une précision de 90,75 % pour la hauteur du béton projeté et jusqu’à 97,9 % pour l’épaisseur de couverture des armatures. L’auteur principal, Yamakawa Soji, souligne : « En simplifiant des modèles physiques complexes, nous avons obtenu un calcul rapide tout en conservant la fidélité de la simulation. »

Cette technologie d’impression 3D de béton est particulièrement adaptée aux besoins de renforcement parasismique dans les zones à forte sismicité. L’équipe travaille actuellement à optimiser la détection des paramètres environnementaux et les algorithmes de traitement de surface pour améliorer encore la précision de formage. La candidate au doctorat participante, Kyshalee Vazquez-Santiago, indique : « Cette technologie offre encore un large potentiel de développement ; nous explorons de nouvelles possibilités d’application robotique. »