En annonçant qu’elle allait imprimer 100 maisons en 3D à Austin, au Texas, Icon a su retenir notre attention (et pas qu’un peu, puisque nous reparlons de l’entreprise à plusieurs reprises dans cette liste). En collaboration avec la société de construction de maisons Lennar, Icon prévoit de lancer le projet en 2022.

Vulcan, le système innovant de construction développé par Icon et qui sera utilisé pour ce projet, est capable de créer rapidement des bâtiments d’une surface maximale de 278 m². Cette méthode de fabrication permet de produire des maisons résilientes, à haut rendement énergétique, et dans le respect des normes du Code international du bâtiment (IBC).

Icon a également pris d’assaut le SXSW en 2022, en proposant des visites guidées de son projet antérieur, la Zero House. Avec son architecture unique, ses finitions impeccables et son électroménager haut de gamme, la « maison zéro » a fait parler d’elle dans les médias, car il s’agit de l’une des premières maisons imprimées en 3D destinées aux acheteurs fortunés. Les entreprises à l’origine de ce projet estiment que les maisons imprimées en 3D doivent d’abord s’adresser aux classes moyennes et élevées afin que la technologie se démocratise.

• Projet : lotissement de 100 maisons
• Année : 2022
• Lieu : Austin, Texas (États-Unis)
• Constructeurs : Icon, Lennar

En décembre 2021, Habitat for Humanity a fait le plus beau des cadeaux de Noël en remettant les clés de sa première maison imprimée en 3D à ses premiers occupants. L’organisation caritative s’est associée à Alquist pour imprimer la maison de plain-pied en béton.

En offrant cette maison à des familles à faible revenu qui travaillent bénévolement pour l’organisation, Habitat for Humanity prouve le potentiel énorme d’économie que permet la technologie. Parallèlement, ce projet sert également de preuve de concept à Alquist pour faire avancer Virginia, son projet à plus grande échelle.

Sans doute l’un des aspects les plus impressionnants du projet : il n’a fallu que 12 heures pour imprimer cette maison de deux chambres. Habitat for Humanity espère qu’il s’agit là du premier pas vers un avenir où il sera possible de construire des logements abordables en l’espace d’une nuit.

• Projet : maison de 111 m²
• Année : 2021
• Lieu : Virginia (États-Unis)
• Constructeur : Alquist

SQ4D a elle aussi fait le buzz lors de la mise sur le marché de cette maison de Riverhead, dans l’État de New York. En effet, il s’agit de la première maison imprimée en 3D dont la vente commerciale a été autorisée aux États-Unis.

De nombreux constructeurs se vantent du potentiel des maisons imprimées en 3D, mais SQ4D a été le premier à joindre le geste à la parole en proposant la maison sur Zillow (un site d’annonces immobilières) à un prix inférieur de 50 % à celui des logements comparables de la région. Une autre preuve des avantages de l’impression 3D.

En plus de ses 140 m² d’espace habitable, de ses trois chambres et de ses deux salles de bain, cette maison dispose d’un garage de 70 m² qui loge deux voitures, sur un terrain de 1 000 m². Tout cela pour la moitié de la valeur du marché, car la machine silencieuse de SQ4D peut imprimer pendant 24 heures d’affilée, sans s’interrompre pendant la nuit. Ainsi, la maison a été achevée en 48 heures seulement, et seuls trois employés étaient nécessaires pour superviser le bon fonctionnement de la machine.

• Projet : maison de 140 m²
• Année : 2021
• Lieu : New York (États-Unis)
• Constructeur : SQ4D

Une autre première sur notre liste, et même première mondiale ! C’est dire si Peri met la barre très haut. Haut comment ? Haut comme un immeuble d’habitation de trois étages comptant plusieurs appartements ! Alors que la plupart des maisons imprimées en 3D ne comportent qu’un seul niveau, ce projet s’est servi de l’imprimante 3D de COBOD pour revendiquer le titre du plus haut bâtiment résidentiel imprimé en 3D.

Ce projet a été entièrement imprimé sur place en Allemagne : aucune pièce à faire venir ou à assembler, comme c’est le cas pour d’autres constructions de taille ambitieuse. On économise donc sur les coûts, mais aussi sur le transport, notamment maritime, ce qui en fait un projet plus écologique et durable. Les premiers résidents ont pu emménager dans l’un des appartements en août 2021.

• Projet : immeuble d’habitation de trois étages
• Année : 2021
• Lieu : Wallenhausen (Allemagne)
• Constructeurs : Peri, COBOD

En 2021, un couple de Néerlandais est devenu la première famille à vivre à plein temps dans une maison imprimée en 3D, ce qui a fait la une des journaux. Et ces retraités d’Amsterdam n’ont de cesse d’en chanter les louanges depuis.

Ce n’est peut-être pas la première maison imprimée en 3D, mais c’est la première en Europe qui possède des murs porteurs imprimés en 3D officiellement approuvée par les autorités pour être mise sur le marché. Cela signifie qu’elle est la première dont les locataires paient un loyer pour avoir le privilège de vivre dans une maison imprimée en 3D.

• Projet : maison de 94 m²
• Année : 2021
• Lieu : Eindhoven (Pays-Bas)
• Constructeur : Weber Benelux

Si vous êtes passionné par les maisons imprimées en 3D, voici votre chance de tester le concept en chair et en os le temps d’un week-end. En Colombie-Britannique, au Canada, Twente Additive Manufacturing s’est associé à World House pour dévoiler cette maison en 2021 d’une manière plutôt originale : en la publiant sur AirBnB. Le seul problème ? Cette annonce a eu un tel succès que le calendrier de réservations est déjà plein.

Imprimée en 2020, la maison tire son nom et son style unique en spirale de la séquence mathématique de Fibonacci. Le design a été choisi pour mettre en avant l’architecture originale qu’il est possible de produire grâce à l’impression 3D, technologie avec laquelle la construction traditionnelle ne peut rivaliser. Ce projet prouve que les avantages de la construction 3D vont bien plus loin que les économies de coûts et la vitesse, même si ce sont ceux dont on parle le plus.

• Projet : maison de 28 m²
• Année : 2020
• Lieu : Colombie-Britannique (Canada)
• Constructeur : Twente Additive Manufacturing

Après avoir dévoilé la première structure imprimée en 3D en Inde en 2018, Tvasta est revenu en 2020 pour y présenter la première maison imprimée en 3D. Ce projet cible le marché immobilier grand public plutôt que les logements à faible revenu, et il comprend même un bassin d’eau dans la cour !

Il a fallu 21 jours pour imprimer cette maison, ce qui est un peu plus long que les autres de cette liste, mais il faut dire que certaines touches de luxe ont été ajoutées pour que la demeure se démarque de la concurrence. Pour autant, elle n’a coûté à construire que 20 % de ce que coûte en moyenne la construction résidentielle classique en Inde ! Si l’on considère l’écart de coût moyen entre l’Inde et l’Amérique du Nord ou l’Europe, cela prouve une fois de plus que l’impression 3D change radicalement la donne dans le domaine de la construction.

• Projet : maison de 56 m²
• Année : 2020
• Lieu : Chennai (Inde)
• Constructeur : Tvasta

La première maison imprimée en 3D de République tchèque est également une maison… qui flotte ! Prvok, comme elle a été baptisée, a été conçue par Michal Trpak, en collaboration avec les architectes de Scoolpt.

Les murs imprimés en 3D de cette maison sont surmontés d’une toiture végétale durable permettant d’intégrer des systèmes de récupération d’eau. Prvok est composée de trois pièces : une chambre, une salle de bain et une cuisine. Le processus d’impression n’a duré que 48 heures, et la structure serait au moins trois fois plus solide que les murs en béton traditionnels. D’après l’entreprise, elle devrait tenir au moins 100 ans !

• Projet : maison de 43 m²
• Année : 2020
• Lieu : České Budějovice (République tchèque)
• Constructeurs : Michal Trpak, Scoolpt

Nous avons déjà évoqué Icon dans notre liste en raison de son partenariat avec la société de construction Lennar, pour le projet du lotissement de 100 maisons. Pour ce projet-ci, six maisons de 37 m² ont été imprimées en coopération avec Logan Architecture.

Ces habitations accueillent des personnes sans abri à Austin, au Texas. Chaque structure dispose d’une cuisine équipée, d’un salon, d’une chambre individuelle et d’une salle de bain. L’objectif est de continuer à construire ces maisons pour le Community First Village et d’offrir un logement permanent aux personnes dans le besoin.

• Projet : maison de 38 m²
• Année : 2020
• Lieu : Austin, Texas (États-Unis)
• Constructeurs : Icon, Logan Architecture

La DFAB House est une prouesse d’ingénierie qui a été à la fois planifiée et construite numériquement. Lancé en février 2019, ce projet est l’œuvre de professeurs de l’ETH Zurich en collaboration avec des partenaires industriels, et a été construit à l’aide de nombreux robots et imprimantes 3D.

Cette structure de trois étages utilise la plate-forme existante du bâtiment NEST de l’Empa comme base. Sa création partait d’une volonté de tester en conditions réelles les nouvelles technologies du secteur de la construction ou de l’énergie.

Si de nombreuses méthodes de fabrication numérique ont été utilisées dans l’édification de la DFAB, l’impression 3D en particulier a permis la fabrication des dalles de plafond. Ces structures légères ont nécessité une imprimante 3D à projection de liant grand format pour les coffrages, qui ont ensuite été coulés avec du béton. Le plafond de 80 m² ne mesure que 20 millimètres d’épaisseur et ne pèse que la moitié du poids habituel pour des structures comparables.

• Projet : maison de 200 m²
• Année : 2019
• Lieu : Dübendorf (Suisse)
• Constructeur : ETH Zurich

On aurait tendance à penser que les maisons imprimées en 3D sont nécessairement petites. C’est faux. Preuve en est l’immense maison de 175 m² construite récemment par SQ4D. À l’époque, l’entreprise prétendait qu’il s’agissait de la plus grande maison imprimée en 3D jamais réalisée (oui, un autre record). Le processus de construction a nécessité 48 heures d’impression, réparties sur une période de 8 jours, et n’a nécessité que trois personnes sur le site pour la supervision.

Ce projet a pu être réalisé grâce au système de construction robotique autonome, ou ARCS, en attente de brevet, une technologie développée par SQ4D. Selon l’entreprise, ce système a besoin d’environ 38 litres de carburant pour 46 m² de construction, ce qui représente au total une réduction de 70 % des coûts de construction. Impressionnant !

• Projet : maison de 175 m²
• Année : 2019
• Lieu : Long Island (États-Unis)
• Constructeur : SQ4D

Voici une autre « première », cette fois sur le continent africain : le titre de la première maison imprimée en 3D en Afrique revient à Benguérir, au Maroc, pour la compétition Solar Decathlon Africa de 2019. Le projet a été imaginé par Be More 3D, une start-up espagnole spécialisée dans le logement durable à faible coût, et est né d’un concept d’imprimante 3D à béton de l’Université polytechnique de Valence.

Cette maison de 32 m² a été créée en 12 heures seulement à l’aide de l’imprimante à béton BEM Pro 2 de l’entreprise. Selon son PDG, la durée de la construction pourrait être réduite à 8 heures seulement en augmentant la vitesse d’impression.

Pour clore cette histoire en beauté, la maison marocaine imprimée en 3D a finalement permis à Be More 3D de remporter le prix de la start-up la plus innovante.

• Projet : maison de 32 m²
• Année : 2019
• Lieu : Benguérir (Maroc)
• Constructeur : Be More 3D

Personne ne l’ignore, les techniques de construction traditionnelles ne suffisent pas toujours à répondre aux besoins d’hébergement d’une population toujours plus nombreuse. Pour répondre à cette problématique, New Story, une organisation à but non lucratif qui construit des maisons abordables et sûres pour les populations vulnérables, s’est associée à Icon, la start-up de robotique mentionnée à plusieurs reprises dans cette liste. Son imprimante 3D à béton Vulcan II pourrait être la solution tant attendue pour fournir des maisons à ceux qui en ont le plus besoin.

Bien que New Story multiplie les initiatives dans des pays comme le Salvador, Haïti et la Bolivie, ce projet en cours au Mexique serait le premier village au monde entièrement imprimé en 3D.

La construction des premières maisons s’est achevée fin 2019, mais l’objectif est d’en bâtir au total plus de 50. Les habitations comprennent deux chambres, une salle de bain, une cuisine et un séjour.

• Projet : maison de 45 m²
• Année : 2019
• Lieu : Tabasco (Mexique)
• Constructeurs : New Story, Icon

Voici un concept qui cherche à établir un lien symbiotique entre le processus de construction et la nature. La Lotus House a été conçue et fabriquée par des étudiants de l’Université Washington de Saint-Louis dans le cadre du Solar Decathlon de 2018 à Dezhou, en Chine.L’équipe avait pour objectif de réduire les émissions de CO2 et le gaspillage de matériaux liés au chantier.

Pour ce projet, l’impression 3D n’a pas servi à la construction proprement dite : elle a en réalité permis de créer des moules pour les murs, qui ont ensuite été coulés avec du béton. Chaque moule peut être réutilisé au moins 100 fois, contrairement aux moules en bois qui ne peuvent servir que deux fois.

La Lotus House invite une circulation fluide, cherchant à prolonger la flexibilité et la fonctionnalité des espaces au sein de la maison. Lieu de tous les rassemblements dans la culture chinoise, la salle à manger constitue sans surprise le cœur du foyer.

• Projet : maison de 60 m²
• Année : 2018
• Lieu : Dezhou (Chine)
• Constructeur : Université Washington de Saint-Louis

WASP, fabricant italien d’imprimantes 3D, s’est penché lui aussi sur l’impression 3D de maisons. Le fruit de ses efforts : Gaia. Cette structure n’est que la première étape de son projet plus ambitieux, le nom de Shamballa Village, qui se veut le premier village au monde entièrement imprimé en 3D.

Pour imprimer cette maison, WASP a utilisé la Crane Wasp, son imprimante 3D qui se rapproche de la grue. Niveau matériaux, le fabricant a puisé dans les ressources naturelles locales. Totalement en phase avec les principes du développement durable, ce projet exploite en effet la terre crue et les déchets naturels issus de la chaîne de production rizicole de la région. Cette approche permet de construire des maisons à faible coût qui ne nécessitent pas de recourir à des systèmes de chauffage ou de climatisation, selon la saison.

Le projet Shamballa est toujours en cours et se concentre sur la durabilité et la réduction des coûts.

• Projet : maison de 12 m²
• Année : 2018
• Lieu : Massa Lombarda (Italie)
• Constructeur : WASP

Yhnova est une maison conçue par l’Université de Nantes en collaboration avec le laboratoire des sciences du numérique de Nantes (LS2N) dans le cadre de la semaine du design, qui s’est tenu dans la même ville en 2017. Elle a été construite à l’aide de la technologie brevetée de l’université, appelée Batiprint3D, qui intègre également des méthodes de construction plus traditionnelles.

Cette maison de 95 m² a nécessité 54 heures d’impression 3D et plus de 4 mois pour les finitions intérieures et extérieures (portes, fenêtres et toiture). Selon les créateurs du projet, elle est entièrement isolée thermiquement et permet une bonne circulation de l’air.

Bien qu’Yhnova ait été achevée en 2017, elle n’a accueilli ses premiers habitants qu’en 2018, lorsque la famille Ramdani y a emménagé. Les Ramdani sont ainsi devenus les premiers habitants au monde d’une structure imprimée en 3D, et ils y vivent toujours depuis.

• Projet : maison de 95 m²
• Année : 2017
• Lieu : Nantes (France)
• Constructeurs : Université de Nantes, LS2N

Le BOD, acronyme de « Building on Demand », serait la première maison imprimée en 3D d’Europe (bien qu’elles soient visiblement plusieurs à se disputer le titre). Conçu par COBOD, une branche de génie civil de 3D Prinhuset, le projet a été développé dans le cadre de l’initiative « Impression 3D et construction » menée par le gouvernement danois.

L’objectif de COBOD consistait à illustrer les avantages économiques et architecturaux des maisons imprimées en 3D. La structure ne comporte pas un seul mur droit, les fenêtres et les portes constituant les seuls éléments rectilignes. Les fondations du BOD sont également partiellement imprimées en 3D, un autre pied de nez aux techniques de construction classiques. Le projet a connu un tel succès que COBOD a reçu un financement pour sa prochaine génération d’imprimantes 3D.

• Projet : maison de 50 m²
• Année : 2017
• Lieu : Copenhague (Danemark)
• Constructeur : COBOD

Cette villa de deux étages imprimée en 3D a été créée par l’entreprise chinoise HuaShang Tengda. Cette maison de 400 m² a été intégralement imprimée sur place, à l’occasion d’un chantier qui n’a duré que 45 jours. HuaShang Tengda a d’abord érigé la charpente de la villa, puis a procédé au coulage du béton à l’aide de son système d’impression 3D conçu sur mesure.

Les murs se composent de 20 tonnes de béton C30 et font 250 mm d’épaisseur. Résultat : une structure d’une solidité exceptionnelle. Les tests sismiques effectués ont montré que la villa imprimée en 3D devrait être capable de résister à un séisme de niveau huit sur l’échelle de Richter.

En plus de prouver l’expertise de HuaShang Tengda en matière de construction imprimée en 3D, ce projet démontre aussi que l’entreprise est un adversaire digne de sa concurrente Winsun, dont nous parlons plus bas.

• Projet : maison de 400 m²
• Année : 2016
• Lieu : Beijing (Chine)
• Constructeur : HuaShang Tengda

Une envie pressante ? C’est l’occasion de découvrir les toilettes publiques imprimées en 3D de l’entreprise chinoise Winsun.

La structure est élégante et moderne, et comprend des toilettes pour hommes et pour femmes, ainsi que des installations dédiées pour les enfants et les personnes handicapées. Également imprimées en 3D, des sculptures vertes et jaunes en forme de feuilles encerclent le tout, offrant à l’ensemble une esthétique évocatrice de la nature.

Le chantier n’a duré qu’un mois, la majorité de la structure ayant été imprimée au sein de l’usine de Winsun et assemblée sur place. Bien que ces toilettes aient été créées spécifiquement pour l’exposition internationale du tourisme en Chine, elles restent, à notre connaissance, ouvertes au public.

• Projet : toilettes publiques
• Année : 2016
• Lieu : montagne de Dayang (Chine)
• Constructeur : Winsun

Implantée à une centaine de kilomètres de Moscou, cette maison imprimée en 3D par Apis Cor est l’un des projets d’impression 3D qui a fait le plus parlé lors de son achèvement.Ce qui le rend vraiment unique, c’est que tous les principaux composants de la maison sont fabriqués sur place, ce qui permet de réduire les frais de transport et d’assemblage. Par ailleurs, le processus d’impression 3D en lui-même n’a duré que 24 heures.

En combinant des éléments solides et du polyuréthane liquide, Apis Cor a également pu réaliser l’isolation thermique sur place. À l’intérieur du bâtiment en forme de rotor, on retrouve un style contemporain, un beau parquet, et de l’électroménager fourni par Samsung.

La construction de cette maison moderne et toute ronde n’aura coûté que 10 000 $, selon Apis Cor. Elle peut par ailleurs résister à une température de -35 °C.Depuis, l’entreprise américaine a créé d’autres structures imprimées en 3D, que nous vous présentons plus loin dans cette liste.

• Projet : maison de 38 m²
• Année : 2016
• Lieu : Stoupino (Russie)
• Constructeur : Apis Cor

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How Much Does a 3D Printed House Cost?

Selon le Guinness World Records, le « bureau du futur » a été le tout premier bâtiment commercial imprimé en 3D. Il a été conçu par le cabinet Gensler à l’intention du comité national des Émirats arabes unis, pour servir de siège social à la Dubai Future Foundation. Il s’agit d’un bâtiment entièrement fonctionnel, avec électricité, eau courante, système de télécommunication, et même climatisation.

La structure a été imprimée en 3D par la société chinoise Winsun dans son usine de Shanghai. Une fois toutes les pièces terminées, elles ont été expédiées à Dubaï.Au total, ce procédé a permis de réduire les coûts de main-d’œuvre de 50 à 80 % et les déchets liés au chantier de 30 à 60 %. L’impression de l’ensemble du bâtiment n’a pris que 17 jours, suivis d’un assemblage sur place qui a nécessité deux jours supplémentaires.

La Dubai Future Foundation a depuis déménagé dans de nouveaux bureaux, mais cet espace reste disponible pour toutes les entreprises qui souhaitent occuper le bâtiment considéré comme le catalyseur du boom de l’impression 3D à Dubaï.

• Projet : espace de bureaux de 240 m²
• Année : 2016
• Lieu : Dubaï (Émirats arabes unis)
• Constructeurs : Gensler, Winsun

Répondant au doux nom d’AMIE (Additive Manufacturing Integrated Energy), ce projet a été imaginé par le laboratoire national d’Oak Ridge (ORNL), qui dépend du ministère de l’Énergie des États-Unis. Bien plus qu’une simple maison imprimée en 3D, il s’agit en réalité d’un bâtiment alimenté par l’énergie solaire et relié à un véhicule électrique hybride, conçu pour créer un système énergétique intégré. Le véhicule, lui aussi imprimé en 3D, fournit de l’énergie à la maison durant la nuit, tandis que les panneaux solaires fixés au toit de la maison fournissent de l’énergie au véhicule pendant la journée.

Le mobile home et la voiture ont tous deux été fabriqués à l’aide d’une imprimante 3D BAAM appartenant à l’ORNL, à partir d’un matériau polymère renforcé de fibres de carbone. Développée en collaboration avec Cincinnati Inc., cette imprimante 3D géante est capable d’imprimer des structures pouvant mesurer jusqu’à 6 x 3,6 x 1,8 mètres. Cette maison de 11 x 3,6 x 4 mètres a été conçue par le cabinet d’architectes Skidmore, Owings et Merrill (SOM) et assemblée par Clayton Homes.

Depuis ce chantier, l’ORNL a continué à travailler sur des projets d’impression 3D, notamment sur des véhicules et des bâtiments, mais aussi de la machinerie lourde et même un submersible.

• Projet : bâtiment de 45 m² et son véhicule hybride
• Année : 2015
• Lieu : Oak Ridge, Tennessee (États-Unis)
• Constructeurs : ORNL, SOM

L’Urban Cabin, une petite cabane imprimée en 3D en plein cœur d’Amsterdam, a été conçue par DUS Architects. Elle fait partie intégrante d’un projet de recherche axé sur les solutions de logement compactes et durables en milieu urbain. Ce projet (parmi d’autres) vise à mettre en lumière le potentiel de l’impression 3D pour les solutions d’hébergement d’urgence, par exemple en cas de catastrophe naturelle, en produisant des logements temporaires, mais fonctionnels.

La petite bicoque, qui ne mesure que 25 m³, est dotée d’un porche et d’un canapé-lit. Il y a même une baignoire à l’extérieur ! Elle a été fabriquée à l’aide d’une imprimante 3D FDM qui utilise des matériaux en bioplastique durable.

Depuis la fin du chantier, les architectes de DUS ont développé d’autres projets d’impression 3D, notamment la Canal House, ainsi que du mobilier sur mesure au Japon.

• Projet : cabane de 8 m²
• Année : 2015
• Lieu : Amsterdam (Pays-Bas)
• Constructeur : DUS Architects

Dernier élément de cette liste, et pas des moindres, voici un majestueux château imprimé en 3D conçu par Andrey Rudenko, à qui l’on doit également l’imprimante 3D béton.

Ce système est capable d’imprimer des couches de béton de 10 millimètres de haut sur 30 millimètres de large. C’est une hauteur de couche relativement faible, qui permet d’obtenir des détails exceptionnels, surtout pour l’impression béton. C’est ce niveau de précision qui a permis d’offrir au château sa finition lisse et courbe.

Le château représente le premier chantier 3D de Rudenko, un projet qui lui a permis d’améliorer ses connaissances et sa machine, afin de viser des ambitions plus grandes. Après avoir mis la dernière couche à l’édifice en 2014, le maker avait annoncé vouloir imprimer une maison à taille réelle. En 2022, le chantier n’a toujours pas commencé. Par contre, la machine a été utilisée pour d’autres projets, comme nous le verrons un peu plus tard.

• Projet : mini-château de 15 m²
• Année : 2014
• Lieu : Minnesota (États-Unis)
• Constructeur : Andrey Rudenko