Une caméra lit le béton imprimé en 3D pendant qu'il durcit

Huit pieds de mur, et la couche inférieure commence à se fissurer. Personne sur le chantier ne peut le voir. Des ingénieurs de Rowan University affirment disposer désormais d'un moyen de suivre ce phénomène pendant que le mur est encore en cours d'impression et de durcissement. Leur méthode mesure la déformation du béton imprimé en 3D au fur et à mesure de sa construction, y compris la réaction des couches inférieures chaque fois qu'une nouvelle couche de matériau est posée par-dessus.

Le point de départ est un outil ancien. La corrélation d'images numériques, ou DIC, suit la déformation en comparant des images prises par caméra à une image de référence prise avant le début de la charge ou du mouvement. La difficulté avec le béton imprimé, c'est qu'il n'existe pas de référence : la structure est encore en construction, et l'image de son état initial n'existe pas. Islam Mantawy, professeur adjoint en génie civil et environnemental à Rowan, résume l'enjeu sans détour. Une structure qui s'effondre en cours de construction oblige les équipes à tout recommencer, et une méthode censée être plus rapide et moins coûteuse devient plus lente et moins efficace.

L'équipe a répondu en inversant le sens de l'analyse. Behrad Koohbor, professeur associé en génie mécanique, la décrit comme l'écriture de l'histoire du processus en partant de la fin pour remonter le temps. Les chercheurs sont remontés depuis les images de la structure achevée à travers des milliers d'images captées pendant l'impression et le durcissement. Ils ont constaté que la rugosité naturelle de la surface du béton jouait le rôle de motif de suivi, si bien qu'il n'a fallu ajouter aucun marqueur au matériau. Une approche mathématique a ensuite validé la méthode.

Pour les constructeurs, le gain concret est une alerte précoce. Les chercheurs notent que la température, l'humidité et la composition chimique influent toutes sur la façon dont une structure imprimée durcit, et qu'en les suivant, les ingénieurs pourraient repérer un problème avant qu'il ne gagne le reste du mur. La même logique, estiment-ils, pourrait servir à d'autres procédés de fabrication additive, où le contrôle qualité est limité faute de pièce finie au moment où la production commence. Mantawy relie ce travail à un objectif plus lointain : sans savoir ce qui se passe à l'intérieur de la structure, l'impression 3D autonome ne sera pas possible. La source ne précise ni la précision des mesures, ni l'échelle à laquelle la méthode a été testée, ni la date à laquelle elle pourrait passer du travail de l'équipe de recherche aux chantiers.