Des drones d’impression 3D, à la manière des abeilles, seraient capables de construire des bâtiments en vol, notamment dans des lieux difficilement accessibles ou dangereux pour les humains. N’ayant fait leurs preuves pour l’instant qu’en laboratoire, ils pourraient également être utilisés pour des reconstructions d’urgence à la suite d’une catastrophe.
Quand des drones s’inspirent des abeilles
Les travailleurs du bâtiment feront-ils place dans quelques années à des drones bâtisseurs ? Une équipe de chercheurs internationaux a récemment mené une série d’expériences consistant à mettre au point une flotte d’imprimantes 3D volantes inspirées des abeilles, capables de construire et de réparer des structures en plein vol. Les résultats de ces travaux ont été publiés dans la revue Nature le 21 septembre.
L’équipe dirigée par des scientifiques de l’Imperial College de Londres et de l’Empa – le Laboratoire fédéral suisse de science et technologie des matériaux – affirme que le système testé en laboratoire pourrait être utilisé pour la fabrication et la construction dans des endroits difficiles d’accès ou dangereux, comme les immeubles de grande hauteur, ou pour réaliser des constructions de secours après une catastrophe.
Les chercheurs ont testé les robots volants à impression 3D en utilisant « des méthodes de construction collective inspirées des bâtisseurs naturels comme les abeilles et les guêpes qui travaillent ensemble pour créer de grandes structures complexes ».
Surveillés par un contrôleur humain
Par ailleurs, les chercheurs impliqués dans le projet affirment que ces drones constructeurs, connus sous le nom de « fabrication additive aérienne » (Aerial-AM), pourraient permettre de bâtir des constructions plus sûres tout en réduisant les coûts.
Bien qu’entièrement autonomes lorsqu’ils volent, ces drones sont surveillés par un contrôleur humain qui vérifie la progression des travaux et intervient si nécessaire, sur la base des informations fournies par les drones. Ces derniers n’ont pas tous le même rôle puisque la flotte se compose de « BuilDrones », qui déposent les matériaux pendant le vol, et de « ScanDrones » de contrôle de la qualité qui mesurent en permanence la production des « BuilDrones », afin de les informer des prochaines étapes de fabrication.
Pour tester ce concept, les chercheurs ont mis au point quatre mélanges cimentaires différents avec lesquels les drones devaient construire. Tout au long de la construction, les drones ont évalué la géométrie imprimée en temps réel et ont adapté leur comportement pour s’assurer qu’ils respectaient les spécifications de construction. Selon les chercheurs, les drones ont atteint une précision de fabrication de 5 mm.
Efficaces, « du moins en laboratoire »
Les impressions de démonstration de l’équipe comprenaient un cylindre de 2,05 m de haut (72 couches) avec un matériau en mousse à base de polyuréthane, et un cylindre de 18 cm de haut (28 couches) avec un ciment spécial conçu sur mesure. Ainsi, des drones travaillant ensemble peuvent créer de grandes structures imprimées en 3D, en mousse ou en ciment.
Ces expériences ouvrent la voie à un avenir où des essaims de drones pourraient aider à construire des bâtiments extrêmement hauts ou complexes et d’autres structures comme des ponts, sans avoir besoin d’échafaudages de soutien ou de gros engins de construction.
Selon l’auteur principal de la publication, Mirko Kovac, du département d’aéronautique de l’Imperial College et du centre de robotique des matériaux et des technologies de l’Empa, ces expériences ont prouvé que les drones étaient capables de travailler indépendamment et en tandem pour construire et réparer des bâtiments. « Du moins en laboratoire », a-t-il précisé…
Les difficultés techniques liées au port de charges plus lourdes devront aussi être surmontées avant de voir ces appareils être utilisés sur des chantiers réels.
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