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Jean Delaunay

Une lueur d’espoir culturelle pour un village suisse mourant, découvrez la plus haute tour imprimée en 3D du monde

La tour blanche futuriste de Mulegns mesure 30 mètres de haut. Cet espace culturel polyvalent devrait ouvrir ses portes en juin et devenir la plus haute structure imprimée en 3D au monde.

Dans les projections numériques, la Tour Blanche de Mulegns ressemble tout droit à un film de science-fiction.

Entourée par les sommets enneigés des Alpes suisses, la tour d’ivoire vaporeuse s’élève d’une vallée comme un arbre centenaire. Tout comme un arbre, sa structure est suffisamment solide pour résister aux hivers froids et aux vents puissants qui caractérisent le col de montagne.

Une projection 3D montre le Tor Alva s'élevant du col du Julier à la tombée de la nuit.
Une projection 3D montre le Tor Alva s’élevant du col du Julier à la tombée de la nuit.

À la fois salle de concert, installation artistique et monument, la construction abstraite de 30 mètres de haut deviendra la plus haute structure imprimée en 3D au monde une fois achevée, prévue pour juin.

Le projet « Tor Alva » a débuté il y a trois ans comme une initiative visant à redonner vie aux villages en déclin du Col du Julier, qui était autrefois un point de transit important entre le nord et le sud de l’Europe.

La population de Mulegns, le village où la tour est installée, a considérablement chuté depuis son apogée au milieu du XIXe siècle. Aujourd’hui, seulement 16 personnes environ y vivent et de nombreux bâtiments sont abandonnés et vides.

Nova Fundaziun Origen, la fondation culturelle de la région, a proposé qu’une merveille architecturale comme Tor Alva pourrait détenir le secret de la renaissance de la région, incitant les gens à s’arrêter et à visiter, à assister à un spectacle et peut-être même à passer quelques nuits.

Une projection 3D montre le Tor Alva s'élevant du col du Julier à la tombée de la nuit.
Une projection 3D montre le Tor Alva s’élevant du col du Julier à la tombée de la nuit.

Un exercice de travail d’équipe créatif

Prouesse de construction moderne, Tor Alva est le fruit d’années de travail et de collaboration impliquant des dizaines d’ingénieurs, de spécialistes des matériaux et de chercheurs.

La tour est fabriquée à partir de béton imprimé en 3D à l’aide d’un procédé d’extrusion mis au point au Département de technologie du bâtiment (DBT) de l’École polytechnique fédérale (ETH). à Zurich.

Le Tor Alva est fabriqué à partir de béton blanc, imprimé en 3D à l'aide d'un procédé d'extrusion mis au point par l'ETH Zurich.
Le Tor Alva est fabriqué à partir de béton blanc, imprimé en 3D à l’aide d’un procédé d’extrusion mis au point par l’ETH Zurich.

Il a été conçu par les architectes Michael Hansmeyer et Benjamin Dillenburger, tous deux pionniers de la conception informatique et de la fabrication numérique.

Bien que l’impression 3D du béton existe depuis des années, c’est la première fois que le processus permet d’intégrer des barres d’armature ou des tiges de renfort en acier, donnant à la structure la stabilité nécessaire pour tenir debout, selon Hansmeyer.

« Jusqu’à présent, aucune barre d’armature n’était intégrée au béton », a déclaré Hansmeyer à L’Observatoire de l’Europe Culture. « Nous avons pu intégrer pour la première fois des barres d’armature dans ce processus d’extrusion de béton, ce qui nous permet de construire très, très haut. »

Le bâtiment est composé de 32 colonnes préfabriquées, qui peuvent facilement être imprimées et assemblées sur place. Il comporte cinq niveaux, qui deviennent plus lumineux et aérés à mesure que l’on monte l’escalier en colimaçon, pour atteindre la salle de spectacle en forme de dôme tout en haut.

La structure de 30 mètres de haut est composée de 32 colonnes en forme de Y, avec cinq niveaux reliés par un escalier central en colimaçon.
La structure de 30 mètres de haut est composée de 32 colonnes en forme de Y, avec cinq niveaux reliés par un escalier central en colimaçon.
L'espace de représentation au dernier étage de la tour peut accueillir 45 visiteurs et dispose d'une vue panoramique et d'un plafond voûté.
L’espace de représentation au dernier étage de la tour peut accueillir 45 visiteurs et dispose d’une vue panoramique et d’un plafond voûté.

L’espace de représentation peut accueillir 45 visiteurs et offre une vue panoramique sur les montagnes environnantes. La façade de la tour comportera une membrane translucide amovible pour protéger les visiteurs du froid hivernal.

Début février, le processus d’impression a commencé pour les huit premières colonnes, qui constitueront l’étage inférieur du bâtiment. Il faudra au total 900 heures pour que tous les éléments soient imprimés en 3D.

L'impression des huit premières colonnes a commencé le 1er février.  Au total, il faudra 900 heures d’impression 3D pour que la tour soit achevée.
L’impression des huit premières colonnes a commencé le 1er février. Au total, il faudra 900 heures d’impression 3D pour que la tour soit achevée.
La technologie d'impression 3D permet de créer des formes plus fluides que les méthodes de construction traditionnelles.  Le Tor Alva est composé de colonnes en forme de Y.
La technologie d’impression 3D permet de créer des formes plus fluides que les méthodes de construction traditionnelles. Le Tor Alva est composé de colonnes en forme de Y.

Nouvelles libertés, nouveaux défis

Cette nouvelle façon de construire s’accompagne d’une multitude de nouvelles libertés en matière de conception, ainsi que de défis uniques en matière d’intégrité structurelle.

La forme du Tor Alva, avec ses colonnes ramifiées et sa surface ondulée, n’aurait jamais pu être réalisée avec des méthodes de construction traditionnelles, a déclaré Hansmeyer.

« Au cours des 100 dernières années, l’architecture a été confrontée à des formes standardisées, généralement tendues à des angles de 90 degrés, à des surfaces qui ne sont pas articulées mais plutôt plates », a déclaré Hansmeyer. « En utilisant cette technique d’impression 3D, nous pouvons réintroduire gratuitement un ornement, ou des courbures non standards, car le robot ne se soucie pas vraiment de savoir s’il imprime une ligne droite ou une ligne ornée. »

« Pour nous, architectes, cette liberté de conception est extrêmement excitante », a-t-il ajouté.

Chaque colonne possède son propre motif de surface et ses propres ornements, un exemple du pouvoir de l'impression 3D pour transformer un bâtiment.
Chaque colonne possède son propre motif de surface et ses propres ornements, un exemple du pouvoir de l’impression 3D pour transformer un bâtiment.
Un test d'éclairage est réalisé sur les huit premières colonnes du Tor Alva en Suisse.
Un test d’éclairage est réalisé sur les huit premières colonnes du Tor Alva en Suisse.

Chaque colonne de la tour sera unique, avec sa propre structure de surface et sa propre couche ornementale agissant comme une empreinte digitale. D’une certaine manière, dit Hansmeyer, la technologie moderne peut effectivement ramener un certain aspect artisanal à la construction, qui était pour l’essentiel absent des constructions contemporaines.

« C’est presque comme remonter le temps avant l’industrialisation, la production de masse et la production à la chaîne, à une époque où il y avait davantage de production artisanale », a-t-il déclaré.

Mais la conception a également été influencée par des contraintes techniques, a ajouté Hansmeyer. La tour était initialement dessinée avec des colonnes verticales, qui ont été remplacées par celles actuelles en forme de Y après que les chercheurs ont découvert qu’elles pouvaient mieux résister aux charges provoquées par les vents et les activités.

Une manière de construire plus écologique

Un autre avantage de l’impression 3D du béton est que les structures ont un impact environnemental moindre, selon Hansmeyer.

Traditionnellement, la construction de structures en béton nécessite des coffrages ou des cadres qui sont utilisés pour donner sa forme au béton coulé. Les structures en béton ont également été réalisées à partir de blocs ou de colonnes pleines, contrainte technique qui préserve la solidité structurelle du bâtiment.

Une projection 3D du deuxième niveau de Tor Alva, avec l'escalier en colimaçon au centre.
Une projection 3D du deuxième niveau de Tor Alva, avec l’escalier en colimaçon au centre.

Mais l’impression 3D offre une alternative unique et plus minimaliste : le coffrage n’est plus nécessaire, ce qui permet d’économiser des matériaux, et la quantité de béton nécessaire pour construire une structure solide est réduite car les robots impliqués dans l’impression 3D peuvent imprimer uniquement l’enveloppe extérieure du bâtiment. .

Le problème de la fin de vie du bâtiment, qui constitue l’un des aspects les plus polluants du secteur du bâtiment, est également résolu par le fait que la structure est facilement démontable.

Colonnes du niveau 1 du Tor Alva en cours d'impression 3D.
Colonnes du niveau 1 du Tor Alva en cours d’impression 3D.

« Cette tour est entièrement construite de manière modulaire et les choses sont simplement assemblées », a déclaré Hansmeyer. « Nous pouvons donc dévisser les différentes pièces et démonter la tour pour lui donner une seconde utilisation ou une seconde vie, soit comme tour ailleurs, soit pour intégrer les composants à un autre projet dans le futur. »

Le Tor Alva restera à Mulegns de juin 2024 jusqu’à son démontage en 2029, après quoi il poursuivra son voyage ailleurs.

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