Les procédés d’impression 3D de béton par extrusion sont de plus en plus étudiés et utilisés dans le domaine de la construction. Toutefois, l’absence de normes spécifiques et la difficulté à garantir les performances mécaniques du matériau limitent encore leur emploi à des fins structurelles. Cette thèse, menée conjointement par le Laboratoire Navier et l’entreprise XtreeE, vise à répondre à ces enjeux à travers une approche combinant formulation, caractérisation et conception. 

Dans une première partie, une méthode de formulation de matériaux imprimables, fondée sur le modèle de l’empilement compressible, a été développée. Elle permet d’identifier des compositions adaptées à l’utilisation en impression 3D bi-composant, pouvant intégrer des liants alternatifs dans l’objectif de réduire l’empreinte environnementale des matériaux. 

La seconde partie s’intéresse aux performances mécaniques des matériaux imprimés, notamment lorsqu’ils sont renforcés par des fibres continues selon le procédé de Flow-Based Pultrusion, développé au sein du Laboratoire Navier. Ce procédé améliore la résistance en traction et confère une ductilité favorable à une utilisation structurelle. 

Enfin, une coque imprimée à échelle réelle, conçue et dimensionnée selon les principes dérivés de l’Eurocode 2, illustre le potentiel de ces technologies pour la fabrication d’éléments architecturaux complexes. Ces travaux s’inscrivent dans une démarche de recherche appliquée, tournée vers des solutions robotisées et préfabriquées pour le génie civil et l’architecture.