Les robots volants pourraient être la réponse au défi de construire des structures dans des endroits éloignés ou difficiles d’accès, selon des ingénieurs qui ont développé une approche basée sur les drones pour l’impression 3D.
Fabrication additive aérienne avec plusieurs robots autonomes. Image : Kovac et al/Nature
Le ciment de tuyauterie ou un autre support structurel via une énorme plate-forme d’impression 3D a déjà fait ses preuves en tant que méthode potentielle pour automatiser la construction de maisons et d’autres bâtiments.
Mais la machinerie lourde a ses limites, que les ingénieurs proposent de percer en utilisant des drones pour manœuvrer une buse d’impression 3D.
Les abeilles et les guêpes, qui construisent des structures à partir de fibres de bois régurgitées en purée, ont inspiré les chercheurs du London Imperial College et de l’Empa, les Laboratoires fédéraux suisses de science et technologie des matériaux. Ils ont développé un nouveau procédé de fabrication utilisant un groupe de robots aériens autonomes pour construire collectivement et de manière autonome des structures 3D sous supervision humaine.
Connus collectivement sous le nom de fabrication additive aérienne (Aerial-AM), les drones sont divisés en machines qui scannent une structure ou une disposition du terrain pour aider à comprendre un plan (ScanDrones) et celles qui effectuent l’impression 3D, appelées BuilDrones. Ces derniers sont équipés d’une tuyère qui se déplace pour tenir compte de la volatilité de la position de vol du drone.
Ensemble, les équipes de drones travaillent en coopération à partir d’un plan unique, adaptant leurs techniques au fur et à mesure, selon un article publié dans la revue Nature cette semaine. Les drones sont entièrement autonomes en vol mais sont surveillés par un contrôleur humain qui vérifie les progrès et intervient si nécessaire, sur la base des informations fournies par les drones, ont déclaré les chercheurs.
L’auteur principal, le professeur Mirko Kovac, directeur du département d’aéronautique de l’Impérial et du centre de robotique des matériaux et de la technologie de l’Empa, a déclaré : “Nous avons prouvé que les drones peuvent fonctionner de manière autonome et en tandem pour construire et réparer des bâtiments, du moins en laboratoire. Notre solution est évolutif et pourrait nous aider à construire et à réparer des bâtiments dans des zones difficiles d’accès à l’avenir.”
ScanDrone (à gauche) et BuildDrone (à droite). Crédit : University College London, Département d’informatique
Dans l’environnement de test, les drones ont construit des impressions de preuve de concept comprenant un cylindre de 2,05 m de haut composé de 72 couches à partir d’une mousse à base de polyuréthane. Une autre structure imprimée par les drones est un cylindre de 18 cm de haut composé de 28 couches à base d’un matériau semblable à du ciment.
Les chercheurs affirment que la technologie offre des possibilités futures pour la construction et la réparation de structures dans des endroits hauts ou difficiles d’accès. Ensuite, les chercheurs travailleront avec des entreprises de construction pour valider les solutions et fournir des capacités de réparation et de fabrication.
“Nous pensons que notre flotte de drones pourrait aider à réduire les coûts et les risques de construction à l’avenir, par rapport aux méthodes manuelles traditionnelles”, a déclaré Kovac. ®
