Chinese propose to build a dam with a distributed 3D printer

Chinese propose to build a dam with a distributed 3D printer

Agrandir / Les Chinois ont déjà une série de barrages sur le plateau tibétain généralement aride.

Une étude récemment publiée par une équipe de chercheurs de l’Université Tsinghua de Pékin a révélé des plans pour construire un barrage de 594 pieds de haut en utilisant des robots, l’impression 3D et l’intelligence artificielle. Les chercheurs affirment qu’il n’est pas nécessaire d’employer directement la main-d’œuvre humaine dans la construction de cette structure massive : si le plan se concrétise, le barrage produirait 5 milliards de kWh d’électricité par an. Cette quantité d’électricité sera suffisante pour répondre à la demande d’électricité de 50 millions de foyers en Chine.

Le barrage de Yangqu se trouve sur le deuxième plus grand fleuve de Chine, le fleuve Jaune, où il traverse la province de Qinghai sur le plateau tibétain. Il y a déjà un barrage sur le fleuve, la proposition est donc d’agrandir la structure existante et d’augmenter sa capacité de production d’électricité, ce qui en fera l’un des plus grands barrages du monde. Si tout se passe comme prévu, le barrage de Yangqua deviendra la plus grande structure imprimée en 3D jamais réalisée par l’IA sur la planète.

Impression 3D sans imprimante

La technologie d’impression 3D à l’échelle du bâtiment implique l’utilisation d’imprimantes 3D géantes pour produire des couches de béton qui composent la structure. Au lieu de cela, des chercheurs de l’Université Tsinghua ont développé une méthode qui leur permet d’imprimer du béton en 3D sans imprimante. Ils prévoient d’utiliser une approche de fabrication additive qui utilise un système de programmation informatisé qui prend en compte la structure 3D. Il utilisera des robots contrôlés par l’IA au lieu d’une grande imprimante 3D pour construire la mise à niveau du barrage de Yangqu.

Selon l’étude, le système de planification utilise le modèle de conception du barrage pour déterminer la quantité de matériau nécessaire pour construire une section particulière du barrage. Les robots de construction affectés à cette section collectent ensuite le matériau de remblai et le déversent à l’emplacement cible. Enfin, ils effectuent un « pavage et roulage intelligent » pour transformer le matériau en une couche imprimée en 3D. La répétition de ce processus crée plusieurs couches qui finissent par compléter la section.

Expliquant le processus en détail, l’auteur principal de l’étude et le corps professoral de l’école de génie civil de l’Université de Tsinghua, LIU Tianyun, ont écrit : « Une fois que chaque couche de construction est terminée, les robots envoient des informations sur la construction au système de programmation. Ensuite, l’ensemble du processus de remplissage est imprimé étape par étape sous le contrôle du système de programmation d’impression 3D. Pendant la construction, chaque robot travaille comme main-d’œuvre et comme entrée dans le système de programmation ; Collectivement, les robots fonctionnent comme une énorme imprimante 3D.

Cette approche unique pourrait économiser du temps et des ressources, permettant la construction simultanée de plusieurs sections du barrage de Yangqu et sans imprimante 3D encombrante qui pourrait nécessiter une assistance humaine continue. Le barrage de Yangqu, fabriqué par robot, devrait être opérationnel en 2024, dans moins de deux ans. Vous pouvez comparer cela avec deux des plus grands barrages artificiels, le barrage d’Oroville aux États-Unis et le barrage des Trois Gorges en Chine, qui ont pris respectivement sept et neuf ans pour être achevés.

Excellente idée, est-ce que ça arrivera ?

Le barrage de Yangqu n’est pas la première idée impressionnante de fabrication additive proposée par les chercheurs de l’Université de Tsinghua. En 2021, une autre équipe de scientifiques a dirigé le développement d’un pont rétractable imprimé en 3D à Shanghai. Ce pont de neuf mètres de long est contrôlé via Bluetooth et peut être entièrement déployé en moins de 60 secondes. L’équipe a également imprimé en 3D un bâtiment de bibliothèque et un pont en béton de 86 pieds de long dans le passé. Compte tenu de ces succès passés, il y a une chance que le gouvernement aille de l’avant avec la dernière idée de ce groupe.

Cependant, lorsque l’impression 3D est combinée avec l’IA et les robots (comme prévu pour le projet Yangqu Dam), cela peut également poser des problèmes. La construction d’une structure massive similaire au barrage de Yangqu nécessite généralement des centaines de travailleurs humains et de nombreux autres types de travailleurs peu qualifiés ; l’adoption généralisée de robots alimentés par l’IA pourrait mettre fin à ces emplois.

Les travailleurs qualifiés représentent environ 30% de la main-d’œuvre totale de la Chine, de sorte que les pratiques d’automatisation pourraient menacer les moyens de subsistance d’une grande population dans le pays. La sécurité est également extrêmement importante pour les barrages de cette taille et nous n’avons aucune expérience dans l’évaluation des résultats de ce type de processus.

L’impression 3D présente plusieurs avantages par rapport aux méthodes de construction traditionnelles ; par exemple, une petite maison dont la construction peut prendre des mois peut être construite en 24 heures et avec un budget bien moindre grâce à l’impression 3D. La NASA envisage même d’utiliser l’impression 3D pour construire des structures conviviales sur la Lune. L’approche proposée dans cet article a le potentiel de fournir plus d’options pour la construction future en abandonnant complètement l’imprimante.

Tsinghua University Journal, 2022. DOI : 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2022.25.045 (À propos des DOI)

Rupendra Brahambhatt est une journaliste et cinéaste expérimentée. Couvre l’actualité scientifique et culturelle, et fAu cours des cinq dernières années, il a travaillé avec des agences de presse, des magazines et des marques de médias opérant dans différentes parties du monde.

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