Les déchets de verre connaissent une seconde vie high-tech grâce à un partenariat entre la startup de fabrication avancée Vitriform3D et l’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) du Department of Energy. Selon l’ORNL, cette collaboration utilise l’impression 3D pour transformer des bouteilles jetées en produits architecturaux durables, tels que des carreaux décoratifs, des dessous de verre et, potentiellement, des revêtements de façade à grande échelle.
Au cœur du procédé se trouve le binder jetting, une forme d’impression 3D qui construit des objets couche par couche à partir de matériau en poudre. Dans ce cas, des bouteilles en verre usagées sont broyées en une fine poudre semblable à du sable avant qu’un bras robotisé n’étale le matériau en fines couches. Des buses spécialisées appliquent ensuite l’adhésif et la couleur, formant progressivement un objet fini qui est ensuite traité thermiquement afin de renforcer sa forme finale.
« Essentiellement, vous collez ensemble le verre en poudre », a déclaré Alex Stiles, cofondateur de Vitriform3D. Stiles a expliqué que le matériau fini contient « 90 à 95 pour cent de déchets de verre », combinés à une petite quantité d’adhésif polymère liant, ce qui crée un matériau classé comme pierre reconstituée.
Le projet a débuté lorsque Stiles et Dustin Gilmer, aujourd’hui professeur à l’University of Tennessee, ont travaillé ensemble en tant qu’étudiants sur une initiative de recherche en impression 3D liée au scientifique de l’ORNL Tomonori Saito et à IACMI, The Composites Institute. Leur idée d’utiliser du verre broyé comme matériau imprimable n’avait auparavant pas été explorée dans les systèmes de binder jetting.
L’équipe a ensuite rejoint le programme d’entrepreneuriat Innovation Crossroads du DOE à l’ORNL, obtenant l’accès au Manufacturing Demonstration Facility (MDF), où elle a perfectionné le logiciel de l’imprimante, les formulations d’adhésifs et les proportions de matériaux afin d’améliorer la résistance et l’apparence des produits en verre imprimés.
Aujourd’hui, la recherche s’étend aux applications de construction. Le chercheur de l’ORNL spécialisé dans les technologies du bâtiment Nolan Hayes collabore avec Vitriform3D afin de développer des revêtements de façade pour bâtiments en verre recyclé.
« Le verre est extrêmement résilient, durable et polyvalent », a déclaré Hayes. « Il est résistant au feu et peut supporter des conditions météorologiques extrêmes. »
Cette collaboration met également en lumière un défi plus vaste du recyclage. Bien que le verre puisse être recyclé indéfiniment, seul environ un tiers des déchets de verre aux États-Unis est actuellement réutilisé. En adaptant les systèmes d’impression 3D au verre recyclé, l’équipe de l’ORNL et de Vitriform3D espère créer de nouveaux usages pour un matériau qui finit trop souvent dans des décharges.
