Maggie Grout, fondatrice de Thinking Huts, une organisation à but non lucratif, était en mission à Madagascar. Avec des besoins éducatifs urgents et plus de 1,2 milliard d'enfants déplacés dans le monde en raison de la pandémie, et plus de 260 millions d'enfants sans accès à l'éducation dans le monde, Maggie Grout a entrepris de s'attaquer à ce problème critique. Elle a créé son organisation pour servir les communautés défavorisées et prévoit maintenant de construire des écoles à partir de fichiers d'impression en 3D, avec un projet pilote à Madagascar.
La technologie développée par Hyperion Robotics est celle qui sera associée à ce projet à Madagascar. Maggie Grout s'est également associée à l'agence d'architecture Studio Mortazavi, basée à San Francisco, fondée par l'architecte Amir Mortazavi, afin de créer la première école imprimée en 3D au monde sur un terrain de 1,6 hectares à Madagascar. Alors que la technologie d'impression 3D a été utilisée pour de nombreux projets ces derniers temps, y compris les voitures et certains projets d'architecture, ce sera la première école à grande échelle à utiliser cette méthodologie.
Amir Mortazavi a déclaré que l’école pilote sera construite sur le campus universitaire de l’École de gestion et d’innovation technologique (EMIT) de Fianarantsoa. Il y aura un campus, du préscolaire au lycée, pour des centaines d'étudiants, avec différents bâtiments pour les sciences, les bibliothèques, l'éducation physique, les salles de classe de musique et d'arts, et des laboratoires informatiques.
Le design
Simple mais efficace, la conception présente une configuration de ruche qui permet l'implantation de plusieurs écoles, et comprend également des murs végétaux sur les façades et des panneaux solaires pour alimenter les bâtiments. L'école pilote consistera en une conception hybride comportant des murs imprimés en 3D et des matériaux de construction locaux pour le toit et les ouvertures. Des "poches" sur les façades permettent des jardins verticaux.
Amir Mortazavi n'avait pas pris en compte les restrictions actuelles du Covid-19 pendant la conception, car le lancement de la première école était prévu de décembre 2021 à mars 2022 à Madagascar. Il était convaincu que les voyages en avion seraient autorisés. Ce qui va retarder le projet.
Défis et opportunités
Les plus grands défis concernent les contraintes de la technologie d'impression 3D. "Notre motif en relief architectural unique, ainsi que les blocs de ventilation, peuvent être fabriqués par l'imprimante. Nous avons mis en place un motif traditionnel malgache qui a un cachet répétitif à la fois à l'intérieur et à l'extérieur du bâtiment, que nous testons actuellement. La plupart des objets imprimés en 3D auront un ton gris clair comme couleur de base, parce que nous voulons que le bâtiment soit camouflé dans son environnement naturel, de la même manière que les bâtiments en pisé utilisent les pigments de la terre enveloppant la structure. Nous voulons qu'il y ait une graduation naturelle dans les différentes couches de la structure, semblable à la façon dont une falaise rocheuse aurait des variations de ton", a précisé l'architecte.
Deux couches de mur de 5 centimètres d'épaisseur, espacées l'une à l'autre de 20 à 30 centimètres formeront la structure standard des bâtiments. Les murs porteurs, considérés comme des coques extérieures, supporteront une structure en forme de toile d'araignée qui les relie mais qui laisseront des vides de réservation pour la plomberie et l'électricité des bâtiments. "Nous prévoyons une ventilation suffisante en haut des murs pour une circulation naturelle de l'air afin de maintenir le climat frais", a expliqué Mortazavi.
"L'avantage des murs imprimés en 3D est que c'est plus facile de créer des courbes plutôt que des angles droits. Nous pouvons avoir des murs qui ondulent en épaisseur et créer des motifs en relief qui, avec des formes de construction traditionnelles, sont plus difficiles et plus coûteux", note Amir Mortazavi. Les trames modulaires polygonales offrent une certaine flexibilité afin que l'école puisse augmenter sa taille en fonction de la demande. L'architecte a conçu l'intérieur suivant l'esthétique de la région, en travaillant avec des artisans locaux pour produire des meubles en bois récolté dans des sites de reboisement à Madagascar.
"La déforestation est un problème majeur à Madagascar, qui abrite un écosystème riche en biodiversité avec de nombreuses espèces endémiques connues uniquement sur l'île. Nous y ferons un voyage de reconnaissance sous peu lorsqu'il sera possible et sûr de s'y rendre", a déclaré Mortazavi.
Impact économique et social, l'avenir de l'impression 3D
Thinking Huts espère que l'école de Madagascar stimulera l'innovation, tout en créant des opportunités et un accès à l'éducation. "Notre conception hybride est consciente de l’économie locale en établissant des partenariats avec des entreprises malgaches, ou implantées à Madagascar telles que LafargeHolcim, quand nous nous approvisionnerons en matériaux", a précisé Maggie Grout. En extrapolant les chiffres, 60% des 1,3 million d'élèves malgaches en âge de fréquenter l'école primaire ne sont pas inscrits à l'école, en supposant un ratio élève-enseignant ambitieux de 35 pour 1. Ceci suggère un besoin total de plus de 22.000 salles de classe. "Le besoin d'infrastructures éducatives à Madagascar, et dans le monde, est énorme et notre concept est évolutif. Aussi nous continuons à construire des écoles avec pour des communautés à travers le monde, là où ce sera la nécessité est élevée", a conclu Maggie Grout.
Son objectif est d’avoir une base de réflexion pour chaque communauté où les enfants n’ont pas accès à l’éducation. Elle espère en faire imprimer une douzaine au cours de la première année du projet tout en recherchant des opportunités dans d'autres pays dès que le processus et la technique seront affinés. Sa campagne pour trouver des fonds, appelée "Thoughtful Giving" vise à lever 350.000 dollars pour une première phase, afin de soutenir le projet pilote et les trois prochaines écoles à Fianarantsoa.
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