Pendant que votre chien vous traîne dans le pâté de maisons pour sa promenade matinale, vous ne pensez probablement pas aux merveilles du trottoir du quartier. Mais ce béton est plutôt génial. A côté de l'eau, c'est le matériau le plus utilisé sur Terre. À l'avenir, le béton peut être tout aussi utile en dehors de la planète, lorsque les humains construisent une base permanente sur la lune. Ils auront besoin de matériel solide capable de résister aux bombardements dus au rayonnement solaire et aux météorites. Personne ne veut une fissure dans sa base lunaire !

La clé pour concrétiser « hors de ce monde » est peut-être de l'étudier… hors de ce monde. Pour ce faire, deux expériences ont eu lieu à bord de la Station spatiale internationale (ISS). L'enquête en microgravité sur la solidification du ciment (MICS) et l'installation de traitement à g variable à usages multiples (MVP Cell-05). Des chercheurs de la Pennsylvania State University et du Marshall Space Flight Center de la NASA analysent les résultats des études.

Le béton est un mélange de sable, gravier, et des roches « collées » entre elles par une pâte de ciment composée d'eau et de poudre de ciment. Et ce n'est pas aussi banal qu'il y paraît. Sous la surface, c'est assez complexe. Ce qui s'y passe est la clé de sa résistance et de sa durabilité. Pourtant, les scientifiques ne comprennent toujours pas tous les détails de la chimie et de la structure microscopique du béton. Les méthodes de traitement ne sont pas « coulées dans la pierre »; il y a beaucoup de place pour l'amélioration.

Aleksandra Radlinska, Chercheur principal pour les deux expériences, dit, "Nos expérimentations se concentrent sur la pâte de ciment qui maintient le mélange de béton ensemble. Nous voulons savoir ce qui se développe à l'intérieur du béton à base de ciment lorsqu'il n'y a pas de phénomène de gravité, comme la sédimentation."

Tout commence lorsque de l'eau est ajoutée au ciment. Pour le dire très simplement, la structure moléculaire du ciment change lorsque les grains de ciment se dissolvent.

Radlinska explique, « Au fur et à mesure que les « vieilles » molécules se dissolvent, l'hydrate de silicate de calcium et l'hydroxyde de calcium commencent à cristalliser."

Des myriades de ces minuscules cristaux se forment tout au long du mélange, s'imbriquant entre eux et avec les autres ingrédients concrets, comme le gravier. Les expériences de l'ISS étudient comment tout cela se déroule dans l'espace.

Radlinska dit, "Cela pourrait changer la distribution de la microstructure cristalline, et finalement les propriétés matérielles."

Le rapport eau/ciment en poudre est essentiel pour combiner efficacement les composants du béton et déterminer la résistance et la durabilité du béton final. Ce rapport devra-t-il être différent sur la lune, où la gravité est d'environ 1/6e de celle de la Terre ? C'est le genre de question que les expériences éclaireront.

Pour l'expérience MICS, les astronautes ont ajouté de l'eau à une série de paquets contenant de la poudre de ciment sèche, puis ajouté de l'alcool à certains des paquets pour arrêter le processus d'hydratation à des moments précis. Pour le MVP Cell-05, les astronautes ont également hydraté du ciment sec, mais pour cette expérience, ils ont utilisé une centrifugeuse à bord de l'ISS pour simuler la gravité à un certain nombre de forces, y compris la gravité lunaire et la gravité martienne. Pour les deux expériences, les échantillons ont été renvoyés sur Terre pour analyse.

"Nous voyons et documentons déjà des résultats inattendus, " dit Richard Grugel de Marshall, co-chercheur principal pour MVP Cell-05.

Radlinska ajoute, "Ce que nous trouvons pourrait conduire à des améliorations du béton à la fois dans l'espace et sur Terre. Étant donné que le ciment est largement utilisé dans le monde, même une petite amélioration pourrait avoir un impact énorme."

Nous pourrions même nous retrouver avec de meilleurs trottoirs pour promener nos chiens.