La prochaine génération de béton fibré à ultra hautes performances (BFUP) vient d'être créée à l'EPFL. Le nouveau matériau sera utilisé pour renforcer et prolonger la durée de vie des ponts et autres structures, qu'elles soient neuves ou anciennes. Quoi de plus, le processus de fabrication de ce matériau libère 60 à 70 % de CO en moins 2 que la génération précédente de béton fibré.

L'industrie de la construction représente environ 40 pour cent du CO mondial 2 émissions, dont une grande partie peut être attribuée à la fabrication du béton. Et des pays comme la Suisse, où les structures en béton fleurissent depuis les années 1960, sont maintenant confrontés à la tâche d'entretenir ces structures pour s'assurer qu'elles restent sûres dans le futur. Il s'agit d'un défi de taille avec des considérations à la fois environnementales et techniques.

Laboratoire de Maintenance et Sécurité des Structures (MCS) de l'EPFL, dirigé par Eugen Brühwiler, a développé une expertise de pointe dans ce domaine au cours des 25 dernières années. Le MCS est spécialisé dans deux domaines :développer des bétons plus respectueux de l'environnement, et des réalisations de plus en plus sophistiquées, largement basé sur la surveillance, évaluations des structures existantes, comme les ponts routiers et ferroviaires en Suisse et dans le monde.

Pour son doctorat. thèse, Le chercheur du MCS, Amir Hajiesmaeili, a cherché à développer la prochaine génération de béton fibré à ultra hautes performances (BFUP). Son objectif était de développer un matériau qui conserve les propriétés mécaniques du béton d'aujourd'hui, mais sans les fibres d'acier. Le BFUP proposé par Hajiesmaeili est 10 % plus léger que les autres bétons fibrés, et son impact environnemental est inférieur de 60 à 70 pour cent. Ce nouveau matériel est si efficace que le premier transfert technologique aura lieu en 2020, quand il sera utilisé pour renforcer un pont.

Bonne recette

Hajiesmaeili aime la nourriture et sait se débrouiller dans une cuisine. Après avoir obtenu une maîtrise en génie civil à l'Université de Téhéran, il est venu à l'EPFL pour faire son doctorat. dans le cadre du projet PNR « Retour d'énergie » (PNR 70) du Fonds national suisse de la recherche scientifique. Il a passé près de quatre ans à "cuisiner" à l'EPFL. Chaque semaine, il préparait différentes combinaisons de poudres de manière scientifique, selon un nouveau modèle d'emballage complet qu'ils ont développé dans MCS et les agiter dans un mélangeur. Il ferait ensuite passer ses échantillons à travers divers tests de résistance et de traction et affinerait ses calculs. Son objectif était de produire un nouveau BFUP aussi résistant que celui actuellement utilisé dans le secteur de la construction mais produisant moins de CO 2 .

"Après trois ans de tâtonnements, nous avons enfin trouvé la bonne recette, une recette qui répond également aux normes de construction les plus strictes, " dit Hajiesmaeili. Comment a-t-il fait ? Au lieu de la fibre d'acier, il a utilisé une fibre de polyéthylène synthétique très rigide qui adhère bien à la matrice de ciment. Il a également remplacé la moitié du ciment, un liant couramment utilisé dans le béton, avec du calcaire, un matériau largement disponible dans le monde entier. "L'astuce était de trouver un matériau très résistant et produisant la bonne consistance."

Technologie suisse

Depuis 15 ans, Le BFUP de première génération a été utilisé pour renforcer les ponts afin de les rendre plus durables, grâce à une technologie développée en Suisse et exportée à l'étranger. Son empreinte carbone est déjà inférieure à celle du béton armé conventionnel. "Avec ce matériel, nous pouvons ajouter de la valeur aux structures séculaires en veillant à ce qu'elles durent longtemps, Longtemps, " dit Brühwiler, dont le laboratoire a déjà supervisé le renforcement structurel de plus de 100 ponts et bâtiments en Suisse. "Cette solution est également beaucoup plus saine sur le plan financier et environnemental que de raser et de reconstruire des structures existantes comme des ponts et des monuments historiques."

Dans l'expérience de Brühwiler, le transfert de technologie dans l'industrie de la construction n'est efficace que lorsque trois critères sont remplis :les personnes à chaque étape de la chaîne de construction, des directeurs de construction aux ouvriers, sont bien formées (comme c'est le cas en Suisse); il y a un code du bâtiment; et il existe des incitations financières et individuelles pour les parties prenantes à changer leurs habitudes.