Ube Industries, Ltd., l'Institut de recherche portuaire et aéroportuaire, Agence japonaise pour les sciences et technologies marines et terrestres (JAMSTEC), Institut de technologie de Tokyo, et l'Université des sciences et technologies marines de Tokyo ont annoncé aujourd'hui qu'un groupe de recherche conjoint a établi une méthode d'évaluation des propriétés mécaniques du mortier de ciment durci et a lancé la toute première mesure de données in situ. Le projet de recherche vise à contribuer à la construction d'infrastructures sous-marines. En collectant des données sur la pression hydraulique apparaissant à l'intérieur du mortier de ciment durci sur un site au fond de la mer profonde, la recherche devrait fournir des données utiles pour le développement futur de matériaux d'infrastructure pour les applications en eaux profondes et l'établissement de méthodologies de conception pour les structures en eaux profondes.

La recherche est rapportée dans un article publié dans le Journal of Advanced Concrete Technology , Tome 19.

Le but de la recherche est d'élucider les propriétés mécaniques du mortier de ciment durci en raison des effets de la pression hydraulique élevée sur une courte et une longue période de temps. Classiquement, un submersible est utilisé pour récupérer les échantillons de mortier de ciment déployés sur les fonds marins, et les changements dans l'échantillon de mortier sont mesurés après récupération. cette méthode laisse ouverte la possibilité que le changement de pression de la mer profonde à la surface de la mer lors de la récupération provoque les changements dans l'échantillon de mortier de ciment, empêchant potentiellement une compréhension précise des phénomènes survenant dans les grands fonds. Par ailleurs, les essais qui utilisent un réservoir d'eau pour simuler la pression hydraulique élevée en haute mer ne peuvent pas reproduire les phénomènes dans la mesure où ils se produiraient dans une structure réelle, ou les effets des courants réels et l'attachement des organismes marins.

Les chercheurs ont mis au point une méthode qui permet une mesure in situ continue de la pression et de la déformation de l'eau apparaissant dans un échantillon de mortier de ciment sur le fond marin. Les chercheurs ne peuvent alors identifier que les phénomènes se produisant réellement en haute mer, garantissant ainsi des données précises pour l'analyse et l'interprétation.

En juillet 2020, le groupe de recherche a déployé un échantillon de mortier de ciment et un appareil de mesure à une profondeur d'eau d'environ 3, 500 mètres au bord nord-est de la fosse de Nankai, situé à environ 70 kilomètres de la pointe de la péninsule d'Izu. Le spécimen sera récupéré au cours de l'exercice 2021 et les chercheurs analyseront les données.

Le Japon est la sixième plus grande nation maritime mesurée par la superficie de sa zone économique exclusive (ZEE) et de ses eaux territoriales. Par conséquent, l'utilisation active des océans est l'un des problèmes importants auxquels le Japon est confronté. Dans la ZEE du Japon, les grands fonds représentent une très forte proportion du territoire océanique, et ces dernières années, diverses possibilités de développement des ressources océaniques ont été étudiées. D'autres possibilités sont également en discussion, qui ont le potentiel de créer de nouveaux domaines scientifiques et industriels. Il s'agit notamment de l'utilisation de l'énergie océanique telle que la production d'énergie marémotrice, installation de datacenters pour profiter des fonds marins, construction de grands détecteurs de neutrinos, et les concepts de ville sous-marine.

Utilisation de ciment, qui offre de nombreuses possibilités de conception et est très polyvalent, est à l'étude pour la construction future d'infrastructures océaniques en haute mer. Le ciment est fabriqué à partir de calcaire, qui peut être entièrement sourcé au Japon, un pays où les ressources souterraines sont par ailleurs généralement rares, il promet donc l'avantage d'un approvisionnement stable en tant que matériau.

Cependant, il n'y a pratiquement pas eu d'évaluation des impacts de l'environnement des grands fonds marins sur les structures utilisant du ciment. Dans des recherches récentes, les chercheurs ont découvert que le mortier de ciment durci se détériore considérablement en haute mer, indiquant clairement que les infrastructures en haute mer ne peuvent pas être construites en utilisant uniquement les connaissances et les méthodologies de conception existantes. Il devient important de collecter des données de base comme étape vers la construction d'infrastructures en eaux profondes.