Un nouveau matériau de construction appelé acier à mémoire, développé à l'Empa est sur le point d'être lancé sur le marché. Le matériau peut être utilisé pour renforcer des structures en béton nouvelles et existantes. Lorsque le matériau est chauffé (une fois), la précontrainte se produit automatiquement.

Aujourd'hui, les armatures en acier des structures en béton sont pour la plupart précontraintes hydrauliquement. Cela nécessite des conduits pour le guidage des câbles de tension, ancres pour transfert de force et vérins hydrauliques à bain d'huile. L'encombrement de tous ces appareils crée les conditions-cadres géométriques de chaque structure en béton précontraint; le renforcement de structures plus anciennes échoue donc parfois en raison de l'encombrement élevé de cette méthode éprouvée.

Après 15 ans de travaux de recherche, Les experts de l'Empa signalent aujourd'hui une méthode alternative à la production en série :les alliages à mémoire de forme à base de fer qui se contractent lors du chauffage et précontraignent ainsi durablement la structure en béton. La précontrainte hydraulique peut ainsi être évitée :il suffit de chauffer brièvement l'acier, par exemple, au moyen de radiateurs électriques ou infrarouges. Le nouveau matériau de construction sera commercialisé sous le nom d'acier à mémoire. Plusieurs projets pilotes, tels que le renforcement de diverses dalles en béton armé, ont déjà réussi.

Développement de l'acier à mémoire

Le développement de l'acier à mémoire a commencé au début des années 2000. Au cours des décennies précédentes, L'Empa avait déjà été pionnière dans le renforcement du béton avec des polymères renforcés de fibres de carbone (CFRP). Cela a conduit à l'idée d'utiliser des alliages à mémoire de forme pour la précontrainte du béton. Les premiers tests avec des alliages nickel-titane ont été positifs. Cependant, le matériau connu de la médecine est beaucoup trop cher pour être utilisé dans le secteur de la construction. En 2009, Les chercheurs de l'Empa ont réussi à développer un alliage à mémoire de forme à base de fer, qu'ils ont également breveté. En 2012, des chercheurs autour de Julien Michels fondent enfin la société Re-fer AG; Michels est depuis le PDG de la jeune entreprise.

L'acier à mémoire est destiné à être utilisé pour le renforcement des bâtiments existants. Par exemple, dès nouvelles fenêtres, des portes ou des cages d'ascenseur sont installées dans la structure en béton d'un bâtiment ancien, un nouveau renforcement de la structure porteuse est souvent inévitable. Dans les bâtiments industriels, la capacité portante d'une ancienne dalle suspendue doit parfois être augmentée. Grâce à l'acier à mémoire, de telles tâches peuvent désormais également être résolues dans des espaces confinés. Une bande d'acier spécial peut être fixée sous le plafond à l'aide de chevilles puis chauffée à l'électricité ou à un radiateur infrarouge. Alternativement, l'armature peut également être coulée dans le béton. D'abord, une rainure est fraisée dans la surface de la dalle de béton ; puis une barre de renfort nervurée en acier à mémoire de forme est insérée dans la rainure et remplie de mortier spécial. Finalement, le profilé est chauffé à l'aide de courant continu et donc précontraint. Une autre variante consiste à noyer la barre d'armature dans une couche supplémentaire de béton projeté.

Éléments préfabriqués en béton à géométrie spéciale

À l'avenir, L'acier à mémoire de forme pourrait également être une méthode éprouvée pour la fabrication de pièces préfabriquées en béton avec une géométrie jusqu'alors inconnue. La précontrainte hydraulique utilisée à ce jour crée des frottements dans les structures courbes, ce qui limite grandement l'utilisation de cette méthode. Avec un profil en acier à mémoire noyé dans le béton, les constructions fortement incurvées sont maintenant également possibles. Lorsqu'il est chauffé, le profilé se contracte uniformément sur toute sa longueur sans pertes par frottement et transfère la contrainte au béton.