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Un béton intelligent capable de s'auto-régénérer


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Un béton intelligent capable de s'auto-régénérer

Au sommaire de ce numéro de Futuris : le béton fissuré peut-il s’auto-réparer ? La réponse nous vient de Belgique et des Pays-Bas.

Alors, le béton fissuré peut-il vraiment s’auto-réparer ? Et si oui, par quels mécanismes mystérieux et inattendus ?

Les ingénieurs d’un laboratoire de l’Université de Gand, en Belgique, travaillent sur un béton qui, à première vue, n’a rien d’extraordinaire. Et pourtant, il présente une propriété unique : c’est un béton capable de s’auto-régénérer en cas de fissure.

Le point avec Elke Gruyaert, ingénieur en génie civil à l’Université de Gand :

“Ce béton est composé de polymères dits “superabsorbants”. Du coup, lorsqu’une fissure apparaît et que l’eau s’y infiltre, les polymères superabsorbants gonflent et colmatent ainsi la brèche.”

Les polymères encapsulés sont incorporés dans le béton. Lorsque l‘échantillon est sec, les chercheurs le fissurent et attendent de voir ce qu’il se passe. Ils analysent alors ses propriétés mécaniques, son imperméabilité et sa résistance, comme nous l’explique Brenda Debbaut, ingénieur industrielle à l’Université de Gand :

“Si une microfissure commence d’elle-même, immédiatement, à se réparer, alors, elle ne pourra pas s’agrandir. Du coup, l’ensemble de l’ouvrage ne risque pas de s’effondrer. Nous voulons régler le problème avant qu’il ne devienne trop important.”

Ces scientifiques participent à un projet de recherche européen. Et ils estiment que les polymères élastiques utilisés sont en mesure de protéger des structures supportant des charges dynamiques et mécaniques importantes, comme des ponts ou des tunnels, que la moindre fissure peut durablement et dangereusement endommager.

“On ne s’attend pas à ce que le béton auto-régénérant recouvre sa force initiale, souligne Nele de Belie, directrice technique du Laboratoire Magnel pour la Recherche sur le Béton de l’Université de Gand et coordinatrice du projet
HEALCON. Il est suffisamment résistant tel qu’il est. Par contre, notre but est qu’il redevienne aussi imperméable qu’au départ afin que sa durabilité reste intacte.”

Quels autres produits inattendus – et naturels ceux-là – peuvent également contribuer à la réparation autogène du béton ?

À l’Université de Technologie de Delft, aux Pays-Bas, une deuxième équipe de chercheurs a réussi à identifier d’autres agents à même d’aider le béton à s’auto-réparer : des bactéries.

Henk Jonkers est biologiste à l’Université de Technologie de Delft : “les bactéries que nous avons isolées sont originaires d’endroits de la planète qui présentent des similitudes avec le béton. Elles proviennent d’un environnement rocheux et très alcalin, c’est-à-dire avec un pH très élevé. Ces bactéries aiment proliférer dans ces conditions. Elles ne sont pas pathogènes et sont donc inoffensives pour l‘être humain et l’environnement.”

À la première micro-fissure, la bactérie injectée dans le béton se mélange à l’eau présente et produit du carbonate de calcium qui va colmater la micro-fissure.

Reste à savoir quel est le degré d’imperméabilité de ce béton naturel.

“Nous cherchons à savoir si un liquide peut réussir à s’infiltrer dans la fissure une fois régénérée et en quelle quantité, précise Eirini Tziviloglou, ingénieur en génie civil à l’Université de Technologie de Delft. Et on compare ensuite les résultats avant et après réparation.”

Les chercheurs entendent maintenant tester leurs nouveaux matériaux sur des structures existantes.

Or, sachant qu’environ 70 % des tunnels et des ponts en Europe sont en béton, l’avenir de ces agents auto-régénérants nouvelle génération semble tout tracé ou presque.

Et Nele de Belie de conclure : “le coût initial du béton auto-réparant est certes plus élevé. Mais, il permet de réduire les frais de maintenance et d’accroître la durée de vie de votre ouvrage. Donc au final, ce type de béton devient financièrement intéressant.”

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