Des ingénieurs dévoilent un matériau bio-inspiré 5,6 fois plus résistant que le béton classique

En s’inspirant de l’os cortical des fémurs humains, deux ingénieurs de Princeton ont réussi à développer un matériau 5,6 fois plus résistant que le béton traditionnel.

Le béton est, sans nul doute, le matériau de construction le plus utilisé dans le monde. Dans le secteur industriel, environ 150 tonnes sont coulées chaque seconde, d’après des chiffres publiés sur le site de Carbo. S’il est aussi prisé des maîtres d’œuvre et des maîtres d’ouvrage, c’est en grande partie grâce à sa robustesse et sa longévité. Toutefois, dans certains cas et pour diverses raisons, il peut subir d’importants dommages, tels que des fissures, et se briser brutalement. Dans l’optique de rendre les bâtiments plus sûrs, des ingénieurs de Princeton ont mis au point un matériau à base de ciment, nettement plus résistant que le béton classique.

Un matériau bio-inspiré

Dans la conception de leur matériau innovant, le professeur de génie civil et environnemental, Reza Moini, ainsi que le candidat au doctorat, Shashank Gupta, n’ont pas utilisé de fibre ni de plastique pour le renforcer. Ils se sont plutôt inspirés des os humains, plus précisément de l’os cortical. Cette paroi dense du fémur est constituée d’ostéons, des éléments tubulaires permettant de dévier les fissures, de limiter leur propagation et de prévenir une rupture brutale, en cas d’impact. Afin de rendre leur matériau plus robuste, les deux ingénieurs de l’Université Princeton ont reproduit les ostéons en intégrant des tubes cylindriques et elliptiques dans la pâte de ciment. À noter que l’équipe de recherche a utilisé l’impression 3D dans la réalisation du matériau. Ils ont, dans un premier temps, créé un moule tubulaire à base d’alcool vinylique et ont versé du caoutchouc dans celui-ci pour fabriquer un négatif. L’ensemble a ensuite été dissous pour concevoir un moule en silicone uréthane.

Un béton bio inspiré de l'os humain qui serait plus résistant que le béton classique.
Un béton bio inspiré de l’os humain qui serait plus résistant que le béton classique. Crédit photo : Sameer A. Khan/Fotobuddy pour l’Université de Princeton

Une résistance nettement supérieure à celle du béton classique

Grâce à l’intégration de tubes, l’équipe de recherche de Princeton a remarqué que celles-ci piègent les fissures, puis ralentissent leur propagation. Selon Shashank Gupta, ce mécanisme permet de mieux contrôler les fissures et d’éviter les défaillances soudaines, qui peuvent être catastrophiques. Dans le but de vérifier leur théorie et d’évaluer la robustesse de leur invention, les deux scientifiques ont effectué des tests de flexion et de pliage. Les opérations ont été réalisées à de nombreuses reprises et ont permis de conclure que le matériau est 5,6 fois plus résistant que le béton classique.

Une technologie en cours d’amélioration

Si les tests réalisés sur le matériau ont été concluants et ont permis de démontrer qu’il est nettement plus résistant que le béton classique, les deux ingénieurs de Princeton étudient encore de nouvelles méthodes pour améliorer sa robustesse. D’après Shashank Gupta, ils n’ont fait que commencer à explorer les possibilités. Il a déclaré que de nombreuses variables restent à étudier, tels que l’orientation, la forme, la taille et le degré de désordres des tubes. Il a également ajouté que les principes de conception de leur invention peuvent être utilisés sur des matériaux de construction cassants, afin de mettre en place des structures bénéficiant d’une meilleure résistance.

Pour information, en améliorant la ténacité des éléments qui composent les bâtiments, ce matériau permettrait de réduire les besoins en ciment. Dans la mesure où il limite les risques de dommage pouvant entraîner la réalisation d’importants travaux de réparation ou de reconstruction. Plus d’informations ici. Verrons-nous de telles techniques appliquées dans les constructions un jour ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .

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Via
newatlas.comhellocarbo.com
Source
engineering.princeton.edu

Raharisoa Saholy Tiana

Je m’appelle Tiana et je suis journaliste professionnelle. J’ai une affinité particulière pour les sujets d’actualités et sur tout ce qui a trait à l’environnement, à l’innovation et au lifestyle. Depuis plusieurs années, j’ai couvert un large éventail de sujets liés entre autres aux questions environnementales et aux nouvelles technologies. Chez Neozone, j’interviens pour vous faire découvrir ces sujets fascinants, qui peuvent apporter de grands changements dans la société et qui méritent d’être mis en lumière. De nature curieuse et créative, j’ai toujours voulu devenir une journaliste web francophone. Après avoir obtenu mon diplôme de maîtrise en droit privé à l'université d’Antananarivo, j’ai décidé de me former aux métiers de la rédaction. J’ai commencé dans une agence web locale, avant de me lancer dans le « freelancing ». Cela fait plus de 10 ans que j’évolue dans ce secteur, en collaborant notamment avec de nombreuses agences et sites internationaux. Cette citation de Léon Trotsky m’inspire et me motive au quotidien : « La persévérance, c'est ce qui rend l'impossible possible, le possible probable et le probable réalisé. »

4 commentaires

  1. Je ne savais pas qu’il existait des matériaux plus robuste que le béton classique. Après je suis d’accord sur le fait que le béton tend à se fissurer avec le temps. Il y a d’ailleurs de plus en plus de drames liés à des anciens bâtiments construits en béton qui ne cessent de s’éffondrer. Si ce nouveau matériau permret de rendre les logements plus sûrs sur la durée je trouve que c’est un bon point pour remplacer le béton classique par ce ciment.

  2. Il est dit quce nouveau matériau permettrait d’éviter des travaux de rénovation ou de reconstruction. Ce serait donc peut-être la solution pour ne plus voir ces nombreux et horribles échaffaudages qui font maintenant partis du paysage ? Ce serait top alors parce que bcp de paysages ou de villes incroyables se retrouvent amochis par ces échaffaudages. Si ce ciment a une durée de vie et une fiabilité plus élevé que le béton classique alors pourquoi pas.

  3. Je veux bien que les avancées technologiques et le progrès soiient importants pour que notre société évolue mais au bout d’un moment faut se calmer. Vous remettez en question des techniques de construction mises au point il y a des centaines d’années et qui n’ont jamais dérangés personne. Ce ciment, comme tous les autres matériaux, se fissurera lui aussi avec le temp et devra également être rénové ou reconstruit au bout d’un certain temps. Arrêtez de croire tout ce que vous lisez.

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