Des chercheurs de l'université de Berkeley affirment avoir développé une nouvelle manière de renforcer les structures en béton à l'aide d'une structure imprimée en 3D.
Les scientifiques affirment que cette méthode pourrait améliorer la ductilité du béton (sa capacité à se déformer sans rompre) tout en réduisant les émissions de dioxyde de carbone induites par sa production.
Béton pliable
L'équipe de l'université de Berkeley a ainsi utilisé une imprimante 3D pour aboutir à une structure réalisée dans un polymère. Ici, l'université a mené ses tests avec des deux polymères différents. Le premier a été réalisé en acide polylactique (PLA), plus facile à imprimer en 3D, mais également plus fragile. Le second en acrylonitrile butadiène styrène (ABS), plus résistant. Ce dernier est utilisé à l'heure actuelle dans les briques de LEGO et les casques de moto.
Puis, elle a coulé dans ces polymères un béton ultra-haute performance (UHPC), ce dernier étant quatre fois plus résistant à la compression que le béton conventionnel. Cette résistance est la caractéristique la plus importante dans la conception du béton : c'est sur elle que se base le dimensionnement des bâtiments réalisés dans ce matériau.
Une fois terminée, la nouvelle structure a été testée à la compression et à la flexion en quatre points. Résultat : le béton plie sans se briser. À l'aide de caméras, l'équipe a mis en évidence la nouvelle flexibilité des poutres et comment la structure en 3D y contribue.
De la résistance à l'empreinte carbone
Ces résultats ont été publiés dans la revue Materials and Design. L'équipe espère qu'ils renouvelleront l'intérêt du public pour le béton. Celui-ci est déjà massivement utilisé, mais le ciment, son ingrédient principal, est responsable de 7% à 8% des émissions mondiales de CO2.
En outre, si le béton peut supporter des charges extrêmes, il est beaucoup plus faible lorsqu'il est soumis à des tensions ou à une flexion. On connaît bien aujourd'hui le béton armé, qui consiste à ajouter une armature de barres d'acier au moment de la coulée.
Mais l'acier lui aussi présente des inconvénients. Entre autres, il est lourd et coûteux à produire. C'est pourquoi, depuis les années 1960, des scientifiques de plus en plus nombreux cherchent à remplacer l'acier par des matériaux polymères, plus légers. Ils pourraient aussi se révéler être meilleur marché s'ils étaient produits à partir de matériaux recyclables.
L'équipe espère que son initiative participera à réduire l'empreinte carbone du béton. Actuellement, les matériaux de renforcement représentent environ 5% des structures en béton. En augmentant la proportion de polymère qui s'y trouve, ses émissions pourraient être réduites.
Reste à voir ce que ces polymères pourraient donner avec un béton conventionnel. Les scientifiques de Berkeley, eux, s'apprêtent désormais à tester des polymères d'autres formes.
Source : Université de Berkeley
