Les gens ont toujours ressenti le besoin de se développer. C'est également le cas dans le bâtiment. Le ciment, puis le béton, sont depuis longtemps nos matériaux de construction. Cette méthode de construction a été perfectionnée lorsque des armatures en acier ont été ajoutées pour augmenter la résistance en traction du béton. Malheureusement, malgré le revêtement en béton, l'acier rouillera à un moment donné et une rénovation sera nécessaire. Mais n'existe-t-il pas un autre moyen ? Le béton de carbone est une alternative au béton armé classique.
De la Bundeswehr à la construction
Alexander est l'un des deux directeurs de la société CarboCon GmbH basée à Dresde. CarboCon est une entreprise dérivée de l'Université technique de Dresde afin de commercialiser le béton de carbone issu de la recherche en tant que matériau de construction alternatif au béton armé.
Après avoir obtenu son diplôme d'études secondaires, il s'engage dans l'armée pendant un an. Il y rencontre un officier qui fait œuvre de pionnier en tant qu'ingénieur civil et décide de se lancer dans des études d'ingénieur. Il est devenu assistant de recherche à la TU de Dresde, où il a travaillé sur le béton de carbone jusqu'à ce qu'il passe directement à CarboCon en 2018.
Chez CarboCon, il agit en tant que directeur technique et s'occupe de la planification de projets de construction avec des matériaux de construction durables, en particulier le béton de carbone, bien sûr. Ce qu'il aime le plus dans son travail, c'est de pouvoir préserver les structures grâce à une rénovation avec du béton de carbone.
Pourquoi avons-nous besoin d'une alternative au béton armé ?
Le béton armé est aujourd'hui l'un des matériaux de construction les plus utilisés dans le monde. Armatures en acier, protégées par une épaisse couche de béton pour les protéger de la rouille. Les ponts, en particulier, sont presque entièrement construits en béton armé depuis des décennies. La protection contre la rouille ne fonctionne pas toujours avec plusieurs centimètres de béton. Les ponts, en particulier, doivent souvent faire l'objet d' une rénovation complète , voire d'un renouvellement. Bien entendu, cela coûte à chaque fois beaucoup de matières premières et d'énergie , ce qui génère à son tour beaucoup de CO2.
Mais que se passe-t-il si, à la place de l'acier, qui rouille, nous utilisions comme armature un matériau qui ne rouille pas ? Cette idée a plus de 30 ans et de nombreuses recherches ont été menées dans ce sens. Le carbone est un matériau parfait : durable et antirouille. Le système du béton armé a donc été adopté et développé.
Le béton de carbone comme matériau de construction durable
De quoi est composé le béton de carbone ? Comme pour le béton armé, nous avons ici nos deux composants : Carbone et béton. Le béton absorbe les efforts de compression, tandis que les armatures en carbone sont responsables des efforts de traction. Des barres de carbone ou des grilles de carbone sont insérées comme armatures. Nous remplaçons pour ainsi dire l'armature en acier par une armature en carbone qui ne rouille pas.
Le carbone est fabriqué à partir de fibres de pétrole ou de polyacrylonitrile (PAN) et transformé en fibres hautes performances par imprégnation. Des milliers de fibres ultra-fines sont liées pour former un fil qui est finalement transformé en bâtonnets et assemblés en un réseau fin. Ainsi, le carbone atteint un niveau de performance très élevé , en nombre environ six ou sept fois supérieur à celui de l'acier.
Bien entendu, le carbone n'est pas nécessairement durable en soi. Cependant, comme il est plus efficace que l'acier et ne rouille pas, il n'a pas besoin d'une couche de béton aussi épaisse. Le béton au carbone permet d'économiser jusqu'à 80 % de béton par rapport au béton armé. Non seulement nous avons besoin de moins de béton lors de la construction, mais la structure dure également beaucoup plus longtemps car elle ne rouille pas. Ces deux points font de la construction en béton de carbone une véritable alternative durable !
Non seulement cela : Il existe déjà de nombreuses approches différentes pour rendre la production et le traitement des fibres de carbone plus durables à l'avenir.
Domaines d'application du béton de carbone
Bien entendu, nous voulons savoir dans quels domaines le béton de carbone est utilisé et pourquoi c'est une si bonne idée. Alexander explique qu'il existe deux principaux domaines d'application pour le béton de carbone :
- Nouveau bâtiment en béton de carbone
- Construire dans des structures existantes avec du béton de carbone
Les nouvelles constructions en béton de carbone au lieu de béton armé constituent bien sûr un domaine important. En raison des propriétés des fibres de carbone, les structures du bâtiment peuvent être construites plus étroites et encore plus stables. Cela permet d'économiser environ 50 % de béton. De plus, la longévité est importante, car le carbone ne rouille pas.
- « Si nous disons que nous allongeons simplement la durée de vie d'un facteur de deux par rapport à ce que nous avons actuellement, nous aurions une grande valeur ajoutée. »
Alexander considère les parkings comme un problème dans les bâtiments d'aujourd'hui. Le béton armé doit être constamment rénové ou recouvert. Avec des armatures en fibres de carbone, nous n'aurions plus ces problèmes et les parkings pourraient durer 100, voire 200 ans.
Le béton de carbone existant constitue un autre domaine d'activité. Malheureusement, beaucoup trop de choses sont démolies en Allemagne - ce qui n'est pas vraiment un plus pour la durabilité. Le béton de carbone peut être utilisé pour protéger la structure existante.
Si un plafond conventionnel est armé , il faudrait appliquer environ 7 à 10 cm de béton projeté. Une couverture normale ne peut pas supporter un tel poids. Il est donc plus simple de démolir le bâtiment et de le reconstruire, n'est-ce pas ? Alexander rapporte une méthode bien meilleure.
Une fine couche de béton de carbone est appliquée sur la structure existante ; une épaisseur d'environ 1 cm est généralement suffisante. Ici, la surface du plafond est légèrement rugueuse. Ensuite, du béton fin spécial d'environ 3 à 4 mm d'épaisseur est projeté. Ensuite, un treillis de carbone est placé et une autre couche de béton fin est ajoutée de sorte que l'armature ne dépasse pas 1 cm à la fin.
Cette couche supplémentaire n'est généralement pas un problème, même pour les monuments, mais elle permet d'obtenir une armature énorme du plafond de 200 à 300 % de capacité portante. Les bâtiments existants peuvent donc être préservés avec du béton de carbone - c'est la forme de construction la plus durable.
Le béton de carbone et l'avenir de la construction
Les premiers parkings et passerelles pour piétons ont déjà été réalisés en béton de carbone. On ose également s'approcher lentement de ponts à traction lourde. Même les maisons peuvent être construites avec ce matériau de construction innovant. Entre-temps, la différence de prix avec une construction en béton armé n'est plus trop importante - le rapport qualité-prix en termes de durée de vie et de durabilité est bien sûr bien meilleur. Nous nous demandons : Alors pourquoi'plus de gens ne construisent-ils pas avec du béton de carbone ?
- « Il y a un obstacle en Allemagne et c'est 'car nous n'avons pas encore de norme.
On a failli le croire. Sans norme ni lignes directrices, il est malheureusement très difficile de mettre de nouveaux matériaux de construction sur le marché en Allemagne. L'approbation doit être obtenue pour chaque cas individuel. Egalement typique de l'industrie de la construction allemande : Les architectes et les planificateurs du bâtiment osent rarement essayer de nouvelles choses, surtout s'il n'y a pas encore de norme pour cela. Et comme tout dans le secteur de la construction en Allemagne, cela peut prendre du temps.
Alexander souligne que, même dans une industrie très conservatrice comme la construction, vous devez toujours essayer de trouver de nouvelles façons d'améliorer ce qui existe déjà. Il aimerait également conseiller aux futurs ingénieurs d'oser travailler avec de nouveaux matériaux de construction et de nouvelles méthodes de construction, de les essayer simplement. Bien sûr, nous ne pouvons que soutenir cela. L'ingénierie en Allemagne doit s'ouvrir davantage aux nouvelles idées.
Alexandre, quel est ton bâtiment préféré ?
Il n'a pas de structure favorite directe. Mais il nous fait savoir que les structures en coque en particulier l'impressionnent toujours beaucoup. Il est très fasciné par la possibilité de couvrir de grandes surfaces sans poteaux.
Nous pouvons tout à fait comprendre cela. Les bâtiments élégants sont vraiment beaux à regarder. Merci de votre visite !