Le béton peut-il être durable ?

La fascination de la construction : Dès l'enfance

Notre invitée actuelle, Simone Stürwald, travaille à la Haute école spécialisée de Suisse orientale, où elle enseigne le béton et les structures durables. Elle travaille dans le domaine de la construction en béton depuis une vingtaine d'années.

• « Je souhaite contribuer à rendre ce secteur plus durable.

Ses parents rénovaient régulièrement leur lieu de résidence et cela la fascinait dès son enfance. Comme elle est plutôt mathématique, elle a décidé d' étudier le génie civil plutôt que l'architecture. Elle aime particulièrement travailler sur des solutions aux problèmes lorsqu'ils surviennent.

Elle enseigne actuellement la technologie du béton et la construction solide classique ainsi que la modélisation, par exemple avec la méthode EF. En outre, elle dirige un centre d' essais de matériaux qui effectue des tests de qualité sur les granulats et les produits en béton pour soutenir l'industrie régionale de la construction. Outre ces tâches, elle est également impliquée dans la recherche et le développement au sein de sa haute école spécialisée. Beaucoup de choses à faire, comme nous le pensons!

01 Pompe à béton sur le chantier

Le béton peut-il être durable ?

Venons-en maintenant au grand sujet de cet épisode : Mentionner le béton et la durabilité en une seule phrase semble aujourd'hui dépassé. Simone pense que le seul terme de durabilité est difficile à définir. Mais elle est sûre d'une chose : Elle est en tout cas plus durable qu'aujourd'hui.

Elle nous explique que 90 % des émissions de CO₂ du béton peuvent être attribuées à la production de ciment , bien que le ciment ne représente qu'environ 12 % du béton fini. Le ciment, en particulier, a un impact majeur sur la durabilité du béton. Le transport n'est pas si important. Le béton ne sera certainement pas aussi durable que le bois, mais dans de nombreux domaines, l'utilisation du béton est tout simplement nécessaire.

02 La durabilité est un enjeu important

Au niveau européen, le ciment devrait devenir climatiquement neutre d'ici 2050. Le chemin à parcourir est encore long, mais des stratégies sont déjà en place pour atteindre cet objectif.

Économiser du CO₂ dans la production de béton

Comme on le sait, le ciment est chauffé à environ 1 500 °C, c'est-à-dire qu'il est brûlé. Les combustibles utilisés sont bien sûr un problème. Un autre problème est la combustion du calcaire. Parce qu'au cours de ce processus, une grande quantité de CO₂ est libérée, également appelée CO 2 géogénique ou _de pierre. Ce CO₂ doit s'échapper de la pierre pour que le ciment soit réactif et puisse être utilisé par la suite. 60 % du CO₂ provient de la pierre, 40 % des combustibles.

Simone explique qu'il est bien entendu possible d' optimiser les combustibles. Par exemple, en utilisant des matériaux qui seraient de toute façon brûlés ailleurs, comme de vieux pneus. Malheureusement, les 60% provenant de la roche ne peuvent pas être influencés directement.

Une autre solution consisterait à réduire au minimum la quantité de ciment dans le béton. Lors de la production de béton, il est important de trouver une courbe granulométrique idéale. Les espaces entre les différents granulats sont remplis avec le mélange eau-ciment comme liant. Avec une courbe granulométrique idéale , ces interstices sont aussi petits que possible afin d'utiliser le moins de ciment possible. Un bon 40 % de ciment peut être économisé ici sans avoir à se soucier d'une résistance à la compression inférieure.

03 Application du béton sur le chantier

Un liant alternatif pourrait également être une solution. Après tout, cette composition minérale existe également dans d'autres matériaux. Des cendres volantes ou de la microsilice , par exemple, peuvent être utilisées. Il existe déjà des projets en Afrique et en Asie qui transforment des déchets agricoles tels que des balles de riz en quelque chose de similaire à des cendres volantes. Au moins en partie, le remplacement des cimenteries ici.

• « Si l'on combine tout cela dans une certaine mesure, ces niveaux élevés de CO₂ sont considérablement réduits. "

Mais pourquoi n'est-il pas déjà utilisé dans le secteur de la construction ? Comme c'est souvent le cas, les normes posent problème ici. Seuls les ciments d'une certaine composition sont autorisés et il existe des quantités minimales de ciment pour une construction. Il y a encore des obstacles à surmonter dans la mise en œuvre. La recherche traite cependant de ces sujets depuis longtemps.

De nouvelles voies pour le secteur de la construction

Entre-temps, le thème du changement climatique et de la durabilité a également été accepté dans le secteur de la construction. Par exemple, dans le domaine de la construction bois, un travail intensif est en cours pour trouver le plus d'utilisations possibles. Cependant, le bois comme matériau de construction a ses limites. Il n'est pas permanent dans tous les composants ou peut résister à la pression nécessaire. Bien qu'il existe déjà des solutions pour de nombreux domaines dans la construction bois, le bois n'est pas vraiment un matériau idéal pour certaines structures.

04 Le béton comme matériau de construction pour les sous-sols

Par exemple, le bois et la maçonnerie ne peuvent être utilisés que dans une certaine mesure sous terre, du moins comme enveloppe extérieure. L' humidité du sol rend les alternatives au béton difficiles à mettre en œuvre. Il en va de même pour les fondations dont nous ne pourrons probablement pas éviter le béton à l'avenir. Il en va de même pour les ponts, en particulier lorsqu'ils doivent supporter des charges élevées , comme les ponts autoroutiers. Les exigences en matière d'insonorisation et de protection contre l'incendie peuvent également être mises en œuvre plus facilement avec du béton, par exemple.

Les alternatives au béton conventionnel seront-elles plus chères ? Bien entendu, nous ne laisserons pas cette question' ignorée, et Simone confirme notre hypothèse. Elle nous explique que ces coûts supplémentaires sont de l'ordre d'un chiffre. De plus, un prototype ou un produit en cours de développement coûte automatiquement un peu plus cher qu'il ne le serait plus tard sur le marché de masse.

Plus facile à construire

Dans ce contexte, Simone évoque la tendance à la simplification de la construction. En réponse à notre demande, elle nous indique qu'il est important de n'utiliser qu'un seul matériau pour les murs, par exemple. Ainsi, au lieu de continuer à insister sur les matériaux de construction mixtes, elle met l'accent sur l'argile, la maçonnerie ou d'autres matériaux de construction innovants. Grâce à un seul matériau de construction, la construction peut finalement être mieux recyclée que si vous disposiez d'un matériau de construction mixte.

Une construction simple se distingue par une complexité moindre grâce au nombre réduit de couches utilisées dans la structure. Des plans d'étage plus simples et moins de travées facilitent également la construction.

Recyclage du béton

Nous nous sommes demandé si le béton pouvait également être recyclé. Après tout, cela faciliterait beaucoup les choses. Étonnamment, Simone nous explique que le recyclage du béton est une pratique courante dans sa région. Le béton, qui contient une grande proportion de matières recyclées, est souvent utilisé comme béton maigre ou comme béton de remplissage. Le béton recyclé est également beaucoup utilisé pour les murs et les plafonds. Ce béton recyclable spécial est actuellement encore assez variable dans sa composition. Cependant, des travaux sont en cours pour améliorer en permanence ses propriétés.

05 Démolition d'un pont en béton armé

En Suisse, le béton est recyclé par type depuis des années lors de la démolition d'un bâtiment. À l'heure actuelle, une telle solution fait encore souvent l'objet de discussions en Allemagne.

L'avenir de la construction

Simone nous fait savoir qu'elle apprécie vraiment les systèmes d'appui comme le BIM pour le calcul des structures. Elle souligne qu'un modèle peut être utilisé pour déterminer à l'avance quelle variante d'une structure peut être planifiée de la manière la plus durable et la plus rentable en utilisant certains matériaux. Cela vous permet d'obtenir les meilleurs résultats rapidement et efficacement.

D'une part, vous pouvez bien sûr optimiser les matériaux de construction utilisés pour plus de durabilité, comme cela a déjà été fait sur le sujet du béton. D'autre part, les structures efficaces suscitent bien entendu un intérêt croissant.

Il serait judicieux d'examiner ici les différentes options permettant d'utiliser au mieux les murs et les poteaux d'une structure afin de créer la surface utilisable souhaitée avec les propriétés souhaitées. Simone considère également l'utilisation de l'intelligence artificielle pour l'optimisation comme une excellente opportunité pour plus d'efficacité dans la construction.

06 Bâtiment existant en rénovation

Elle souligne également que nous avons beaucoup construit au cours des 25 dernières années. Selon eux, il est peu probable que cette tendance se poursuive. Le marché monétaire actuel et les systèmes d'incitation à la durabilité tendent à s'orienter davantage vers la préservation et l'utilisation de l'inventaire.

De plus, elle considère que les structures hybrides sont avant-gardistes. Il est plus important d'utiliser chaque matériau de construction de manière optimale et de ne pas se concentrer sur un seul d'entre eux en raison des coûts ou de la facilité de mise en œuvre. Il est plus important que le matériau de construction soit durable et qu'il fonctionne techniquement à ce stade. Elle considère notamment que la préfabrication numérique automatisée ou l'impression de composants est un bon moyen d'utiliser les matériaux de la manière la plus efficace possible.

Simone aimerait que l'on se concentre davantage sur la durabilité lors de la construction. Pour ce faire, nous aurions cependant besoin d'une meilleure formation de nos ingénieurs dans ce sens. Nous sommes clairement d'accord avec elle.

Nous résumons : Le béton n'est donc pas nécessairement un tueur de climat. Il existe déjà des moyens de rendre la construction en béton plus efficace et plus durable ; la recherche a simplement besoin d'un peu plus de temps.

Simone, quel est ton bâtiment préféré ?

Nous posons également à Simone notre dernière question sur son bâtiment préféré. Elle ne nous nomme pas un bâtiment, mais un constructeur : Santiago Calatrava. Ses bâtiments sont connus dans le monde entier et vraiment beaux à regarder. On comprend donc parfaitement leur choix.

07 L'Hemisfèric à Valence, Espagne

Merci d'avoir visité notre podcast ! Nous attendons avec impatience notre prochain épisode. Toi aussi ? Lisez-le ou réécoutez-le quand il dit : Le numérique et l'innovation du génie civil !