Carbonbeton : le matériau du futur ?

 

 

Le marché est dominé depuis plus d’un siècle par un matériau : le béton armé. Mais un nouveau matériau composite avec une résistance, une durée de vie et une légèreté supérieures arrive sur le devant de la scène. Il s’agit du Carbonbeton. Selon des chercheurs, il pourrait révolutionner l’architecture. Vous découvrirez dans notre reportage ce qu’il en est de ce matériau, ses avantages et ses inconvénients, ainsi que les réalisations concrètes déjà prévues.

Le matériau est fabriqué selon différents procédés

Le Carbonbeton associe le béton et des fibres de carbone. Il existe actuellement trois procédés :

  1. des fibres de carbone sont ajoutées au béton. Elles se répartissent vigoureusement dans l’ensemble du matériau.
  2. Des nattes textiles en fibres de carbone, semblables à des grillages, sont disposées entre des couches de béton fin.
  3. Dans le cas du procédé par buse développé par des chercheurs de l’université d’Augsbourg, les fibres sont projetées de façon ciblée dans le béton. Le résultat est un matériau extrêmement résistant à la traction.

Le Carbonbeton cumule de nombreux atouts

Les chercheurs ont un objectif en tête : remplacer le béton armé utilisé depuis plus d’un siècle et faire du Carbonbeton le matériau hautes performances du futur. Les arguments sont nombreux : la protection de l’acier contre la corrosion nécessite d’épaisses couches de béton. La fabrication du ciment consomme non seulement d’énormes quantités de sable, une matière rare, mais émet aussi d’importantes émissions de CO2. Le carbone, au contraire, ne rouille pas. Le matériau peut être fabriqué à partir de n’importe quelle autre matière contenant du carbone. Dans les projets actuels, les chercheurs utilisent par exemple ce que l’on appelle de la lignine, un résidu de la fabrication de bois.

Le carbone multiplie par 5 à 6 la résistance par rapport au béton armé. La durée de vie est également nettement supérieure. Les ponts en sont un bon exemple : il en existe plus de 200 000 en Allemagne. La majorité d’entre eux nécessitent une réfection urgente car leur durée de vie moyenne est comprise entre seulement 40 et 50 ans. Les ponts en béton textile, comme à Albstadt, présentent en revanche une durée de vie de l’ordre de 80 ans sans rénovations importantes.

Les prix constituent le principal inconvénient du matériau de demain

La fabrication d’un kilogramme de béton armé revient à 1 euro environ, bien moins que les 20 euros pour l’équivalent de Carbonbeton. Ces chiffres absolus ne reflètent toutefois pas la réalité : le Carbonbeton procure en effet un gain en matériau de 75 pourcents environ. Le prix global d’un projet de construction est ainsi fortement diminué. Les coûts s’équilibrent en matière de durée de vie, de résistance mécanique et de résistance à la corrosion du matériau. Des chercheurs, notamment à Augsbourg et à Dresde, travaillent activement sur des procédés permettant une fabrication plus économique du matériau composite.

Ils sont pour cela soutenus par de nombreux partenaires de la science et de la pratique. Créé dès 2008, le réseau béton textile est aujourd’hui membre du projet général C3 – Carbon Concrete Composite. Plus de 140 établissements de recherche, entreprises de construction et institutions publiques y participent. Le Ministère fédéral allemand pour l’Éducation et la Recherche finance la collaboration interdisciplinaire à hauteur de 45 mios euros.

Le premier bâtiment carbone d’Allemagne sort de terre à Dresde

Le premier bâtiment carbone d’Allemagne devrait se dresser dès 2019 sur le campus de l’université technique de Dresde. La construction de ce bâtiment de référence à deux niveaux représente un investissement d’environ 5 mios euros. Le bâtiment prototype servira non seulement pour d’autres recherches sur l’objet lui-même, mais introduira en outre un changement de paradigme en architecture. Pour les scientifiques, l’essentiel est la construction légère, filigrane et esthétique que permet le Carbonbeton. De nouvelles formes architecturales pourraient bientôt voir le jour grâce aux procédés mis au point.

Perspectives rayonnantes pour les années à venir

L’État, l’industrie du bâtiment et le secteur de la science soutiennent le projet commun consistant à faire du Carbonbeton le matériau de l’avenir au cours de la prochaine décennie. Ils mettent tout en œuvre pour développer un matériau qui modifiera durablement la construction en Allemagne, abaissera les coûts et préservera de précieuses ressources.