Lorsque vous vous cassez la jambe, il finit par se ressaisir. Les cellules d'ostéoblastes produisent des minéraux qui créent la structure d'un nouvel os, transformant ainsi les fragments en un tout.
Pourquoi, pensa le microbiologiste Henk Jonkers, les bâtiments ne peuvent-ils pas faire la même chose?
Inspiré par le corps humain, Jonkers, qui travaille à l’Université de technologie de Delft aux Pays-Bas, a créé un béton auto-réparateur. Il incorpore dans le béton des capsules de bactéries produisant du calcaire, Bacillus pseudofirmus ou Sporosarcina pasteurii, ainsi que du lactate de calcium . Lorsque le béton se fissure, l’air et l’humidité incitent les bactéries à commencer à croquer le lactate de calcium. Ils convertissent le lactate de calcium en calcite, un ingrédient du calcaire, obturant ainsi les fissures.
Cette innovation pourrait résoudre un problème de longue date avec le béton, le matériau de construction le plus répandu au monde. Le béton développe souvent des microfissures pendant le processus de construction, explique Jonkers. Ces petites fissures n'affectent pas immédiatement l'intégrité structurelle du bâtiment, mais elles peuvent entraîner des problèmes de fuite. Les fuites peuvent éventuellement corroder les armatures en acier du béton, ce qui peut provoquer un effondrement. Grâce à la technologie de réparation automatique, les fissures peuvent être scellées immédiatement, ce qui évite les fuites futures et les dégâts coûteux sur la route. Les bactéries peuvent rester en dormance pendant 200 ans, bien au-delà de la durée de vie de la plupart des bâtiments modernes.
Jonkers a testé le béton auto-cicatrisant sur un poste de secours, qui est par nature vulnérable aux dommages causés par le vent et l'eau. La structure est restée étanche depuis 2011, dit-il. L’invention a récemment mérité à Jonkers une nomination au Prix des inventeurs européens. Les lauréats ont été annoncés lors d’une cérémonie à Paris le 11 juin.
Cette année, la technologie sera sur le marché pour la première fois. Il se présentera sous la forme de trois produits distincts: du béton autocicatrisant, un mortier de réparation et un agent de réparation liquide. Malheureusement, les coûts de la technologie sont encore assez élevés, environ 30 à 40 euros (environ 33 à 44 dollars) par mètre carré. Cela signifie qu’il ne sera initialement viable que pour les projets où les fuites et la corrosion sont particulièrement problématiques, tels que les structures souterraines et sous-marines. Le prix du lactate de calcium nécessaire à la production de calcite par les bactéries fait partie du problème, mais Jonkers et son équipe s'emploient à créer une alternative moins chère à base de sucre. Et à mesure que la demande de béton augmente, le prix devrait diminuer.
Henk Jonkers, microbiologiste à l'Université de technologie de Delft. (Université de technologie de Delft) «Nous sommes actuellement en train d’augmenter sa production», explique Jonkers. «Nous espérons pouvoir livrer l'agent de guérison en grande quantité d'ici le milieu de 2016.»
D'autres types de béton auto-réparateur sont en cours de développement dans le monde entier. Au Royaume-Uni, des chercheurs de l'Université de Bath, de l'Université de Cardiff et de Cambridge ont mis au point un matériau similaire à celui de Jonkers, qui utilise des bactéries pour combler les crevasses et qui, espère-t-il, pourrait être utilisé pour réparer des routes et d'autres infrastructures. Ils estiment que cela pourrait réduire les coûts jusqu'à 50%. Les scientifiques du MIT ont travaillé sur un système de cimentation en béton utilisant la lumière du soleil pour activer des microcapsules de polymère, qui boucheraient les fissures. Un ingénieur de l’Université du Michigan a mis au point un béton avec des microfibres qui se plient au lieu de casser; En cas de petites déchirures, le matériau se dilate et se renforce avec du carbonate de calcium.
Victor Li, ingénieur à l'Université du Michigan, affirme que des produits comme le sien présentent l'avantage de pouvoir récupérer la capacité portante d'origine du béton plutôt que de simplement combler les lacunes avec des produits de cicatrisation.
"Je m'attends à ce que le béton autocicatrisant soit utilisé dans les prochaines années", a-t-il déclaré.
La production de béton représente 5% des émissions de carbone dans le monde et la demande mondiale de béton a doublé au cours de la dernière décennie, principalement en raison de l'urbanisation croissante. Ainsi, toute technologie qui rend les structures en béton plus durables a le potentiel non seulement de réduire les coûts, mais également de réduire notre empreinte carbone. Il semble que l'avenir de la construction écologique soit peut-être gris.
