Réévaluer les matériaux et processus structurels existants dans une perspective moderne

Pendant des millénaires, les matériaux de construction tels que le béton ont permis aux humains de créer des chefs-d’œuvre architecturaux durables ; il suffit de regarder la Rome antique pour des exemples. Même si l’on pourrait penser qu’au cours de cette période, nous aurions appris tout ce qu’il y a à savoir sur ces matériaux de construction, les réévaluer sous un angle moderne a permis aux entreprises tournées vers l’avenir de leur donner une nouvelle utilité et d’améliorer les anciens. recettes.

Matériaux et procédés

Comme mentionné, la Rome antique est l’exemple parfait de ce qui peut être réalisé grâce à l’utilisation du béton. Cependant, jusqu'à récemment, les scientifiques étaient perplexes quant à la façon dont des structures datant d'il y a plus de 2000 ans étaient encore en si bon état. Maintenant, nous savons que le répondre était au premier plan depuis le début – le citron vert.

La présence de chaux dans le béton romain a toujours été considérée comme le résultat de mauvaises pratiques de mélange. Il s'avère que les clastes de chaux résultants ont un objectif important qui, lorsqu'ils sont infusés dans le béton d'une manière spécifique, permettent au produit final d'auto-guérir les fissures ; ce qui nous amène à notre première version moderne d’un matériau de construction ancien : le béton auto-réparateur.

Béton auto-cicatrisant

Le béton est simplement un mélange de substrats fins et grossiers mélangés et maintenus ensemble par un durcisseur. La recette pour fabriquer du béton a varié au fil du temps et à travers le monde, pour s'adapter à différents environnements. Dans cet esprit, les scientifiques ont commencé à rechercher et à tester de nouvelles recettes/approches pour créer une itération construite pour l’avenir. Un exemple nous vient de l'Université du Colorado, où les scientifiques ont en réponse un remplacement potentiel du béton qu'ils appellent « Matériaux de Construction Vivants (LBM) » qui sont créés en utilisant « des micro-organismes photosynthétiques pour biominéraliser des échafaudages inertes de sable et de gélatine ».

De manière prometteuse, ces LBM ont montré leur capacité non seulement à s’auto-répliquer et à s’auto-guérir, mais peuvent également être fabriqués à partir de déchets. Leur capacité à capter le carbone est tout aussi importante. Au-delà de la durabilité et de la longévité, il y a une raison majeure qui justifie le temps consacré au développement de nouvelles recettes de béton futuriste : l’environnement.

Le processus de production du béton émet une grande quantité de CO₂. En tant que deuxième produit le plus utilisé sur Terre, cela génère une quantité massive (8 % du CO total₂) émissions. Si nous pouvons potentiellement créer des itérations de béton qui aident réellement l’environnement au lieu de lui nuire, alors c’est une voie qui mérite d’être explorée.

Au-delà des recherches en cours en laboratoire, des startups comme Biomaçon proposent déjà des produits issus d'approches similaires, utilisant la biologie pour minimiser l'empreinte environnementale de l'industrie du ciment. À ce jour, cette entreprise a déjà levé environ 95 millions de dollars de financement auprès d'investisseurs tels que Novo Holdings et Celesta Capital.

Barres d'armature en chanvre

Les barres d’armature sont un matériau extrêmement important utilisé lors de la construction en béton. Généralement fabriquées en acier, les barres d’armature fournissent un support structurel aux bâtiments en béton et augmentent la longévité. Cependant, comme indiqué précédemment, travailler avec du béton signifie généralement d'importantes émissions de CO₂ émissions. Et s’il existait un moyen de créer des barres d’armature qui permettraient de compenser ce problème sans sacrifier les avantages de l’acier ? Entrez les barres d’armature en chanvre.

Les barres d'armature en chanvre ne servent pas seulement à augmenter la longévité du béton, elles peuvent être moins chères, plus solides et plus légères que l'acier tout en restant sans corrosion ; Ce sont là des considérations importantes, car l'effondrement de nombreux bâtiments est associé à des barres d'armature en acier lourdes et corrodées. Il est également connu comme un biomatériau à carbone négatif, dont les champs en croissance absorbent d’énormes quantités de CO₂. Lorsqu'il est utilisé dans des applications telles que la fabrication de barres d'armature, le produit, tout au long de son cycle de vie, peut lutter contre le CO₂ émissions liées à l’utilisation du béton.

Briques de stockage d'énergie

Le béton n'est pas le seul matériau de construction à connaître une révolution futuriste. Des procédés permettant de transformer des briques ordinaires et recyclées en supercondensateurs sont actuellement en cours de développement. Ainsi, dans un avenir proche, les briques qui tapissent votre maison ou qui servent de passerelle pourraient servir de solution de stockage d'énergie. Il suffit de les brancher à une source d'énergie (par exemple, des panneaux solaires) pour les recharger et fournir de l'électricité la nuit. Il convient toutefois de noter qu'à l'heure actuelle, la technologie a encore du chemin à parcourir avant que cela ne soit possible. Actuellement, les chercheurs indiquent que la capacité d'une cinquantaine de briques ne fournirait que cinq heures d'énergie pour un éclairage de secours.

Pour réaliser cet exploit, les chercheurs considéré la structure inhérente des briques, en notant qu'elles sont assez poreuses. Pour les transformer en supercondensateurs, les briques ont été recouvertes/injectées de PEDOT (un polymère conducteur), qui transforme essentiellement la brique en une éponge énergétique.

C'est le genre de solutions qui, combinées à une action continue et concertée en faveur d'une l'énergie durable, permettra aux humains d’inverser les dommages causés à la Terre et d’assurer un avenir plus vert.

Fabrication Additive

En ce qui concerne l’avenir du bâtiment, il ne se limite pas aux matériaux utilisés. Il y a aussi les processus à considérer. Dans cette optique, l’un des progrès les plus prometteurs et potentiellement révolutionnaires pour changer notre façon de construire est fabrication additive ou « impression 3D ».

ICON est une entreprise particulièrement remarquable à surveiller, car ses produits/services sont bien plus qu'une simple idée à fort potentiel ; ils sont déjà mis en œuvre. Par exemple, une communauté de 100 logements composée de maisons imprimées en 3D par ICON est déjà en cours à Georgetown, au Texas. Dans un autre exemple, sans doute plus excitant, ICON a été attribué Une subvention de 57.2 millions de dollars de la NASA pour développer un « système de construction de surface lunaire ». Oui, ICON développe les systèmes qui permettront d'habiter la Lune et au-delà grâce à des structures imprimées en 3D.

La promesse des maisons imprimées en 3D est telle que des entreprises comme ICON ont déjà attiré des financements substantiels auprès d’investisseurs avant-gardistes. Depuis sa dernière augmentation de capital, ICON dispose désormais d'environ 451.5 millions de dollars en financement.

Mais ICON n'est pas la seule entreprise à imprimer des maisons en 3D. D'autres entreprises, comme Alquiste exploitent le processus pour créer des logements abordables dans le but de « soulever les communautés économiquement en difficulté et mal desservies en réduisant le coût de la construction »,

Perspective d’avenir

Nous sommes en 2033. Si tout se déroule comme prévu, certains sortiront de leur maison auto-réparatrice, renforcée de chanvre et imprimée en 3D, alimentée la nuit par une passerelle en briques chargée le jour, et lèveront les yeux vers le ciel étoilé. Là, ils verront des points lumineux provenant de vastes réseaux de satellites, déployés grâce à des fusées réutilisables qui livrent également des charges utiles pour la première structure construite sur la Lune.