Comment réduire l’empreinte carbone des constructions en béton tout en répondant à la demande croissante de logements? Une étudiante en doctorat de l’ETH Zurich propose une solution innovante qui pourrait transformer l’industrie du bâtiment. En jouant sur la géométrie et en réduisant l’utilisation de matériaux, elle a mis au point un système de coffrage pliable qui promet des économies importantes en termes de béton et d’acier.
Un système de coffrage pliable pour le béton
Une étudiante en doctorat de l’ETH Zurich, Lotte Scheder-Bieschin, a développé un système de coffrage baptisé « Unfold Form » (Déplier la forme). Ce système révolutionne la manière dont on fabrique les planchers en béton en permettant des économies substantielles de béton et d’acier. Le concept repose sur l’utilisation de bandes de contreplaqué fines et flexibles, reliées par des charnières textiles, qui se déplient comme un éventail pour former un moule robuste. Cette conception permet de réduire de 60% l’utilisation de béton et de 90% celle de l’acier de renforcement.
Le processus de fabrication de ce coffrage est simple et ne nécessite ni connaissance spécialisée ni équipement de pointe. «Le système Unfold Form peut être produit et assemblé sans connaissances spécialisées ni équipements de haute technologie,» a indiqué Scheder-Bieschin. Cette simplicité ouvre des perspectives pour l’utilisation dans des régions moins développées, où les ressources sont limitées mais les besoins en construction sont grands.
L’impact environnemental du béton traditionnel
Le béton, constitué de ciment, d’eau, de sable et de gravier, est le matériau de construction le plus utilisé mondialement. Cependant, son utilisation massive est à l’origine de nombreuses émissions de carbone, car sa production est énergivore. De plus, les structures en béton demandent souvent une quantité excessive de matériaux, aggravant ainsi leur empreinte écologique.
Les recherches menées par le groupe de recherche de Philippe Block à l’ETH Zurich ont démontré la possibilité de réduire considérablement la quantité de béton et d’acier nécessaires pour garantir la stabilité des structures. Par exemple, les éléments de plancher voûtés, une innovation du Block Research Group, permettent d’utiliser des sections beaucoup plus minces sans renforcement en acier.
Vers une production durable
Le système de coffrage pliable de Scheder-Bieschin s’inscrit dans cette quête de durabilité dès la première étape de production. Les moules traditionnels pour des géométries non standards sont souvent à usage unique, fabriqués à partir de matériaux dérivés du pétrole comme le polystyrène, et génèrent beaucoup de déchets. «Malheureusement, cela annule une partie des gains de durabilité,» a-t-elle expliqué. Son système, en revanche, est réutilisable et nécessite moins de ressources pour sa production.
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Après le durcissement du béton, le coffrage peut être facilement détaché, plié et stocké pour une nouvelle utilisation. Le prototype, pesant seulement 24 kilogrammes, peut supporter jusqu’à une tonne de béton, illustrant ainsi l’efficacité de cette approche géométrique.
Application réelle en Afrique du Sud
Le système a été testé sur le terrain en Afrique du Sud, où un prototype de 3 par 1,8 mètres a été construit avec succès. Mark Hellrich, assistant scientifique impliqué dans le projet, a transporté le coffrage plié dans des sacs de planche de surf jusqu’à Cape Town. En collaboration avec nonCrete, une entreprise locale axée sur la construction durable et les solutions de logement abordable, ils ont coulé un second prototype avec du béton biologique fabriqué à partir de végétation invasive locale.
«Cette démonstration a montré que le système de coffrage peut être réutilisé sans perte de qualité, qu’il est facile à transporter et qu’il fonctionne avec différents types de béton,» a souligné Scheder-Bieschin. L’entreprise partenaire sud-africaine a été impressionnée par les résultats, envisageant de l’utiliser pour construire des logements de qualité, dignes et durables dans les townships.
Légende illustration : Lotte Scheder-Bieschin, doctorante en architecture, photographiée avec sa fille Heidi, a créé ce plancher voûté en béton non armé à l’aide de son système de coffrage innovant. (Photographie : Andrei Jipa / ETH Zurich, BRG)
Source : ETHZ
