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Une thésarde réinvente le coffrage béton avec une solution simple et éco-responsable

Une thésarde réinvente le coffrage béton avec une solution simple et éco-responsable

par ETH Zurich (SUI)
21 janvier 2025
en Habitat

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.

Voici à quoi ressemble le coffrage fini, vu d'en haut. Il se compose de quatre parties individuelles qui peuvent être dépliées comme un éventail
Voici à quoi ressemble le coffrage fini, vu d’en haut. Il se compose de quatre parties individuelles qui peuvent être dépliées comme un éventail. (Photographie : Lotte Scheder-Bieschin / ETH Zurich, BRG)

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

Tags: betonconstructiondurabilite
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ETH Zurich (SUI)

ETH Zurich (SUI)

L'École polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ), fondée en 1855, est l'une des institutions académiques les plus prestigieuses au monde dans le domaine des sciences et technologies. Cette université publique suisse, surnommée "ETH" ou "Poly", a forgé sa réputation d'excellence à travers plus de 165 ans d'histoire. L'institution compte aujourd'hui environ 19 800 étudiants, dont 4 000 doctorants, provenant de plus de 120 pays. Son excellence académique est attestée par ses 21 lauréats du prix Nobel, dont le plus célèbre est Albert Einstein. L'ETH Zurich concentre ses recherches sur quatre axes stratégiques majeurs pour 2021-2024 - Données et Information : Intelligence artificielle, digitalisation et cybersécurité - Santé et Médecine : Technologies médicales innovantes et recherche biomédicale - Matériaux et Technologies de Fabrication : Développement de matériaux durables et processus de production avancés - Responsabilité et Durabilité : Approche multidisciplinaire des défis environnementaux L'institution se distingue par sa capacité à transformer la recherche en innovations concrètes : - Plus de 355 spin-offs créées depuis 1996 - 90 demandes de brevets et 200 rapports d'invention annuels - Forte collaboration avec l'industrie et développement de technologies de pointe L'ETH Zurich renforce actuellement sa position dans le domaine de l'intelligence artificielle, notamment à travers la création du Swiss National AI Institute (SNAI) en collaboration avec l'EPFL. Cette initiative vise à développer le premier modèle d'IA suisse et à former les futurs experts en intelligence artificielle, s'appuyant sur une infrastructure de calcul de pointe comprenant plus de 10 000 superpuces d'IA.

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