A la recherche d'alternatives à la construction en béton

Des alternatives pauvres en carbone

Les groupes de recherche de la VUB visent à travailler sur la composition du béton, à lancer des systèmes de construction plus démontables et à améliorer la traçabilité des matériaux, en créant un passeport des matériaux pour chaque bâtiment. Ce projet est porté par 16 partenaires européens et financé dans le cadre du programme Horizon Europe. "Nous allons expérimenter avec le béton en utilisant des éléments autres que traditionnels", explique Hubert Rahier, professeur à la VUB. "Les deux matériaux qui contribuent le plus à l'empreinte carbone du béton sont le ciment et l'acier de renforcement. Pour ces matériaux, nous allons tester, en collaboration avec les partenaires du projet Reconstruct, des alternatives pauvres en carbone. Il pourra s'agir de produits recyclés issus de la démolition de structures en béton ou d'autres matériaux recyclés associés à une armature textile. Nous espérons ainsi, à terme, pouvoir remplacer à terme les deux éléments de base du béton".

L'alcali-réaction du ciment

Pour retirer le ciment du processus de production, l'équipe de la VUB développe un béton innovant sur la base de l'alcali-réaction du ciment, qui incorpore des cendres de haut fourneau broyées et des cendres de biomasse prétraitées. "Avec ce matériau, nous pourrons réduire de 80% les émissions de carbone par rapport au ciment ordinaire. Sa production contribuera en outre à l'économie circulaire, car il contient de grandes quantités de sous-produits industriels."

La recherche sur les bétons innovants contribue à la transition vers l'économie circulaire.

VUB - La recherche sur les bétons innovants contribue à la transition vers l'économie circulaire.

Système de plancher modulaire

La VUB collabore également avec des partenaires locaux du secteur de la construction pour développer un système de plancher léger et modulaire utilisant non seulement du béton recyclé, mais aussi des matériaux textiles, comme la fibre de verre, pour remplacer les barres d'armature en acier. "Dans les constructions traditionnelles en béton, il faut une couche de béton épaisse pour empêcher l'acier d'armature de se corroder", explique la professeure Tine Tysmans. "Ce problème ne se pose plus lorsqu'on utilise des fibres textiles comme armature, ce qui permet de fabriquer des éléments de béton beaucoup plus minces. Cela signifie non seulement qu'il faut moins de matières premières pour produire les éléments en béton, mais aussi que les fondations deviennent moins lourdes. Permettant ainsi de réaliser des gains écologiques et économiques sur le transport et le processus de construction."

Davantage de constructions à sec

La modification de la composition du béton n'est qu'une première étape. Il faut aussi apprendre à réutiliser le béton. "Sur chantier, les structures en béton sont encore souvent coulées en une fois pour former un grand monolithe. Lors de la démolition, on ne peut alors recycler que le matériau de base", explique le chercheur Jeroen Poppe. "Couler du béton rend inutilement difficile le démantèlement de la structure pour réutilisation." 

Les partenaires du projet Reconstruct souhaitent donc une évolution vers davantage de constructions à sec et plus de modularité dans la conception des structures en béton.. En travaillant avec des éléments préfabriqués standardisés et en les assemblant à sec, il sera également possible de démonter complètement le bâtiment lors de sa démolition. "Plus les éléments sont génériques, plus il est facile de les réutiliser dans un autre contexte."

Technologie basée sur l'IA

Dans le cadre d'un projet pilote à Bruxelles, la VUB testera comment ces systèmes de construction préfabriqués peuvent faire la différence. Sur le site du Green Energy Park à Zellik sera érigé à cet effet un bâtiment qui pourra être démonté en plusieurs parties. Ces parties seront ensuite remplacées par de nouveaux éléments en béton circulaires, dont la résistance et la durabilité seront testées. En complément de ses stratégies techniques, le projet Reconstruct nous plonge également dans le monde numérique: au moyen des passeports des produits et de la technologie du jumelage numérique, les partenaires veulent pouvoir suivre les matériaux à travers le réseau de valeur. "Grâce à des outils numériques et à la technologie basée sur l'IA, nous voulons aider à bâtir des chaînes d'approvisionnement locales et prévisibles pour les matériaux de réutilisation", conclut Jeroen Poppe. "Ce faisant, nous pourrons savoir à tout moment où des composants vont se libérer dans la chaîne de construction, quelles actions nous devrons entreprendre pour les récupérer et comment les réutiliser dans de nouveaux bâtiments."