Le Cube sera "le premier bâtiment au monde en béton carbone"

Des chercheurs de l'Université technique de Dresde ont travaillé avec le cabinet d'architecture allemand Henn pour créer le premier bâtiment en béton renforcé de fibres de carbone au lieu d'acier.

Actuellement en construction sur le campus de l'université TU Dresden en Allemagne, The Cube est présenté comme le "premier bâtiment au monde en béton de carbone".

Bâtiment renforcé de fibre de carbone

Ce type de béton nouvellement développé offre la même résistance structurelle que le béton renforcé avec des barres d'armature en acier, mais utilise beaucoup moins de béton, affirment les chercheurs.

Le béton est renforcé avec du fil de fibre de carbone, qui est fabriqué en liant de nombreuses fibres de carbone - des fils ultra-minces de cristaux de carbone presque purs - à l'aide d'un processus de décomposition thermique appelé pyrolyse.

Ces fils sont utilisés pour créer un maillage sur lequel le béton est coulé.

Selon Henn, le matériau résultant est quatre fois plus résistant que le béton ordinaire, mais aussi quatre fois plus léger, en raison des sections structurelles réduites.

Le treillis en fibre de carbone est également antirouille, contrairement à l'acier, ce qui signifie que le béton de carbone a une durée de vie plus longue que le béton armé typique. Cela signifie également que les structures peuvent être beaucoup plus minces car une grande partie de l'épaisseur du béton armé est due à la nécessité d'empêcher la pénétration d'eau conduisant à l'oxydation des barres d'armature.

Henn a conçu The Cube en collaboration avec l'Institute for Solid Construction de TU Dresden, dirigé par le professeur Manfred Curbach.

La forme du Cube informée par la fibre de carbone

Avec un mur qui se replie pour devenir un toit, la forme du bâtiment s'inspire des propriétés légères et flexibles de la fibre de carbone.

« Le design de The Cube réinterprète la nature fluide et textile des fibres de carbone en fusionnant de manière transparente le plafond et les murs en une seule forme, suggérant une architecture future dans laquelle un design respectueux de l'environnement est associé à une liberté formelle et à une refonte radicale des éléments architecturaux essentiels », a déclaré Henn.

"Le mur et le plafond ne sont plus des composants séparés mais fusionnent fonctionnellement l'un dans l'autre en tant que continuum organique."

Le bâtiment sera la pièce maîtresse d'un important projet de recherche de la TU Dresden appelé C³ - Carbon Concrete Composite, qui est soutenu par le ministère fédéral allemand de l'Éducation et de la Recherche. L'objectif du projet est d'explorer les utilisations potentielles de ce nouveau matériau dans la construction.

"Le béton carbone pourrait contribuer à des processus de construction plus flexibles et économes en ressources, et le passage au béton carbone pourrait réduire les émissions de CO2 de la construction jusqu'à 50 %", a déclaré Henn.

"L'avantage est que vous pouvez rendre le béton beaucoup plus fin tout en étant capable de supporter de lourdes charges", a déclaré le Dr Erik Frank, scientifique principal en carbone, dans une récente interview avec Dezeen.

"Vous pouvez donc concevoir des formes complètement différentes. Il existe des exemples de recherche d'éléments de construction en béton ultra-mince, de bancs ou de renforts. L'objectif est de s'éloigner des énormes quantités de béton utilisées aujourd'hui."

Fibres de carbone biosourcées en cours de développement

Cependant, l'empreinte carbone de la fibre de carbone est "généralement très mauvaise", selon Frank. Le chercheur explore actuellement des moyens de créer des fibres de carbone à partir de la lignine, une substance végétale commune, qui est également un sous-produit de l'industrie du papier.

Il prédit que les fibres de carbone biosourcées ne remplaceront pas celles à base de pétrole, car elles n'offrent pas encore les mêmes performances. Cependant, il s'attend à ce que la demande continue d'augmenter. "Ce ne sera qu'un deuxième marché parallèle", a-t-il déclaré.

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