13/12/2012 - Ils développent un béton biologique pour construire des façades "vivantes"

Menéame

Les chercheurs Groupe de la technologie des structures  étudient le nouveau type de béton biologique à partir de deux matériaux à base de ciment. Le premier d’entre eux est le béton conventionnel carboné (basé sur le ciment Portland), avec lequel ils obtiennent un matériau d’un pH d’environ 8. Le deuxième matériau est fabriqué avec un ciment de phosphate de magnésium (MPC, de l’anglais Magnésium-Phosphate Cement), congarant hydraulique qui ne nécessite aucun traitement pour réduire le pH, puisque celui-ci est légèrement acide.

Le ciment de phosphate de magnésium a déjà été utilisé comme matériau de réparation pour sa propriété à rapide forgeage. En outre, il a également été utilisé comme biociment dans le domaine de la médecine et de l’art dentaire, ce qui indique qu’il n’a pas d’impact environnemental supplémentaire.

L’innovation de ce nouveau béton (multicouche verticale) est qu’il se comporte comme un support biologique naturel pour la croissance et le développement de certains organismes biologiques, notamment certaines familles de microalgues, champignons, lichens et mousses.

Une fois brevetée l’idée, l’équipe étudie la meilleure façon de favoriser la croissance accélérée de ce type d’organismes dans le béton. L’objectif de la recherche est d’accélérer le processus naturel de colonisation, en obtenant un aspect attrayant en pas plus d’un an. L’idée est également que les façades construites avec le nouveau matériau montrent une évolution temporelle par des changements de coloration en fonction de l’époque de l’année, ainsi que des familles d’organismes dominants. Dans ce type de construction, on évite l’apparition d’autres types de végétation pour empêcher leurs racines de perdre l’élément constructif.

Trois couches de matériau

Pour obtenir le béton biologique, d’autres paramètres ayant une incidence sur la bioréceptivité du matériau, tels que la porosité et la rugosité superficielle, ont été modifiés en plus du pH. Le résultat obtenu est un élément chromé, c’est-à-dire un panneau qui, outre une couche structurelle, se compose de trois autres couches: la première est une couche d’étanchéité située sur la précédente, laquelle sert de protection contre le passage de l’eau vers la couche structurelle pour éviter qu’elle ne se dégrade.

La suivante est la couche biologique, qui permettra la colonisation et permettra l’accumulation d’eau à l’intérieur. Il agit en tant que microstructure interne, favorise la rétention et dirige l’expulsion de l’humidité; puisqu'il a la capacité de capturer et de stocker l’eau de pluie, cette couche facilite le développement des organismes biologiques.

Enfin, la dernière est basée sur une couche de revêtement, qui sera interrompue et fera la fonction d’imperméabilisation inverse. Cette couche permettra l’entrée de l’eau de pluie et évitera sa perte; de cette façon, la sortie de l’eau sera redirigée là où il y a intérêt à obtenir une croissance biologique.

Réduction du CO2

Le nouveau matériel, qui a des applications diverses, offre des avantages de types environnementaux, thermiques et esthétiques, selon l’équipe de recherche, de la École des chemins, dirigé par Antonio Aguado et formé également par Ignacio Segura et Sandra Manso. Du point de vue environnemental, il permet d’absorber et, par conséquent, de réduire le CO2 de l’atmosphère, grâce au revêtement biologique.

En même temps, il a la capacité de capter le rayonnement solaire, ce qui permet de réguler la conductivité thermique à l’intérieur des bâtiments en fonction de la température atteinte. Le béton biologique fonctionne non seulement comme matériau isolant et régulateur thermique, mais aussi comme alternative ornementale, de sorte qu’il sert à décorer la façade de bâtiments ou la surface de constructions avec différentes finitions et tonalités chromatiques; il est conçu pour coloniser des zones déterminées, sans avoir à couvrir toute une même surface, et avec une variété de couleurs. L’idée est de créer une patine de matière comme une couverture biologique ou une peinture "vivante."

D’autre part, il offre également la possibilité d’utilisations dans les zones paysagères, comme élément décoratif et d’intégration paysagère et durable d’éléments constructifs, pour une meilleure intégration de ceux-ci avec l’environnement.

Remise en état du patrimoine architectural

Le matériel comporte un nouveau concept de jardin vertical non seulement pour les bâtiments ou les éléments de construction nouvelle, mais aussi pour la remise en état des bâtiments existants. Contrairement aux systèmes actuels de façades et de jardins verticaux, le nouveau matériau présente une croissance biologique sur le même matériau support; il n’a donc pas besoin de structures complexes porteuses et permet de sélectionner la zone de façade dans laquelle on veut obtenir une croissance biologique.

Les façades et les jardins verticaux sont basés sur l’utilisation d’un substrat végétal contenu dans un récipient quelconque, ou sur des cultures entièrement indépendantes de substrat, telles que les cultures hydroponiques. Mais ils nécessitent des systèmes complexes auxiliaires à l’élément de construction lui-même (couches de matériau) et même des structures adjacentes de type métallique ou plastique qui entraînent des complications associées à des charges supplémentaires, ainsi que la réduction de la luminosité et de la réduction de l’espace environnant du bâtiment. Le nouveau béton "vert" obtient la croissance directe des organismes à partir de l’ensemble de l’enduit.

Patient et commercialisation

La recherche a porté ses fruits à une thèse de doctorat que Sandra Manso élabore actuellement. Une campagne pilote est actuellement en cours pour la phase de croissance biologique, qui se déroulera à cheval entre l’UPC et l’Université de Gent (Belgique). Cette recherche a été appuyée par le professeur Antoni Gómez-Bolea, de la Faculté de biologie de l’Université de Barcelone, qui a apporté des contributions dans le domaine de la croissance biologique sur les matériaux de construction.

Actuellement, l’innovation est en train d’obtenir le brevet et l’entreprise catalane ESCOFET 1886 SA., fabricant de panneaux en béton architectural et de mobilier urbain, a déjà montré son intérêt à commercialiser le matériel.

UPC

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