L’industrie de la construction est l’une des plus anciennes au monde. Les plus anciens plans de construction connus – pour le temple d’Apollon, situé à Didymes, en Grèce – ont été élaborés au quatrième siècle avant J.-C., il y a environ 2 400 ans.

Les choses ont beaucoup évolué depuis, y compris les matériaux utilisés en construction. Les bâtiments institutionnels ou commerciaux ne sont généralement plus construits en pierre calcaire et en briques de terre crue. Nous utilisons plutôt des matériaux tels que l’acier de construction exposé, le vitrage structurel et les fenêtres résistantes aux ouragans.

En effet, de nouveaux matériaux de construction – bien plus efficaces, résistants et respectueux de l’environnement que leurs prédécesseurs – s’imposent chaque année. Voici quelques-uns des nouveaux matériaux de construction les plus prometteurs disponibles à l’heure actuelle.

Le béton renforcé de fibres de carbone

Ce nouveau type de béton remplace les barres d’armature en acier par des fibres de carbone tissées, ce qui rend le matériau plus léger que le béton armé traditionnel tout en conservant sa robustesse. Cela signifie qu’il faut beaucoup moins de matériaux pour construire une structure de résistance similaire, comme « Le Cube » à Dresde, illustré ci-dessous. Il est le fruit du travail du cabinet d’architecture allemand Henn et de l’université technique de Dresde.

Le béton autoréparateur

Le béton traditionnel a tendance à se désagréger, se fissurer ou s’effleurir et pose d’autres problèmes désagréables. Mais une innovation de l’université de technologie de Delft, aux Pays Bas, pourrait changer la donne.

Cette technologie permet de réparer le béton fissuré à l’aide de bactéries. Des capsules contenant certains types de bactéries et des nutriments nécessaires sont ajoutées au béton. Au contact de l’eau, les bactéries se transforment en calcaire et remplissent les fissures.

Parmi les autres types de béton autocicatrisant, citons l’invention coréenne utilisant des polymères qui, sous l’influence de l’humidité, réagissent en comblant les fissures du béton. Mentionnons également le béton bio autorégénérant du Worcester Polytechnic Institute (WPI) auquel des enzymes et des cristaux de carbonate de calcium ont été ajoutés pour combler les fissures et améliorer la résistance du matériau.

La séquestration du carbone dans le béton CarbiCrete

Le béton traditionnel serait responsable de quatre à huit pour cent de l’ensemble des émissions mondiales. CarbiCrete, une entreprise québécoise, propose un « béton à empreinte carbone négative » mis au point à l’Université McGill, située à Montréal. Le processus utilise les scories des aciéries à la place du ciment comme liant dans le béton préfabriqué, en injectant du dioxyde de carbone dans le béton pour renforcer sa résistance et agir comme un puits de carbone.

L’aluminium transparent

La céramique à base d’oxynitrure d’aluminium (AlON) existe depuis les années 1980. Elle n’est donc pas vraiment nouvelle, mais elle commence à faire parler d’elle dans le monde du verre résistant aux chocs en raison de son aspect semblable à celui du verre et de sa robustesse. La céramique AION peut résister à une chaleur allant jusqu’à 2 100 degrés Celsius, aux radiations, aux acides, aux alcalis et à l’eau. Une version fabriquée par Surmet, appelée ALON, peut arrêter une balle de fusil de calibre 50 (une balle extrêmement lourde et puissante).

Surmet a travaillé en partenariat avec le Département de la défense des États-Unis au développement d’ALON et l’a commercialisée vers 2015. Le seul inconvénient? Elle est environ cinq fois plus chère que le verre feuilleté traditionnel, selon Hackaday.

L’hydrocéramique

Développée en 2014 à l’Institut d’architecture avancée de Catalogne, en Espagne, l’hydrocéramique est constituée d’argile et d’hydrogel. Elle est capable de refroidir l’intérieur des bâtiments jusqu’à six degrés Celsius. L’hydrocéramique peut également permettre aux gestionnaires d’immeubles d’économiser près de 30 pour cent de la consommation d’énergie de refroidissement.

Pour ce faire, le matériau absorbe environ 500 fois son poids en eau. Compte tenu de l’été que nous avons connu en 2023, il n’est probablement pas surprenant que ce matériau soit aujourd’hui très en demande dans le secteur de la construction.

Le plastique 2DPA-1

Le plastique 2DPA-1 est deux fois plus résistant que l’acier et beaucoup plus léger. Inventé au Massachusetts Institute of Technology (MIT), il s’agit d’un polymère bidimensionnel qui « s’auto-assemble en feuilles, contrairement à tous les autres polymères qui forment des chaînes unidimensionnelles ressemblant à des spaghettis », selon les scientifiques du MIT. Il est 4 à 6 fois plus résistant que le verre pare-balles et est imperméable aux gaz grâce à des monomères qui s’emboîtent parfaitement comme des blocs de construction.

Bien que les possibilités d’utilisation de ce polymère soient vastes – notamment dans le cadre de projets de construction nécessitant des matériaux de renforcement structurel ultralégers, mais néanmoins résistants – il est aujourd’hui principalement utilisé comme revêtement mince pour améliorer la durabilité des objets.

Le charbon biologique

On estime que les projets de construction génèrent un tiers de l’ensemble des déchets dans le monde et près de la moitié des émissions de carbone. Si de nombreux nouveaux matériaux sont plus respectueux de l’environnement que les matériaux standard, le revêtement de bio-charbon produit par l’entreprise allemande Made of Air va encore plus loin en créant un bioplastique à partir de déchets forestiers et agricoles. Ce matériau peut séquestrer le carbone et, tout comme CarbiCrete, il est commercialisé en tant que produit de construction à bilan carbone négatif. Les constructeurs l’utilisent souvent pour réaliser des bardages.

Le produit à base de bio-charbon de l’entreprise a récemment été utilisé comme revêtement extérieur dans un centre de concessionnaires Audi à Munich, en Allemagne. Selon l’entreprise, le bardage de la concession stockera 14 tonnes de carbone.

Les barres d’armature en chanvre

L’Institut polytechnique de Rensselaer (RPI), à New York, a récemment inventé une solution de rechange fabriquée en partie à partir de chanvre qui est moins coûteuse que les barres d’armature en acier. Les barres d’armature en chanvre évitent la corrosion et la dégradation prématurée qui sont si visibles sous les ponts et autres structures utilisant des barres d’armature en acier. Cependant, celles-ci ne sont pas encore largement utilisées dans le secteur de la construction.

« En raison de la corrosion, dans des environnements à forte concentration de sel, les structures en béton ont une durée de vie de 40 à 50 ans », a expliqué Alexandros Tsamis, codirecteur du projet, dans le magazine Dezeen. « Si les barres d’armature ne se corrodaient pas, elles pourraient durer trois fois plus longtemps. Cela contribuerait de manière significative à la réduction des émissions de carbone, car la durée de vie de chaque structure fabriquée serait trois fois plus longue. »

Les briques de déchets de construction K Briq

Le K Briq a été inventé à l’université Heriot-Watt d’Édimbourg et est fabriqué par Kenoteq en Écosse. Non cuit, à faible bilan carbone et composé à 90 pour cent de déchets de construction, le K Briq représente une alternative à la brique traditionnelle. Mis sur le marché en 2019, le matériau a remporté plusieurs prix, dont le Prix Dezeen 2022 dans la catégorie Conception durable. Les K-Briqs sont disponibles sur commande dans des formes et des couleurs standard ou sur mesure.

Le panneau d’aggloméré à base d’épluchures de pommes de terre

Et une dernière invention – mais non la moindre – les panneaux d’aggloméré à base d’épluchures de pommes de terre. Un produit de construction durable imaginé à Londres par les concepteurs Rowan Minkley et Robert Nicoll. Ce matériau peut remplacer des articles à usage unique tels que les panneaux de fibres à densité moyenne (MDF) et les panneaux d’aggloméré traditionnels. Il contribue ainsi à détourner une partie des innombrables tonnes de déchets d’épluchures de pommes de terre résultant de la consommation de frites et d’autres produits à base de pommes de terre.

Quel est l’impact des nouveaux matériaux de construction?

L’inflation et le changement climatique sont des problèmes majeurs auxquels le secteur de la construction est confronté (comme tout le monde d’ailleurs). II est donc tout à fait naturel que les matériaux qui réduisent les déchets, retiennent le carbone et représentent une alternative plus performante à moindre coût que les produits traditionnels deviennent de plus en plus courants.

Restez à l’affût, ces nouveaux matériaux devraient bientôt faire leur apparition sur un chantier de construction près de chez vous.