Les barres d'armature en chanvre pourraient offrir un faible

Mar 09, 2024

Des chercheurs de l'Institut polytechnique Rensselaer aux États-Unis ont inventé une alternative aux barres d'armature en acier fabriquées à partir de chanvre, qui, selon eux, évite le problème de la corrosion tout en réduisant les émissions de carbone liées à la construction.

Les barres d’armature en chanvre pourraient être utilisées pour soutenir des structures en béton de la même manière que les barres d’armature en acier et autres le sont aujourd’hui, mais avec un impact environnemental réduit en raison à la fois de sa composition matérielle et de sa durée de vie.

À l'heure actuelle, la rouille des barres d'armature en acier contribue de manière significative à la dégradation prématurée des structures, notamment des ponts, des routes, des digues et des bâtiments, ont déclaré à Dezeen les responsables du projet, Daniel Walczyk et Alexandros Tsamis.

"En raison de la corrosion, dans les environnements à forte concentration de sel, les structures en béton ont une durée de vie de 40 à 50 ans", a déclaré Tsamis, architecte et professeur adjoint à l'Institut polytechnique de Rensselaer (RPI).

"Si les barres d'armature ne se corrodaient pas, cela serait trois fois plus important, et cela créerait une contribution globale significative à la réduction des émissions de carbone, car vous avez une durée de vie trois fois plus longue pour chaque chose que vous fabriquez."

Selon l'équipe RPI, les barres d'armature en acier traditionnelles ont une quantité d'énergie grise relativement faible, en particulier si elles sont fabriquées avec du contenu recyclé, bien que ce chiffre dissimule les impacts de leur durée de vie et de leurs besoins de maintenance.

Cependant, les conceptions structurelles dans des environnements hautement corrosifs utiliseront souvent des alternatives à l'acier traditionnel, telles que les barres d'armature en polymère renforcé de fibres de verre (GFRP), qui ont un impact environnemental élevé.

L'équipe affirme que ses résultats préliminaires montrent que les barres d'armature en chanvre ont une quantité d'énergie intrinsèque nettement inférieure à celle des barres d'armature en PRV, tout en étant probablement aussi durables, bien que les travaux n'aient pas encore été évalués par des pairs.

Les barres d'armature en chanvre sont fabriquées selon un processus de pultrusion dans lequel les fibres sont rassemblées avec des thermoplastiques dans une filière chauffée et fondues pour former une barre solide.

La première étape consiste à transformer le chanvre en une corde contenant un mélange de fibres naturelles et plastiques – la « recette » exacte pour laquelle l'équipe RPI est encore en train de peaufiner.

Les bobines de cette corde sont ensuite introduites dans une machine créée spécialement pour ce processus. Cet appareil, une machine CNC de la taille d'une petite voiture, est installé sur place et forge les barres d'armature à la demande, en lisant des fichiers numériques pour plier et couper le produit à la forme stipulée.

Les barres d'armature en chanvre pourraient réduire le temps de construction tout en maintenant les coûts à un faible niveau

L’avantage de ce processus est qu’il devrait réduire le temps de construction. Walczyk et Tsamis souhaitent également qu'elles soient compétitives ou moins chères que les barres d'armature en acier standard, contrairement aux autres alternatives non corrodables actuellement disponibles.

Leur objectif est de faire de ce produit le choix évident, même pour les projets sans gros budgets ni objectifs de durabilité. Cela a également influencé la conception de la machine de pultrusion sur site, que Tsamis décrit comme ayant une esthétique « John Deere », en référence à l'entreprise de tracteurs et d'équipement lourd.

"Les barres d'armature sont un matériau quotidien", a déclaré Tsamis. "C'est un matériau qui doit être communiqué à chaque entrepreneur, à chaque constructeur, dans chaque village, partout dans le monde. Il s'agit donc volontairement d'une sorte de "machine du peuple" à la John Deere."

Walczyk et Tsamis, ainsi que leurs collaborateurs étudiants Daniel Cohen et Sharmad Joshi, espèrent publier leur premier article sur la technologie l'année prochaine.

Entre-temps, ils continueront à développer et à tester les barres d'armature, ainsi qu'une série d'autres innovations en matière de produits, de matériaux et de processus sur lesquelles ils travaillent dans le cadre d'un effort visant à développer une technologie de construction de nouvelle génération utilisant le chanvre.

Le chanvre ultra résistant est prometteur pour de nombreux matériaux de construction

Le chanvre industriel est une classe de plante de cannabis sativa qui ne contient qu’une petite quantité du composé psychoactif THC. Sa fibre est parmi les plus résistantes du règne végétal, aussi résistante que la fibre de verre en termes de poids, et la culture excelle également dans la séquestration du carbone atmosphérique, le faisant deux fois plus vite que les arbres.