Les fissures dans le béton, longtemps jugées inévitables, pourraient bientôt appartenir au passé grâce à une innovation scientifique prometteuse. Des chercheurs de l’Université Texas A&M, dirigés par Congrui Grace Jin, ont mis au point un béton autocicatrisant qui se soigne lui-même en utilisant du lichen synthétique (c’est-à-dire une symbiose entre champignon et micro-organismes). Cette avancée va changer la donne dans la construction et pourrait avoir des retombées notables sur l’entretien des infrastructures.
Le béton classique et ses petits travers
Le béton est le matériau le plus utilisé dans le monde, largement apprécié pour sa polyvalence et sa robustesse. Pourtant, il présente quelques failles, par exemple une faible résistance à la traction, ce qui le rend sujet aux fissures lorsqu’il est trop sollicité. Ces fissures peuvent provoquer des problèmes majeurs, comme l’effondrement de bâtiments, de ponts ou d’autoroutes. De plus, elles permettent aux liquides et aux gaz d’atteindre les armatures en acier, menant à la corrosion et un affaiblissement des structures (un vrai casse-tête pour les ingénieurs).
La détection précoce des fissures reste complexe et coûteuse, surtout sur des infrastructures en service continu. Aux États-Unis, leurs réparations coûtent plusieurs dizaines de milliards de dollars chaque année.
Des essais d’hier aux innovations d’aujourd’hui
Pour résoudre le problème, les chercheurs ont expérimenté plusieurs solutions pour obtenir un béton qui se répare lui-même. Autrefois, certaines méthodes utilisaient des bactéries produisant des matériaux réparateurs, mais ces systèmes nécessitaient un apport externe de nutriments pour bien fonctionner. Comme l’explique Congrui Grace Jin : « Le béton autocicatrisant médié par les microbes a été largement étudié pendant plus de trois décennies, mais il souffre encore d’une limitation importante – aucune des approches actuelles d’autocicatrisation n’est entièrement autonome puisqu’elles nécessitent un apport externe de nutriments. »
La solution actuelle contourne ce souci en utilisant un système à base de lichen synthétique. Dans cette symbiose, des champignons et des cyanobactéries ou algues coopèrent pour fixer efficacement le dioxyde de carbone et l’azote de l’air. Le système fait appel aux capacités des cyanobactéries à transformer l’air et la lumière en nutriments, pendant que les champignons filamenteux précipitent du carbonate de calcium pour combler les fissures.
Comment fonctionne le lichen synthétique
Le procédé mis au point par l’équipe ne nécessite que l’air, la lumière et l’eau pour fonctionner. En laboratoire, les lichens ont montré qu’ils pouvaient se développer dans des environnements difficiles comme le béton tout en produisant les minéraux nécessaires pour réparer les fissures (on peut voir ça comme un mastic naturel).
Contrairement aux bactéries employées auparavant, le lichen ne demande aucune intervention humaine pour être alimenté ou activé, rendant cette approche véritablement autonome et potentiellement plus efficace sur le long terme.
Ce que l’avenir nous réserve
Les chercheurs vont maintenant étudier comment ce système peut traiter les fissures déjà présentes pour prolonger la durée de vie du béton (un enjeu majeur pour la sécurité des bâtiments). Un béton auto-réparant pourrait réduire considérablement les frais d’entretien et prolonger la durée de vie des structures existantes, tout comme le recyclage des matériaux dans d’autres industries.
Par ailleurs, cette technologie devrait bien tirer son épingle du jeu dans le domaine de la construction durable, notamment pour les infrastructures spatiales où l’entretien est un véritable défi, en améliorant la durabilité du béton.
Les résultats encourageants de cette recherche ont été publiés dans Materials Today Communications, mettant en lumière le potentiel du lichen synthétique dans le génie civil.
Face aux défis liés à l’entretien des infrastructures vieillissantes et à la recherche d’une construction plus durable, cette innovation offre une piste vraiment intéressante qui mérite qu’on s’y attarde.
