Dans un monde où la sécurité et la durabilité des infrastructures sont primordiales, des chercheurs de l’Université de Princeton vont chercher des idées directement dans la nature. Ils veulent rendre des matériaux traditionnellement fragiles, comme le ciment et la céramique, plus résistants. Leur source d’inspiration ? La nacre (mère‑perle), qui aide à ralentir la propagation des fissures, un vrai fléau pour les matériaux de construction.
Le problème des matériaux qui se fissurent
Le béton et la céramique sont omniprésents dans la construction, mais leur tendance à se fissurer pose un gros problème. Une fissure qui démarre peut vite s’étendre sans signe avant‑coureur et mettre la structure en péril. Reza Moini, qui dirige l’équipe du Département d’Ingénierie Civile et Environnementale de l’Université de Princeton, s’intéresse à la manière dont la biomimétique pourrait changer la donne. Le chercheur Shashank Gupta explique : « Si nous parvenons à concevoir le béton de sorte qu’il résiste à la propagation des fissures, nous pouvons le rendre plus résistant, plus sûr et plus durable. » cite le média italien Il Messaggero.
Les matériaux doivent pouvoir dissiper l’énergie pour éviter des ruptures instantanées. En laboratoire, les équipes ont réalisé des essais de flexion sur de petites poutres de béton. Ces essais montrent une meilleure tenue face aux fissures : la poutre se déforme par étapes plutôt que de se rompre d’un coup.
S’inspirer de la nacre pour une idée nouvelle
La nacre sert de modèle grâce à ses remarquables propriétés mécaniques. Elle est constituée de lamelles d’aragonite reliées par une couche de biopolymère souple, ce qui lui donne à la fois rigidité et souplesse. L’aragonite apporte la résistance, tandis que le biopolymère évite les ruptures abruptes. Cette combinaison de dureté et d’adaptabilité est exactement ce que cherchent à reproduire les chercheurs de Princeton dans le béton.
L’objectif n’est pas de changer la chimie du ciment, mais de revoir sa structure. En le fractionnant en couches, on imite l’alternance de plaques dures et de couches souples de la nacre. Les équipes utilisent la pâte de ciment comme composant dur et le polyvinylsiloxane, un polymère élastique, comme élément souple, appliqué en fines couches.
Ce que ça pourrait changer pour la construction
Les premiers résultats de ces travaux laissent entrevoir une vraie révolution dans le bâtiment. Si cette approche biomimétique tient la route à grande échelle, elle pourrait augmenter fortement la durabilité et la sécurité des structures, diminuer les coûts d’entretien et prolonger leur durée de vie. Le béton autocicatrisant pourrait transformer le secteur de la construction en réduisant les coûts d’entretien et en prolongeant la durée de vie des infrastructures.
