A L’action combinée des fibres et du traitement superhydrophobe procure au béton SECC une grande résistance face à la flexion (environ 25 MPa). Cette contrainte provoque des microfissurations. B À l’échelle macroscopique, on constate que les gouttes s’écrasent nettement moins sur le béton rendu superhydrophobe que sur l’adhésif, simplement hydrophobe. C À l’échelle microscope, le phénomène s’explique par la rugosité nanométrique de la surface : les nanopoils minimisent le contact entre le support et la goutte d’eau.
© Docs A et B : University of Wisconsin-Milwaukee - Doc C: Wiliam Thielicke
Des chercheurs américains ont créé un béton d’un nouveau genre : très résistant à l’eau et aux efforts de flexion, il garantirait aux ouvrages une durabilité de plus d’un siècle.
En affichant une durée de vie de service de plus de cent vingt ans, le béton développé au sein de l’université du Wisconsin-Milwaukee (UWM) bat des records de longévité. En effet, les bétons sont des matériaux évolutifs. Et, selon Marc Delogne, géologue chez Diagnostic béton, bureau d’études belge spécialisé dans les bétons dégradés, « un béton traditionnel en extérieur s’érode de 3 cm en trente ans. Quant aux plus performants, au mieux, ils requièrent un entretien - voire des interventions plus lourdes - tous les soixante ans en moyenne ». Si le Superhydrophobic Engineered Cementitious Composite (SECC) parvient à tenir plus d’un siècle sans réparation, c’est parce que le professeur de génie civil Konstantin Sobolev et ses étudiants de l’UWM l’ont rendu presque imperméable et très ductile.
Le SECC est même superhydrophobe. Ce qualificatif, qui s’applique aux surfaces dont l’angle de contact avec l’eau est supérieur à 150°, se traduit concrètement par le fait que les gouttes d’H2O rebondissent au lieu de s’étaler. Cet état a été ici obtenu grâce à l’adjonction dans le ciment de polymères aux propriétés hydrophobes (siloxane) et de micro et nanoparticules qui, ensemble, modifient la texture de la surface et la composition intrinsèque du béton. « Il existe déjà des scellants qui, appliqués en surface, permettent de réduire la pénétration d’eau ou d’ions chlorures dans les pores du béton, explique Scott Muzenski, doctorant en génie civil. Mais ces traitements n’empêchent pas les infiltrations lorsque le béton présente des fissures. » La superhydrophobisation est, quant à elle, tridimensionnelle. Elle fait donc effet, même en profondeur.
Risque réduit de corrosion
En plus de repousser l’eau et les minéraux, le SECC est un béton très ductile. Cette propriété lui confère la capacité de supporter des efforts importants sans se fracturer. Par rapport à des bétons flexibles produits aujourd’hui, le SECC l’est encore davantage, grâce à l’incorporation de fibres d’alcool polyvinylique (PVA) de 0,04 mm de diamètre. D’une part, ces dernières limitent les fissures causées par le retrait au séchage ; d’autre part, elles favorisent, en cas de fracture, la formation de microfissures plutôt que celle d’une fêlure profonde. D’où un risque de corrosion des armatures moindre. « Qui plus est, le béton a de grandes chances de parvenir à autosceller les petites failles qui seraient apparues, ajoute Scott Muzenski. Ce processus réduit encore les besoins de maintenance. »
Le SEEC est destiné avant tout à la construction ou à la réparation des tabliers et des dalles d’approche des ponts nord-américains qui, soumis à d’importants cycles gel-dégel, s’altèrent rapidement. Mais ses applications pourraient être plus larges. « Le SECC fibré convient à tous les types d’usages structurels, précise le doctorant. Pour faciliter son emploi, nous travaillons en ce moment sur une version autoplaçante. » Quant à son coût de production, il est bien entendu supérieur à celui d’un béton existant. Toutefois, en tenant compte du faible entretien qu’il nécessite et de sa longue vie, le surcoût pourrait être relatif.
Pour en savoir plus : www.super-beton.com
