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MATERIAUX Les composites au service de l’ingénierie construction

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MATERIAUX Les composites au service de l’ingénierie construction

Chaque année, le programme JEC Composites Innovation présente les solutions composites les plus innovantes dans le cadre de ses journées qui ont eu lieu en mars, à Paris-Expo. Dans le secteur de la construction, la compétition 2006 avait sélectionné trois innovations à forte valeur ajoutée, conférant à ces nouveaux matériaux une expression propre, loin du simple remplacement de matériau traditionnel comme le métal ou le bois.

Réalisé par Holland ­Composites Industrials BV (Pays-Bas) avec ses partenaires Solico BV et Octatube International BV, le toit du centre Rabin de Tel-Aviv (photo 1)(dessiné par l’architecte Moshe Safdie) est ainsi composé de cinq grandes structures en composite verre polyester avec noyau de mousse. La plus grande pièce mesure 35 m avec une poutre de 9 m. Chaque morceau de structure a été moulé par infusion sous vide sur des blocs de polystyrène. Particulièrement légères, ces structures ont été transportées d’Anvers à Ashdod en Israël, puis assemblées au sol et montées d’une seule pièce sur le toit. Le tout en un temps record et avec peu de moyens de manutention, comparé à des solutions classiques ! Le centre Rabin a été inauguré en novembre 2005.

De son côté, Woold SAS et Simpson Strong Tie (France) ont mis au point avec l’École nationale supérieure des arts et métiers de Cluny (Ensam), une poutre cintrable 2D et 3D. Destinée à réaliser des toitures zinc et cuivre préconstruites en atelier, cette poutre se compose de planches extérieures constituées d’un sandwich de bois d’eucalyptus et de douglas, renforcé par un composite verre 750 g/m2 stratifié époxy. Elle est contreventée par un monolithe en composite verre (750 g/m2) et carbone UD (600 g/m2) de forme sinusoïdale. Les éléments assemblés par rivets composites permettent d’obtenir une poutre modulable par pas de 25 cm jusqu’à 7,50 m de longueur totale.

La poutre (photo 2) offre un développé de 4,60 m de longueur avec une hauteur de 23 cm et une largeur de 12 cm. Son poids de seulement 9,6 kg représente un gain de l’ordre de 35 % par rapport à une poutre en bois lamellé-collé.

Quant à l’équipe norvégienne réunissant BBA (Black Bull AS), Reichhold AS, Loe Betongelementer AS, Tele Bryggen, SelcoTek AS et la société russe Kamenny Vek, elle a présenté l’armature en composites CR destinée à remplacer l’acier dans les structures béton. Il s’agit d’un renfort composé de fibre de carbone continue ou de basalte et d’une résine thermodurcissable sur laquelle on a déposé du sable en fin de polymérisation (photo 3). Ce matériau granulaire, qui s’accroche dans la résine, sert de liaison mécanique avec le béton. Comparé à la pultrusion moins rapide à fabriquer, très lisse et n’offrant que des profilés rectilignes, ce procédé permet de créer des formes complexes, avec une capacité de production 30 fois supérieure (16 m/min et 50 à 100 m/min en automatisation).

Inférieure à 1,5 kg, la masse totale du renfort s’avère quatre fois plus légère que celle de l’acier pour des capacités de résistance supérieures. En 2005, ces armatures en composites ont permis de renforcer trois pontons flottants en béton de 3 x 13 m.

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