Smarter concrete

Du béton intelligent

Des ponts plus solides et plus intelligents grâce à la recherche menée à la University of British Columbia
29 mai 2014

Chaque élément de l’infrastructure urbaine est essentiel au bon fonctionnement des collectivités, mais la question des ponts, en particulier, vient vraiment remettre les choses en perspective ‒ peut-être parce que tout ce qui protège les automobilistes contre une chute susceptible d’être fatale est une immense structure en béton montée sur de très hauts pilotis. Pour que cette infrastructure ‒ notamment ces vieux ponts ‒ demeure en bon état, il faut l’entretenir de façon continue et, ce qui est peut-être plus important encore, la surveiller efficacement afin de déceler toute détérioration avant qu’un malheur ne survienne.

Nemkumar Banthia, professeur de génie civil à la University of British Columbia, a élaboré une nouvelle méthode pour effectuer les deux activités précédentes en parallèle. À l’aide d’un tuyau à haute pression, le mélange synthétique de fibres à hautes performances conçu par le chercheur et composé de verre, de carbone et de divers polymères durables peut être pulvérisé directement sur la surface en béton d’anciens ponts et passages supérieurs, ce qui les rend plus solides et plus durables. Des tests ont démontré que les structures traitées avec ce mélange sont dorénavant en mesure de supporter le double du poids des véhicules et d’absorber trois fois plus d’énergie en cas de tremblement de terre.

Mieux encore, ce mélange est conçu pour déceler les signes avant-coureurs de détérioration. En effet, le revêtement comprend des capteurs à fibres optiques capables de transmettre des signaux numériques à des ingénieurs par Internet. Le pont peut ainsi être l’objet d’une surveillance à distance en temps réel. « Les capteurs nous donnent des évaluations en continu de la structure, explique M. Banthia. Le principe est semblable à celui qui permet de surveiller la santé en ligne, à l’instar d’un stimulateur cardiaque qui peut détecter toute irrégularité. » Les capteurs s’intègrent aisément aux structures en béton et peuvent déceler des problèmes comme l’accumulation d’humidité, les modifications dans la composition chimique, les fissures internes et les signes de corrosion des poutres d’acier qui supportent la structure.

Le chercheur et son équipe sont également en train de concevoir des capteurs sous forme de nanotube de carbone insérés dans le ciment qui permet de surveiller l’état de la structure. Ces appareils sont beaucoup moins dispendieux que la plupart de capteurs à fibres optiques utilisés jusqu’ici dans l’infrastructure intelligente. Cette technique a été mise à l’essai avec succès sur un pont âgé de 46 ans situé près de Duncan, en Colombie-Britannique. Or, en plus d’appliquer un revêtement par pulvérisation et des capteurs, on a également réparé des parties du pont avec du mortier renforcé de fibres qui consiste en grande partie en un mélange de carbone et de polypropylène qui se lie à la structure en béton pour en augmenter la durabilité tout en lui conférant des propriétés hydrofuges. On a appliqué le mélange rapidement afin d’éviter une longue et coûteuse interruption de la circulation. Et cet exemple n’illustre qu’une des nombreuses applications éventuelles de ce produit.