memory-steel - un nouveau matériau pour le renforcement de struc-tures
Dübendorf, St. Gallen und Thun, 23.10.2018 - Un nouveau matériau de construction développé à l'Empa est sur le point d'être lancé sur le marché : le memory-steel (acier à mémoire de forme) peut être utilisé non seulement pour le reinforcement de structures en béton neuves, mais aussi de structures existantes. Lorsque le matériau est chauffé une seule fois après avoir été prétendue de façon permanente en usine, la précontrainte se produit automatiquement. La spin-off re-fer AG de l'Empa présente ce matériau à mémoire de forme dans le cadre d'une série de conférences.
Jusqu'à présent, les armatures en acier des structures en béton sont toujours précontraintes à l’aide de vérins. Cela nécessite des gaines pour le guidage des câbles, des ancrages pour la transmission des efforts et des presses hydrauliques pour la prétension. Les exigences d'espace de l’équipement necessaire et des ancrages définissent en grande partie la géométrie des sections pour chaque structure en béton précontraint ; un renforcement d’une structure ancienne échoue donc parfois en raison des exigences d'espace élevées de la précontrainte classique.
En quinze années de recherche, les experts de l'Empa et de re-fer AG ont mis au point une méthode alternative jusqu’à la production en série : les alliages à mémoire de forme à base de fer. Ceux-ci se contractent lorsqu'ils sont chauffés et précontraignent ainsi la structure en béton. La précontrainte hydraulique peut ainsi être évitée - il suffit de chauffer l'acier à l’aide d’un système électrique ou par des émetteurs infrarouges. Ce nouveau matériau de construction sera commercialisé sous le nom de "memory-steel". Plusieurs projets pilotes, tels que le renforcement de plusieurs dalles en béton armé, ont déjà été couronnés de succès.
Développement de l’acier à mémoire de forme
Le développement de l’alliage remonte au début des années 2000. Au cours des décennies précédentes, l'Empa avait déjà été pionnière dans le domaine du renforcement de structures en béton avec des polymères renforcés de fibres de carbone (CFRP), d'où l'idée d'utiliser des alliages à mémoire de forme pour la précontrainte du béton. Les premiers essais avec des alliages nickel-titane étaient positifs. Cependant, ce matériau connu de la médecine est beaucoup trop cher pour être utilisé dans le secteur de la construction. En 2009, les chercheurs de l'Empa ont réussi à développer un alliage à mémoire de forme à base de fer qu'ils ont également breveté. En 2012, les chercheurs autour de Julien Michels ont finalement fondé la société re-fer AG, dont Julien Michels est depuis le directeur.
De nouvelles opportunités pour les bâtiments anciens
L'acier à mémoire de forme doit d'abord être utilisé pour renforcer des bâtiments existants. Dès que, par exemple, de nouvelles fenêtres, portes ou cages d'ascenseur sont installées dans la structure en béton d'un bâtiment ancien, un renforcement est souvent inévitable. Dans les bâtiments industriels, la capacité portante d'une ancienne dalle suspendue doit parfois être augmentée. Grâce à l'acier à mémoire, de telles tâches peuvent maintenant être facilement résolues dans des espaces confinés : Soit une bande est fixée sous le plafond à l'aide d’un clouage direct, puis chauffée par courant électrique ou radiateur infrarouge. Alternativement, l'armature peut également être posée dans du béton: on fraise d'abord une fente dans le plafond en béton, puis on insère l’ acier à mémoire sous forme d’une barre nervurée dans l'évidement et on remplit finalement la fente avec un mortier spécial. Enfin, le profilé est chauffé à l'aide d'un courant électrique continu. Une autre variante consiste à incorporer la barre de renforcement dans une couche supplémentaire de mortier ou béton projeté.
Eléments préfabriqués en béton à géométrie spéciale
A l'avenir, l'acier à mémoire de forme pourrait également représentre une méthode pour la fabrication d'éléments préfabriqués en béton. La précontrainte hydraulique utilisée jusqu'à présent crée des frottements dans les structures courbes, ce qui limite l'utilisation de cette méthode. Avec un profilé en acier à mémoire de forme noyé dans le béton, il est désormais également possible de réaliser des constructions très courbes : lorsqu'il est chauffé, le profilé se contracte uniformément sur toute sa longueur sans perte de charge et transmet la contrainte au béton.
Lancement sur le marché de l'acier à mémoire
Les profilés en acier à mémoire prêts au montage sont fabriqués par Voestalpine Böhler Edelstahl GmbH & Co KG en Autriche. L'entreprise travaille également avec re-fer AG et l'Empa pour développer la composition et les propriétés de l'alliage.
Le nouvel acier à mémoire sera présenté aux experts et architectes intéressés lors de quatre conférences spécialisées. Les interlocuteurs sont des experts de re-fer AG, des chercheurs de l'Empa, des experts en béton de Sika AG et de l’entreprise de précontrainte Stahlton AG.
Dates des symposiums
30 octobre 2018 Empa, Dübendorf - 13.15 h à 16.45 h
31 octobre 2018 Empa, St.Gallen - 13.15 h à 16.45 h
5 novembre 2018 FH Luzern - 13.15 h à 16.45 h
7 novembre 2018 Kursaal Bern - 13.15 h à 16.45 h
Adresse pour l'envoi de questions
Dr. Christoph Czaderski
Empa, Structural Engineering
Tél.: +41 58 765 4216
Christoph.Czaderski@empa.ch
Dr. Julien Michels
re-fer AG
Tél.: +41 58 765 4339
jmichels@re-fer.eu
Rédaction / Contact médias
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Auteur
Laboratoire fédéral d'essai des matériaux et de recherche
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