Nouvelle méthode révolutionnaire : le design hélicoïdal renforce la résistance du béton aux fissures

ParisLes ingénieurs de Princeton ont mis au point une méthode innovante pour rendre les pièces en béton moins susceptibles de se fissurer. En s'inspirant du poisson coelacanthe, ils ont utilisé une conception à double hélice dans leur béton, le rendant ainsi 63 % plus résistant aux fissures que les méthodes standards.

La méthode qu'ils ont utilisée comprend :

• Conceptions architecturales
• Procédés de fabrication additive
• Robots industriels pour le dépôt précis de matériaux

L'équipe du Professeur Assistant Reza Moini a mis au point une conception de béton intégrant des fibres spatialisées en trois dimensions. Ces fibres sont faiblement reliées entre elles, et en ajustant légèrement leur orientation, on parvient à créer une structure qui améliore considérablement la résistance aux fissures. Cette innovation est appelée un mécanisme de renforcement.

Principaux avantages de cette méthode comprennent :

• Empêcher les fissures de se propager
• Verrouiller les surfaces fracturées
• Détourner les fissures de leur trajectoire initiale une fois qu'elles apparaissent

L'impression 3D révolutionne le secteur de la construction. Les robots, construisant des structures en béton couche par couche, permettent de réaliser des designs complexes impossibles à obtenir avec les méthodes traditionnelles. Shashank Gupta, étudiant diplômé et co-auteur, souligne que les robots aident à atteindre une grande précision dans la construction des poutres et des colonnes.

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Le laboratoire de Moini utilise de grands robots industriels associés à des techniques avancées de traitement des matériaux en temps réel, ce qui leur permet de fabriquer rapidement des composants structurels de grande taille. Ils ont rencontré un problème de déformation du béton frais sous son propre poids. Pour résoudre cela, ils ont mis au point un système d'extrusion à deux composants permettant un meilleur contrôle.

Ce système propose :

• Deux entrées – une pour le béton, une pour un accélérateur chimique
• Mélange au niveau de la buse juste avant l'extrusion
• Processus de durcissement accéléré
• Déformation minimisée aux niveaux inférieurs

En ajustant soigneusement la quantité d'accélérateur, ils ont amélioré la maîtrise de la structure. Ces améliorations rendent le béton plus résistant et esthétiquement agréable. Il s'agit d'une avancée majeure dans la conception et la construction, pouvant conduire à des bâtiments et des infrastructures plus durables.

Cette technologie offre de multiples utilisations. Elle peut être intégrée tant dans les foyers que dans les grands projets de construction, renforçant ainsi les structures et améliorant leur attrait esthétique.