Les matériaux de construction traditionnels comme le bois et l’argile sont respectueux du climat et se complètent parfaitement. Pour qu’ils puissent à l’avenir être utilisés à grande échelle dans la construction, l’Empa mène des recherches en collaboration avec des hautes écoles suisses et des partenaires industriels dans le cadre d’un
Il est bien connu que le secteur de la construction contribue considérablement au changement climatique par ses émissions de gaz à effet de serre. Ce qui est moins clair, en revanche, c’est la meilleure façon de réduire les émissions de CO2. Ici, un large consortium dirigé par l’ETH Zurich mise sur des techniques de construction modernes utilisant le bois et l’argile pour réduire l’impact environnemental dans la construction. La combinaison de ces matériaux respectueux de l’environnement renforce leurs avantages respectifs : Le bois assure la capacité portante et la rigidité nécessaires, tandis que l’argile ajoute une capacité portante et une masse supplémentaires, contribuant ainsi à la régulation thermique, à l’amortissement des vibrations et à la sécurité incendie. D’ici 2029, différents sous-projets développeront des méthodes de construction efficaces et évolutives afin de faire progresser la construction et l’habitat climatiquement neutres.
Initiative « Flagship » : grande problématique, vaste réseau
Avec son initiative « Flagship », l’agence suisse pour la promotion de l’innovation Innosuisse encourage les innovations systémiques et transdisciplinaires qui sont d’une importance capitale pour les défis économiques et sociaux de la Suisse. Contrairement à ce qui se passe habituellement dans les projets Innosuisse, qui résolvent généralement des problèmes concrets de PME ou de start-ups individuelles, des chercheurs de différentes institutions avec de nombreux partenaires industriels travaillent ici ensemble sur une question d’ordre général. Le projet « phare » « Think Earth - Construction régénérative » comprend dix sous-projets qui vont de la science des matériaux et de la technique des procédés aux prototypes pour la construction de bâtiments, en passant par des études de cas et des normes pour l’architecture. Il s’agit ainsi de créer les bases d’une construction climatiquement neutre avec des éléments hybrides en bois et en argile.
Besoin d’assemblages flexibles du bois
Le bois est une ressource naturelle renouvelable, mais pour l’utiliser de manière durable dans la construction, il faut améliorer sa capacité de réutilisation. Actuellement, le taux de réutilisation du bois n’est que de 10 pour cent - dans le cadre du projet « Flagship », ce taux doit être porté à 90 pour cent à l’aide d’autres matériaux régénératifs tels que les matériaux de construction à base de terre. Les assemblages en bois jouent un rôle important dans ce processus. Contrairement aux structures porteuses en béton, qui sont coulées sous forme de structures monolithiques, les structures porteuses en bois dépendent de l’assemblage de différents éléments. Selon Pedro Palma, chercheur à l’Empa, ces derniers sont aussi importants que les éléments en bois eux-mêmes et souvent plus critiques d’un point de vue statique. « Les assemblages assurent la continuité et améliorent le comportement structurel grâce à des propriétés, telles que la capacité à se déformer et à dissiper l’énergie, que les éléments en bois eux-mêmes ne peuvent pas offrir ». Dans le cadre d’un sous-projet, le département Structures d’ingénierie de l’Empa travaille avec des chercheurs de l’ETH Zurich, de la Haute école spécialisée bernoise BFH et 13 partenaires industriels sur le démontage et la réutilisation des assemblages en bois. Parallèlement, ils développent des outils numériques qui soutiennent ce processus et renforcent ainsi l’économie circulaire.
Empêcher le retrait
Les matériaux de construction à base de terre ont un bon bilan carbone et la terre brute est disponible en quantités quasi illimitées. Cependant, ils ne sont souvent utilisés que pour de petites applications comme les briques, car leur structure se rétracte en séchant et des fissures se forment. Pour éviter cela, des additifs appropriés sont essentiels, selon Pietro Lura, directeur du département béton et asphalte de l’Empa et professeur à l’ETH Zurich. « L’argile peut toujours être réutilisée tant qu’il reste inchangée. Mais dès qu’on y ajoute un stabilisateur minéral, le bilan énergétique et la recyclabilité se dégradent ». Pour résoudre ce problème, des chercheurs de l’ETH Zurich et du département Béton et asphalte de l’Empa travaillent avec leurs partenaires industriels BASF Schweiz AG et Eberhard Bau AG sur des additifs biosourcés et biodégradables. Les chercheurs testent leur capacité à réduire le retrait tout en conservant la recyclabilité ainsi que l’absorption d’eau. « Le grand défi consiste à trouver des additifs qui fonctionnent et qui sont à la fois composés de matières premières naturelles et biodégradables », explique Yi Du, chercheur à l’Empa et à l’ETH Zurich. Les additifs les plus prometteurs seront testés à grande échelle afin de produire des matériaux de construction en argile sans fissures grâce à la chimie verte et de réduire l’excavation des terres.
