Les matériaux intelligents dans le domaine du BTP


Les matériaux dits intelligents naissent dans les années 80 principalement aux Etats-Unis de part les recherches en aérospatiale.
Alors que le démarrage du 20ème siècle fait la part belle aux matières plastiques et aux matériaux composites, les chercheurs ont pour objectif de développer des nouveaux matériaux qui s’adaptent à leur propre environnement.
Aujourd’hui ces recherches ont bien dépassé le monde de l’aéronautique, et le monde du BTP est l’un des principaux marchés de développement.

Qu’est ce qu’un matériau intelligent ?

Un matériau intelligent est sensible, adaptatif et évolutif. Ils possèdent des fonctions qui lui permettent de se comporter comme un capteur (détecter des signaux), un actionneur (effectuer une action sur son environnement) ou parfois comme un processeur (traiter, comparer, stocker des informations).
C’est un matériau qui s’adapte et évolue en fonction de contraintes internes et/ou externes: charge, traction, température, humidité…
Le matériau va alors s’adapter ou signaler un dysfonctionnement qui permettra d’engager des actions correctives ou d’amélioration.

Les alliages à mémoire de forme sont l’un des exemples les plus connus. Ces matériaux sont composés de matières et particules qui répondent à une contrainte de pression ou de température.

Un exemple utilisé depuis des décennies dans le BTP, les joints de fermeture.
Ses matériaux répondent à une contrainte en se contractant (pression, écrasement) afin d’améliorer l’étanchéité. Dès la suppression de cette contrainte, ils récupèrent leur forme originale. Ils sont catégorisés comme matériaux intelligents.

Où en est-on aujourd’hui en termes d’innovation pour les matériaux intelligents dans le domaine du BTP ?

Alors que le démarrage de la recherche et de l’innovation pour les matériaux intelligents des années 80 faisaient la part belle aux procédés chimiques et dérivés de l’industrie pétro-chimique, la recherche et l’innovation se tournent aujourd’hui vers l’amélioration de notre impact sur l’environnement et l’impact de ces matériaux sur notre santé.

C’est essentiellement durant les grands salons mondiaux du BTP que ces innovations sont présentées.

L’un des chapitres importants de la recherche pour de nouveaux matériaux intelligents s’appuie sur la gestion des énergies, les économies et la production d’énergie verte.

Dans le domaine routier, en piste pour une voie productrice d’énergie :

Dans le domaine routier, les recherches et tests grandeur nature se développent autour de la réalisation d’infrastructures intelligentes.
Ainsi le société française COLAS a fait breveté et va réaliser la première WATTWAY en Normandie. Cette route sera la première route au monde productrice d’énergie grâce à un système de captage photovoltaïque de son revêtement.
Les tests grandeur nature sont développés depuis 2015.
Les usages seront multiples: production d’énergie pour raccordement d’installation de sécurité, mise en lumière de pont, passage dangereux, voire production complémentaire sur des zones de parking ou recharges “sans borne ou branchement” de véhicules électriques.
Les coûts sont encore élevés, mais le système devrait être rentable d’ici une dizaine d’années.

Gros-oeuvre du bâtiment, vers le béton du 3ème millénaire:

Dans le domaine du gros œuvre de bâtiment, de nombreux matériaux intelligents existent déjà (et sont en cours de popularisation) permettant une architecture innovante, un bâtiment basse consommation d’énergie ou plus sain pour ses utilisateurs.


Le béton qui s’auto-répare est un de ceux qui prend son envol.

La démarche repose sur l’utilisation de bactéries ou champignons sécrétant du calcaire.
La présence des micro-organismes dans le matériaux permet la réparation sans intervention humaine des micro fissurations, augmentant de manière sensible la durabilité du matériau.

“L’utilisation de ce béton qui s’auto-répare permettrait de réduire de 5% les émissions de carbone dans le monde. La technologie du bio-béton permettrait également de réduire les coûts sur le long terme, tant dans la construction qu’en ce qui concerne notre empreinte écologique” (extrait de Business AM).

L’exemple du béton translucide de la société LICATRON est également un bel exemple d’innovation.
Inventé par un architecte Hongrois, ce béton intelligent laisse passer la lumière grâce à ses fibres optiques intégrées, tout en préservant les qualités mécaniques d’un béton classique. Caractéristiques : transparence et esthétisme.

Second-oeuvre et matériaux intelligents: vers un habitat plus proche de nos besoins.

Les matériaux et équipements de second-oeuvre ne sont pas en reste quant à la course à l’innovation.

La société OLIKROM propose différentes gammes de pigments intelligents: thermochrome, photochrome voir photoluminescent.

De même l’entreprise RENAUDIN PEINTURE implantée à Marseille propose une peinture chauffante pouvant permettre une température de surface de 20°C grâce à une alimentation de 12 volts uniquement.

Ce produit n’est pas encore disponible pour le grand public car non agréé par EDF, mais très utilisé par l’Armée Française. Son développement promet un grand succès.

Les menuiseries extérieures sont aussi un sujet de grande innovation.

Déjà largement connectées en domotique (ouverture / fermeture), elles sont capables maintenant de moduler leur opacité.

Leur teinte change sous l’impulsion d’un courant électrique permettant une régulation de l’apport lumineux et thermique, comme la gamme Sage Glass de la société Saint Gobain.

L’exposé pourrait être encore long et palpitant tant le monde du BTP est source d’innovation en termes de matériaux intelligents.
Ce qu’il faut retenir, c’est que les industriels investissent des budgets très importants pour la recherche.

La COP 21 et l’engagement des gouvernements pour réduire notre empreinte carbone pousse l’ensemble du monde du BTP à rationaliser sa consommation de ressources naturelles et d’émissions de CO2, aussi bien pour la fabrication, la mise en œuvre ou la durabilité des bâtiments. Les coûts de ces nouveaux produits innovants sont encore importants mais devraient, selon les études économiques, devenir tout à fait rentables d’ici une dizaine d’années.

Améliorer son confort, sa sécurité et diminuer notre impact sur l’environnement, voilà un chemin à suivre ensemble.

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Pour aller plus loin  :

Rédactrice : Karine Hervouet – mbimpresario.com pour OpussAmo

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