Nanotechnologies et nanomatériaux pour la construction Génie civil - ouvrages d'art

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Nanotechnologies et nanomatériaux pour la construction Génie civil - ouvrages d'art

Auteur(s) : Henri VAN DAMME

Date de publication : 10 janvier 2012 | Read in english

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RÉSUMÉ

Poussé par une urbanisation croissante et l’impérieuse nécessité d’un impact minimal sur nos ressources et notre environnement, le monde de la construction est le lieu d’innovations à juste titre qualifier de nanotechnologiques. Est concerné autant l’habitat individuel que le tertiaire, le milieu urbain et nos grandes infrastructures, que celles-ci soient énergétiques, environnementales ou de mobilité. L’impact des nanotechnologies sur le matériau-roi du génie civil – le béton – et sur nos grands ouvrages d’art et réseau routier, est certain. L’usage de nanomatériaux dans les câbles et haubans des ponts permettra d’en faire des composants actifs, de même l’usage des nanotechnologies dotera la route de fonctionnalités qui la rendront adaptable, résiliente et automatisée.

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AUTEUR(S)

  • Henri VAN DAMME : Directeur scientifique de l'Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (IFSTTAR) - Professeur à l'École Supérieure de physique et chimie industrielles, ESPCI-ParisTech

 INTRODUCTION

Résumé :

Le monde de la construction a la réputation d’être traditionnel. L’objet de ce dossier, conçu en deux parties, est de montrer qu’au-delà de ce cliché, c’est au contraire un monde qui, poussé par notre urbanisation croissante et l’impérieuse nécessité d’un impact minimal sur nos ressources et notre environnement, sera le lieu d’innovations que l’on peut à juste titre qualifier de nanotechnologiques. Ceci touchera autant l’habitat individuel que le tertiaire, le milieu urbain et nos grandes infrastructures, que celles-ci soient énergétiques, environnementales ou de mobilité. Après un premier dossier consacré en priorité aux matériaux d’enveloppe du bâtiment et à leur impact sur la qualité urbaine, ce second dossier aborde plus spécifiquement l’impact des nanotechnologies sur le matériau-roi du génie civil – le béton – et sur nos grandes infrastructures – ouvrages d’art et réseau routier. On montrera que les nanosciences et l’ingénierie moléculaire des adjuvants offrent encore de belles marges de progrès aux bétons ; que l’usage de nanomatériaux dans les câbles et haubans des ouvrages d’art permettra d’en faire des composants actifs et les rendra plus sûrs ; que, grâce à l’usage de nouveaux matériaux et dispositifs dont beaucoup relèveront des nanotechnologies et des nanomatériaux (« NT & NM »), la route elle-même sera dotée de fonctionnalités nouvelles qui la rendront adaptable, résiliente et automatisée ; enfin, que l’incorporation de capteurs massivement distribués et communicants étendra l’internet des objets à l’ensemble de nos infrastructures et permettra d’en augmenter la durabilité, la sécurité et, globalement, l’efficacité.

La France compte environ 7 000 km d’autoroutes et 12 000 km de routes nationales. Le réseau de routes départementales et communales – dit « réseau secondaire » – avoisine, pour sa part, le million de kilomètres. Le réseau ferré de lignes à grande vitesse (LGV) approche désormais les 2 000 km, tandis que le réseau ferroviaire électrifié classique avoisine les 15 000 km. Ces infrastructures linéaires s’enchevêtrent grâce à 230 000 ponts routiers et 50 000 ponts ferroviaires. Elles requièrent plus de 50 000 murs de soutènement et sont rendues plus directes grâce au percement de près de 1 000 km de tunnels, routiers ou ferroviaires.

Avec 10 % de notre électricité d’origine hydraulique et près de 80 % d’origine nucléaire, nous possédons également plus d’un millier de barrages de toute taille et une soixantaine de centrales nucléaires. Et le réseau d’assainissement de nos eaux usées, quasi-totalement enfoui, est aussi dense que la France de surface.

Ce patrimoine énorme, essentiel pour la bonne marche du pays, repose essentiellement,...

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