Des fibres très fines remplacent les épaisses armatures d’acier
Le vingtième siècle a construit en béton armé. Ce mode de construction solide a fait ses preuves des millions de fois. Les ingénieurs du bâtiment ont maintenant affiné leur méthode pour renforcer les constructions en béton. À la place des épaisses armatures d’acier, on utilise de plus en plus souvent des fibres de l’épaisseur d’un cheveu – même dans la construction de tunnels où les exigences sont particulièrement élevées.
La sécurité d’abord : à la suite de quelques accidents graves, les autorités suisses ont mis en place des normes de sécurité de plus en plus strictes au cours des dernières décennies. En raison de ces contraintes, Implenia a été chargé d’équiper le tunnel routier du « Crapteig » entre Coire et San Bernardino d’une nouvelle galerie de sécurité.
Il est très difficile de creuser dans la roche. Les ouvriers doivent rapidement sécuriser la cavité qui vient d’être creusée. Jusqu’à présent, ils le faisaient à l’aide de treillis soudé et de béton projeté. Mais dans cette galerie d’environ deux kilomètres dans les Alpes suisse, Implenia a utilisé pour la première fois un procédé innovant : pour maîtriser les forces puissantes de la montagne, l’entreprise a utilisé des fibres synthétiques de l’épaisseur d’un cheveu.
Les travaux dans la montagne ont été terminés dans les délais à la mi-2022. « Le nouveau procédé de construction avec des fibres synthétiques offre plusieurs avantages », selon Heinz Berni qui en tire un bilan positif. « D’abord, il est plus durable car il n’y a pas de corrosion avec la fibre synthétique. » Ensuite, il est également plus sûr car il n’y a plus de montage de treillis d’armature et le personnel est donc moins exposé aux chutes de pierre. Pour toutes ces raisons, l’ingénieur en construction de tunnels d’Implenia est convaincu par la nouvelle méthode.
Les économies de matériaux constituent également un progrès important pour l’environnement. Les fibres remplacent des armatures lourdes en acier dont la fabrication consomme beaucoup d’énergie. Grâce au béton fibré, pour la sécurisation du tunnel du Crapteig, Implenia a économisé deux tiers des émissions de CO2 qui auraient été générées avec le mode de construction habituel.
La fabrication des éléments de construction de tunnel présente ce même avantage climatique. En France, pour approvisionner les chantiers du métro du Grand Paris, Implenia a construit un atelier destiné à la préfabrication des voussoirs. Pour la fabrication de ces éléments en béton parfaitement ajustés, on utilise de fines fibres d’acier au lieu d’armatures en acier épais.
Les calculs montrent que la fabrication d’un voussoir traditionnel génère plus de 100 kilogrammes d’émissions de CO2. Un voussoir fibré n’en génère que 40 kilogrammes. Aussi fines soient-elles, les fibres peuvent donc avoir un impact très important sur la durabilité des ouvrages.
Je dünner desto stärker
Bereits in den zwanziger Jahren des letzten Jahrhunderts entdeckten Materialwissenschafter, dass Werkstoffe in Form von Fasern in Faserrichtung eine vielfach grössere Festigkeit aufweisen als das gleiche Material in anderer Form. Erstaunlicherweise stellten sie auch fest, dass je dünner eine Faser, desto grösser ihre Festigkeit ist. Diese Erkenntnis findet mit neuen Technologien und einer Vielzahl von verwendeten Materialien auch in der Bauwirtschaft immer breitere Anwendung.
