Les carapaces de homard ont inspiré une percée dans l’impression 3D du béton
Comme nous l’avons vu à travers les immeubles de bureaux récemment construits à Dubaï, les ponts aux Pays-Bas et les logements à bas prix en Amérique latine, l’impression en 3D commence à façonner la façon dont les structures modernes sont formées, et de nouvelles recherches pourraient encore élargir le potentiel de cette technologie. Les scientifiques de l’université australienne RMIT ont mis au point une technique d’impression en 3D pour le béton qui lui confère une plus grande résistance, en imitant les motifs courbes que l’on trouve sur les carapaces de homard.
Les chercheurs de l’université RMIT expérimentaient différentes approches du béton imprimé en 3D, espérant en trouver une qui pourrait ouvrir de nouvelles possibilités dans cette forme d’architecture émergente. Alors que les structures en béton sont généralement formées en coulant le matériau dans un moule, celles créées à l’aide de l’impression 3D du béton (3DCP) sont progressivement formées en imprimant une couche sur une autre en lignes parallèles.
Dans le cadre de leurs recherches, les scientifiques ont inclus 1 à 2 % de fibres d’acier dans leur mélange de béton et ont étudié diverses alternatives aux modèles unidirectionnels généralement utilisés dans l’impression 3D, mais ont obtenu des résultats particulièrement satisfaisants avec les modèles dits hélicoïdaux. Ces derniers ont été inspirés par la structure interne des carapaces de homard qui, au fil de l’évolution, en sont venues à offrir aux crustacés un bouclier protecteur résistant.
Les scientifiques ont découvert qu’un motif inspiré par la nature incurvée des carapaces de homard pouvait conduire à des structures en béton imprimées en 3D plus résistantes
« Notre étude explore la manière dont différents motifs d’impression affectent l’intégrité structurelle du béton imprimé en 3D et révèle pour la première fois les avantages d’une approche bio-inspirée dans le 3DCP », déclare le chercheur principal, le Dr Jonathan Tran. « Nous savons que les matériaux naturels comme les exosquelettes de homard ont évolué en structures de haute performance au cours de millions d’années, donc en imitant leurs principaux avantages, nous pouvons suivre là où la nature a déjà innové ».
Selon les chercheurs, la résistance accrue apportée par ces motifs hélicoïdaux pourrait permettre d’imprimer en 3D des structures en béton plus hautes et plus complexes. Ils exploreront ces possibilités à l’aide d’une nouvelle imprimante robotique mobile de 5 x 5 m, tout en examinant comment ces types de structures en béton imprimées en 3D pourraient être fabriquées à l’aide de déchets recyclés.
« Comme les carapaces de homard sont naturellement solides et incurvées, nous savons que cela pourrait nous aider à réaliser des formes en béton plus solides comme des arcs et des structures fluides ou tordues », explique M. Tran. « Ce travail n’en est qu’à ses débuts, nous devons donc poursuivre les recherches pour tester les performances du béton sur un plus large éventail de paramètres, mais nos premiers résultats expérimentaux montrent que nous sommes sur la bonne voie ».
https://www.rmit.edu.au/news/all-news/2021/jan/lobster-concrete
