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Prix de l'inventeur européen

Une architecture à couper le souffle, faite de composants qui ont l’air de coupures de papier

Les composants - des fils métalliques qui ressemblent  plutôt à de grandes coupures de papier - n'ont peut-être pas l'air de grand-chose, mais ce que l'on peut en faire est d'autant plus spectaculaire.

Il y a à peine vingt ans, Ann Lambrechts mettait au point ces fils pour les matériaux de construction, un délai relativement court dans ce secteur. En insérant ces fils métalliques selon une certaine proportion dans du béton humide, on obtient un matériau dont les propriétés sont tellement exceptionnelles qu'il est désormais utilisé ces dernières années dans des immeubles remarquables conçus par des architectes parmi les plus renommés dans le monde. L'inventeure, Ann Lambrechts, est nominée pour le Prix de l'inventeur européen cette année, qui sera décerné lors d'une cérémonie à Budapest le 19 mai.

Grâce à ces travaux innovants sur l'amélioration du « béton en fil d'acier », dénomination de cette invention, on peut désormais construire des bâtiments et des charpentes qui, jusqu'à il y a peu d'années, ne pouvaient exister que dans l'imagination fertile des architectes. Parmi ces nouvelles réalisations désormais possibles, on compte notamment des immeubles comme le siège social de China Central Television (CCTV) à Pékin et les délicates charpentes qui forment la partie centrale du complexe « Oceanogràfic » à Valence en Espagne. Le béton en fil d'acier sert aussi au tunnel ferroviaire en construction sous le Gothard, comme pour le tunnel sous la Manche reliant la Grande-Bretagne au Continent.

Une architecture à couper le souffle

Le nouveau siège social de CCTV est peut-être l'un des bâtiments les plus complexes jamais construits. Cet énorme bloc fait penser à un immense gratte-ciel tordu en forme de boucle. Si l'on dépliait cette boucle, elle formerait une tour de plus de 800 m de haut. Dix mille personnes travailleront dans ce gigantesque bâtiment qui diffusera 250 chaînes de télévision dans toute la Chine et dans le reste du monde. « Ce projet pulvérise tous les records. Pour commencer, ne seraient-ce que ses dimensions : elles vont au-delà de ce que quiconque d'entre nous, notre entreprise ou la plupart des gens, ont pu faire auparavant. Après tout, c'est l'un des plus grands bâtiments jamais construits dans le monde » explique avec émotion Ole Scheeren, l'architecte allemand qui l'a conçu et construit. « Ce genre de contraintes statiques n'aurait probablement même pas été envisageable cinq ou dix ans avant le début de la construction ».

On reçoit une impression très différente à la vue des toits biomorphiques ondulés conçus par l'architecte hispano-mexicain Félix Candela et qui ressemblent à de délicates coquilles Saint-Jacques, pour l'entrée et le restaurant sous l'eau du plus grand aquarium d'Europe, l'Oceanogràfic à Valence en Espagne. M. Candela était convaincu que la résistance d'un matériau dépend de sa forme et non pas de sa masse. Le béton pulvérisé des toits n'a à certains endroits que 6 cm d'épaisseur, mais il est ultra-résistant et stable.

Le tunnel du Gothard qui, lorsqu'il sera achevé, sera le tunnel ferroviaire le plus long du monde, utilise aussi l'invention d'Ann Lambrechts pour le béton pulvérisé qui sera appliqué rapidement et durablement comme revêtement après le creusement des tunnels, et qui présentera toutes les garanties de sécurité. Ce sont environ 260 000 composants préfabriqués faisant appel à l'invention qui ont été installés dans les tunnels sous la Manche empruntés par les trains Eurostar qui relient Londres au continent européen.

Améliorer un bon matériau

« Le béton est un bon matériau à la base, mais il faut le renforcer avec de l'acier » explique Ann Lambrechts. « Il faut installer les tiges en acier et le grillage de renfort avant de couler le béton. Notre méthode permet d'ajouter simplement les fibres en acier au béton et de couler le mélange dans la forme voulue ». Les extrémités des fibres sont alors aplaties et courbées en « Z » en sorte qu'elles puissent s'accrocher les unes aux autres dans le mélange final et augmenter aussi la résistance du béton. Les fibres permettent d'augmenter la résistance à la traction d'environ 32% par rapport à la résistance obtenue par les anciennes méthodes, et grâce à cela, les promoteurs immobiliers peuvent construire plus rapidement et à un coût moindre. « Nous avons pu économiser plus de 10% sur les coûts des méthodes de construction en béton classiques », résume Hadyn Davies, le responsable qui a dirigé la construction du tunnel sous la Manche.

De fait, étant donné que la nouvelle technologie nécessite au total moins de métal que les méthodes classiques, son « empreinte écologique » est moins grande. Le matériau possède d'autres propriétés qui le rendent plus résistant à la corrosion et réduisent la formation de fissures, ce qui garantit une plus longue durée de vie. Ce sont à n'en pas douter d'autres bonnes raisons pour lesquelles un tiers de tous les planchers des bâtiments industriels sont désormais fabriqués avec ce matériau.

La Commission de l'UE a eu connaissance des avantages du nouveau matériau. Dans le cadre de son 7ème Programme - cadre pour les actions de recherche et de développement technologique, la Commission subventionne le projet TailorCrete, dont le but est d'initier une transition de la « monotonie rectangulaire qui domine le paysage européen aujourd'hui » vers des « structures en béton originales », sans qu'il soit besoin pour cela de recourir à des procédés de construction onéreux ou nécessitant une nombreuse main d'œuvre.

Une floraison de brevets

L'invention d'Ann Lambrechts a provoqué un mini-boom. Non seulement Bekaert, l'entreprise pour laquelle Ann Lambrechts travaille, est devenue le numéro un mondial du marché, mais on assiste aussi à une nette augmentation d'autres mises au point de produits ou procédés, d'inventions et demandes de brevet dans le domaine du béton armé, portant non seulement sur les matériaux proprement dit, mais aussi sur leur transformation. De 1970 à 1990, moins de 10% des brevets concernaient un type d'armature en métal (CIB classe E04C 5/01), mais en 2007, cette catégorie de brevets a représenté 29% du total, le pourcentage le plus élevé qu'elle ait jamais atteint.

En 2010, Bekaert, qui est aussi le leader mondial en termes de brevets dans ce domaine, a investi environ 79 millions d'euros (à peu près 2,4% de son chiffre d'affaires) dans la recherche/développement, soit une progression de 25% par rapport à 2009. L'entreprise pourrait dépasser les 100 millions d'euros cette année. Ann Lambrechts dirige désormais le service de recherche/développement et n'a aucun doute sur la valeur des brevets : « en protégeant une invention, déclare-t-elle, on protège aussi son avenir. Si l'on veut devenir le leader du marché et le rester, il faut investir continuellement dans de nouvelles applications et de nouveaux produits. »

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