Un nouveau béton de champignon auto-cicatrisant, co-développé par des chercheurs de l’Université de Binghamton, Université d’État de New York, pourrait aider à réparer les fissures dans le béton vieillissant en permanence, et aider à sauver de la ruine de nombreuses infrastructures d’Amérique.
Congrui Jin, professeur adjoint de génie mécanique à l’Université de Binghamton, a étudié le béton et constaté qu’une problème provient dès la plus petite des fissures.
« Sans un traitement approprié, les fissures ont tendance à progresser et nécessitent éventuellement des réparations coûteuses », a déclaré Jin. « Si les microfissures se dilatent et atteignent le renfort en acier, non seulement le béton sera attaqué, mais le renfort sera corrodé, car il est exposé à l’eau, à l’oxygène, éventuellement au CO2 et aux chlorures, entraînant une défaillance structurale. »
Ces fissures peuvent causer des problèmes énormes et parfois invisibles pour l’infrastructure. Un exemple potentiellement critique est le cas des centrales nucléaires qui utilisent du béton pour la protection contre les radiations. Refaire une structure remplacerait le béton vieillissant, mais ce ne serait qu’une solution à court terme jusqu’à ce que plus de fissures surgissent à nouveau. Jin voulait voir s’il y avait un moyen de réparer le béton de façon permanente.
« Cette idée a été à l’origine inspirée par la capacité miraculeuse du corps humain à se soigner des coupures, des ecchymoses et des os brisés », a déclaré Jin. « Pour les peaux et tissus endommagés, l’hôte absorbera des nutriments capables de produire de nouveaux substituts pour soigner les parties endommagées. »
Jin a travaillé avec le professeur Guangwen Zhou et le professeur agrégé David Davies, tous deux de l’université de Binghamton, et le professeur associé Ning Zhang de l’université Rutgers. Ensemble, l’équipe a entrepris de trouver un moyen de soigner le béton et a trouvé une réponse inhabituelle: un champignon appelé Trichoderma reesei. Lorsque ce champignon est mélangé avec du béton, il est en sommeil, jusqu’à ce que la première fissure apparaisse.
« Les spores fongiques, ainsi que les nutriments, seront placés dans la matrice de béton pendant le processus de mélange. Lorsqu’une fissuration se produit, l’eau et l’oxygène pénètrent. Avec suffisamment d’eau et d’oxygène, les spores fongiques dormantes germent, se développent et précipitent du carbonate de calcium pour guérir les fissures « , explique Jin.
Lorsque les fissures sont complètement remplies et que l’eau ou l’oxygène ne pénètre plus à l’intérieur, les champignons se reconstituent en spores, et les spores peuvent être réactivées lorsque les conditions environnementales deviennent favorables.
La recherche est encore aux premiers stades, son plus gros problème étant la capacité de survie du champignon dans l’environnement difficile du béton. Toutefois, Jin espère qu’avec d’autres ajustements, le Trichoderma reesei sera capable de combler efficacement les fissures.
« Il y a encore des défis importants pour apporter un produit d’auto-cicatrisation efficace sur le marché du béton. À mon avis, d’autres recherches sur les microorganismes alternatifs tels que les champignons et les levures pour l’application du béton auto-cicatrisant deviennent d’une grande importance potentielle « , a déclaré Jin.
Crédits photos : université de Binghamton