Un toit en béton bat les records d’épaisseur

Les ingénieurs de l’École polytechnique fédérale de Zurich (ETH Zurich) ont réalisé l’exploit de construire un toit en béton d’une épaisseur moyenne de 5 cm, allant de 3 cm sur les bords jusqu’à 12 cm sur les parties porteuses. Le prototype qui a permis de découvrir cette nouvelle innovation dans le domaine de la construction s’étend sur une superficie de 160m² et possède des courbes élancées.

Pour réaliser cette création, les chercheurs de l’ETH Zurich ont mis au point une technique de fabrication utilisant un système de coffrage souple et réutilisable. Malgré la finesse de la structure, le toit est robuste.

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La construction de ce toit en béton ultrafin fait appel à la simulation numérique.

Un travail méticuleux

À la place du traditionnel système de coffrages ou de mousses sur mesure à usage unique, les chercheurs ont opté pour l’utilisation d’un réseau de câbles en acier tendu sur une structure d’échafaudage réutilisable. Par la suite, cette toile a été recouverte par un tissu polymère qui a servi de coffrage pour accueillir le béton.

Ce nouveau système ne semble présenter que des aspects positifs. En effet, en plus d’être économique en termes de matériaux, il est aussi réutilisable et permet d’obtenir des formes complexes dans les structures.

Grâce à un algorithme capable de calculer la répartition de charge sur la structure, les chercheurs ont pu évaluer la quantité de béton à appliquer sur les parties du toit. Avant l’application, le béton a subi une phase de traitement pour obtenir un juste milieu entre la fluidité et la viscosité. Le béton doit avoir une texture assez fluide pour être pulvérisé et damé, et assez visqueux pour empêcher l’écoulement au contact du tissu polymère.

Quatre ans et six mois de préparation

La conception de cette structure de 160 m² aura pris quatre ans. Il a également fallu compter 6 mois de fabrication pour le toit. Pour cette construction, les ingénieurs ont utilisé 20 tonnes de béton.

Actuellement, les chercheurs prévoient déjà de reproduire cette structure sur le toit du laboratoire Nest à Dübendorf en l’espace de huit à dix semaines. Leur objectif est de montrer l’usage commercial de ce type de construction.