What if cracks in concrete could fix themselves? - Congrui Jin

Traducteur: Martin Bermudez Relecteur: Jérémie Pinguet

Concrete is the most widely used

Le béton est le matériau de construction le plus utilisé dans le monde.

construction material in the world.

It can be found in swathes of city pavements,

On l'utilise pour les trottoirs en ville,

bridges that span vast rivers,

pour les ponts qui enjambent de larges rivières

and the tallest skyscrapers on earth.

et pour les plus hauts gratte-ciels de la planète.

But this sturdy substance

Mais cette matière solide a une faiblesse :

does have a weakness:

il est sujet à des fissures désastreuses

it’s prone to catastrophic cracking

that costs tens of billions of dollars

qui coûtent des dizaines de milliards de dollars à réparer chaque année.

to repair each year.

But what if we could avoid that problem,

Et si on pouvait éviter ce problème

by creating concrete that heals itself?

en créant du béton qui s'auto-répare ?

This idea isn’t as far-fetched

Cette idée n'est pas aussi farfelue qu'elle peut le paraître,

as it may seem.

It boils down to an understanding

Cela se résume à comprendre la formation du béton

of how concrete forms,

and how to exploit that process

et l'exploitation de ce processus pour notre bénéfice.

to our benefit.

Concrete is a combination of coarse stone

Le béton est une combinaison de pierres grossières

and sand particles, called aggregates,

et de particules de sable, appelées agrégats,

that mix with cement, a powdered blend

qui se mélangent à du ciment,

de l'argile et du calcaire en poudre.

of clay and limestone.

When water gets added to this mix,

Quand on ajoute de l’eau à ce mélange,

the cement forms a paste and

le ciment forme une pâte

coats the aggregates, quickly hardening

et enrobe les agrégats en durcissant rapidement

through a chemical reaction

lors une réaction chimique appelée hydratation.

called hydration.

Eventually, the resulting material

Finalement, le matériau qui en résulte

grows strong enough to prop up buildings

devient assez dur pour soutenir des bâtiments

that climb hundreds of meters

qui font des centaines de mètres de haut.

into the sky.

While people have been using

Alors que les gens utilisent diverses recettes pour produire du ciment

a variety of recipes to produce cement

for over 4,000 years,

depuis plus de 4 000 ans,

concrete itself

le béton lui-même

has a surprisingly short lifespan.

a une durée de vie étonnamment courte.

After 20 to 30 years,

Après 20 à 30 ans,

natural processes like concrete shrinkage,

des processus naturels, tels que le tassement du béton,

excessive freezing and thawing,

le gel et le dégel importants

and heavy loads can trigger cracking.

et de lourdes charges, peuvent provoquer des fissures.

And it’s not just big breaks that count:

Et il n'y a pas que les grandes fissures qui comptent :

tiny cracks can be just as dangerous.

les petites fissures peuvent être tout aussi dangereuses.

Concrete is often used

Le béton est souvent utilisé

as a secondary support

comme support secondaire autour d'armatures en acier.

around steel reinforcements.

In this concrete, even small cracks

Dans ce béton, même les petites fissures

can channel water, oxygen,

peuvent canaliser l’eau, l’oxygène

and carbon dioxide that corrode the steel

et le dioxyde de carbone, qui corrodent l'acier

and lead to disastrous collapse.

et conduit à un effondrement désastreux.

On structures like bridges and highways

Sur les ponts et les autoroutes, qui sont utilisés en continu,

that are constantly in use,

detecting these problems

détecter ces problèmes avant qu’ils ne conduisent à la catastrophe

before they lead to catastrophe

becomes a huge and costly challenge.

devient un défi énorme et coûteux.

But not doing so

Mais ne pas le faire

would also endanger thousands of lives.

mettrait également en danger des milliers de vies.

Fortunately, we’re already experimenting

Heureusement, on expérimente déjà

with ways this material

des solutions pour que ce matériau puisse s'auto-réparer.

could start fixing itself.

And some of these solutions

Certaines de ces solutions sont inspirées

are inspired by concrete’s

natural self-healing mechanism.

par le mécanisme naturel d’auto-réparation du béton.

When water enters these tiny cracks,

Lorsque l’eau pénètre dans ces minuscules fissures,

it hydrates the concrete’s calcium oxide.

elle hydrate l’oxyde de calcium du béton.

The resulting calcium hydroxide

Cet hydroxyde de calcium

reacts with carbon dioxide in the air,

réagit avec le dioxyde de carbone dans l’air,

starting a process called

amorçant un processus appelé ressoudage spontané,

autogenous healing, where

microscopic calcium carbonate crystals

par lequel des cristaux microscopiques de carbonate de calcium

form and gradually fill the gap.

se forment et remplissent progressivement l’espace.

Unfortunately, these crystals

Malheureusement, ces cristaux ne peuvent pas en faire plus

can only do so much, healing cracks

et ne réparent que des fissures de moins de 0,3 mm.

that are less than 0.3mm wide.

Material scientists have figured out how

Les scientifiques ont découvert

to heal cracks up to twice that size by

comment réparer des fissures deux fois plus grandes

adding hidden glue into the concrete mix.

en ajoutant de la colle dissimulée dans le béton.

If we put adhesive-filled fibers

Si on met des fibres et des tubes rempli d'adhésif dans le mélange,

and tubes into the mixture,

they’ll snap open when a crack forms,

ils s’ouvriront quand une fissure se forme,

releasing their sticky contents

libérant leur contenu collant et bouchant ainsi l'espace.

and sealing the gap.

But adhesive chemicals often behave

Mais les produits adhésifs se comportent

very differently from concrete,

très différemment du béton,

and over time, these adhesives

et, au fil du temps, ces adhésifs

can lead to even worse cracks.

peuvent conduire à des fissures encore plus graves.

So perhaps the best way to heal

Le meilleur moyen de réparer

large cracks is to give concrete

des fissures pourrait être de donner au béton les outils pour le faire.

the tools to help itself.

Les scientifiques ont découvert que des bactéries et des champignons

Scientists have discovered that

some bacteria and fungi

can produce minerals,

peuvent produire des minéraux,

including the calcium carbonate

y compris le carbonate de calcium qu'on trouve lors du ressoudage spontané.

found in autogenous healing.

Experimental blends of concrete

Les mélanges expérimentaux

include these bacterial or fungal spores

incluent ces spores bactériennes ou fongiques

alongside nutrients in their concrete mix,

avec des nutriments dans leur mélange de béton,

where they could lie dormant

où ils peuvent rester inertes des centaines d'années.

for hundreds of years.

When cracks finally appear

Quand les fissures apparaissent

and water trickles into the concrete,

et que l'eau va dans le béton,

the spores germinate, grow, and consume

les spores germent, grandissent et consomment

the nutrient soup that surrounds them,

la soupe nutritive qui les entoure,

modifying their local environment

modifiant leur environnement

to create the perfect conditions

pour créer les conditions parfaites

for calcium carbonate to grow.

pour que le carbonate de calcium augmente.

These crystals gradually fill the gaps,

Ces cristaux remplissent peu à peu les trous,

and after roughly three weeks,

et, après trois semaines,

the hard-working microbes

les microbes qui travaillent dur

can completely repair cracks

peuvent réparer complètement

up to almost 1mm wide.

des fissures jusqu'à presque 1 mm de large.

When the cracks seal,

Quand les fissures se ferment,

the bacteria or fungi will make spores

les bactéries ou les champignons feront des spores

and go dormant once more—

et s'endormiront à nouveau,

ready to start a new cycle of self-healing

prêts à entamer un nouveau cycle d'auto-réparation

when cracks form again.

quand les fissures se reformeront.

Although this technique

Bien que cette technique

has been studied extensively,

ait été étudiée en profondeur,

we still have a ways to go

on a encore du travail à faire

before incorporating it

avant de l'incorporer dans la production mondiale de béton.

in the global production of concrete.

But, these spores have huge potential

Mais ces spores offrent un potentiel énorme

to make concrete

pour rendre le béton plus résilient et durable,

more resilient and long-lasting—

which could drastically reduce

ce qui pourrait réduire

the financial and environmental cost

le coût financier et environnemental de la production de béton.

of concrete production.

Eventually, these microorganisms

En somme, ces micro-organismes

may force us to reconsider

peuvent nous obliger à repenser la façon dont on conçoit nos villes,

the way we think about our cities,

bringing our inanimate concrete jungles

donnant ainsi vie à nos jungles de béton inanimées.

to life.