Des élastomères similaires à un revêtement de peinture, développés à l’Université du Luxembourg et à l’Université de technologie de Darmstadt, ont démontré leur efficacité pour détecter et surveiller les fissures potentielles dans le béton des bâtiments existants ou futurs. Une grande partie des tunnels et des ponts en Europe ont plus de 50 ans et approchent de leur fin de vie avec d’importants besoins d’entretien, ce qui fait peser la menace de plus d’accidents désastreux tels que celui du pont Morandi à Gênes en Italie en 2018 (43 morts et 16 blessés).
Economique et extensible, cette technologie pourrait avoir un impact révolutionnaire sur la sécurité des infrastructures critiques, telles que les ponts ou les barrages.
‟ Les solutions et les capteurs existants ne permettent pas une détection et une surveillance à un coût raisonnable, tandis que notre technologie est bon marché et ne nécessite qu’une caméra comme équipement électronique”
Physicien à la Faculté des Sciences, des Technologies et de Médecine
Des couleurs indiquent où le matériau se détériore
Avant même que la petite fissure centrale ne devienne visible, la couleur bleue a révélé sa présence et a permis de surveiller sa propagation (voir vidéo ci-après)
La collaboration interdisciplinaire de chercheurs et d’experts en ingénierie du béton, publiée dans la revue scientifique Structural Health Monitoring, a démontré que la formation de fissures pouvait être révélée à un stade très précoce par une fine couche de ces élastomères à cristaux liquides cholestériques (Cholesteric liquid crystal elastomers – CLCE) qui changent de couleur en fonction de l’état du matériau, et qui pourraient également être utilisés pour surveiller la croissance continue des fissures, afin d’agir avant des conséquences potentiellement catastrophiques.
L’équipe peaufine actuellement la composition chimique des CLCE, qui peuvent prendre différentes couleurs ou rester invisibles jusqu’à ce qu’il y ait une fissure, afin de minimiser leur impact sur l’environnement. Bien qu’initialement destinée aux surfaces en béton, cette technologie pourrait également être facilement appliquée aux surfaces métalliques de véhicules en mouvement, tels que les avions, les bateaux, les trains et les voitures.
« En collaboration avec Prof. Numa Bertola de l’Université du Luxembourg, nous entamons notre première expérience pilote hors laboratoire au printemps 2025 sur une structure réelle avec un pont en Suisse, car il est très important de voir comment notre solution se comporte lorsqu’elle est exposée à des conditions extérieures sur une longue période », a ajouté Prof. Jan Lagerwall.
L’équipe étudie actuellement des collaborations avec d’autres partenaires, ainsi que des opportunités commerciales potentielles par le biais de licences de propriété intellectuelle.
Vidéo du doctorant Yosuke Pestana Nakamura
Le projet de recherche BriCE – Novel Concrete Bridge Spatially-Distributed Monitoring through Chromatic Liquid Chrystal Elastomers est financé par l’IAS (Institute for Advanced Research) de l’Iniversité. L’IAS est le programme de financement de l’Université pour les projets de recherche interdisciplinaires, audacieux et innovants.