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Grimshaw et l'UEL développent des blocs de Sugarcrete qui "pourraient remplacer l'industrie traditionnelle de la brique"

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Le studio d'architecture Grimshaw et l'université d'East London ont collaboré pour créer Sugarcrete, un bloc de construction en biomatériau dont la forme s'emboîte et qui est fabriqué à partir de bagasse, un sous-produit de la canne à sucre.

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Le Sugarcrete a été développé pour être un matériau de construction réutilisable, à faible coût et à faible émission de carbone, en remplacement de la brique et du béton.

Le concept, la conception et la fabrication du matériau ont été menés par le personnel et les chercheurs de l'Université de l'Est de Londres (UEL), notamment Armor Gutierrez Rivas, maître de conférences en architecture, Alan Chandler, codirecteur de l'Institut de recherche sur la durabilité, et Bamdad Ayati, chargé de recherche.

L'équipe de l'UEL a développé le matériau en collaboration avec Elena Shilova, architecte de Grimshaw, et Andy Watts, directeur de la technologie de conception de Grimshaw, et avec le soutien de la marque de sucre Tate & Lyle Sugars.

Selon l'équipe de Sugarcrete, la canne à sucre est la plus grande culture au monde en termes de volume de production, avec près de deux milliards de tonnes produites chaque année dans le monde.

Sur ce total, 600 millions de tonnes de bagasse fibreuse sont produites comme sous-produit.

La bagasse a été mélangée à des liants minéraux pour créer le matériau Sugarcrete, qui a été conçu pour être quatre fois plus léger et avoir une empreinte carbone de 15 à 20 % inférieure à celle des briques traditionnelles.

Le matériau est également moins cher que le béton et ses émissions de carbone sont 20 fois inférieures, selon l'équipe de chercheurs.

"En utilisant seulement 30 % de la production mondiale de bagasse, le Sugarcrete pourrait remplacer entièrement l'industrie traditionnelle de la brique, ce qui permettrait d'économiser 1,08 milliard de tonnes de CO2, soit 3 % de la production mondiale de CO2", a déclaré l'équipe du Sugarcrete.

"Ce que nous construisons, comment il emprisonne le carbone et, surtout, qui bénéficie de sa production et de son déploiement sont des éléments fondamentaux du plan de recherche de Sugarcrete

Les architectes de Grimshaw ont développé une forme polyédrique aux côtés effilés qui a été utilisée pour former le matériau en blocs emboîtables, en s'inspirant de la conception de l'ingénieur français John Abeille de 1699 pour une toiture à voûte plate.

Les modules emboîtés ont été disposés en alternance et maintenus ensemble par des attaches périmétriques post-tensionnées pour créer la Sugarcrete Slab, une dalle de sol modulaire qui peut s'étendre jusqu'à trois mètres sans nécessiter de mortier.

Grâce à la fabrication robotisée et à la technologie de réalité augmentée (AR), les blocs ont été conçus pour être facilement construits et démontés afin de pouvoir être réutilisés pour de multiples projets.

Le matériau Sugarcrete possède également des propriétés isolantes et résiste au feu. L'équipe du projet a suggéré que le matériau pourrait être utilisé pour des panneaux d'isolation, des murs porteurs et des dalles structurelles de plancher et de toit.

"Remettant en cause les idées fausses selon lesquelles les matériaux à base de déchets sont moins résistants sur le plan structurel, Sugarcrete peut offrir des applications structurelles autoportantes au-delà du remplissage", a déclaré l'équipe Sugarcrete.

"L'intérêt de Grimshaw pour les géométries d'emboîtement a ouvert de nouvelles opportunités pour déployer le Sugarcrete comme élément de portée afin de construire une dalle de plancher composite démontable, réutilisable et résistante au feu appelée Sugarcrete Slab", poursuit l'équipe.

"Grâce à la réciprocité et au réseau de forces distribuées, le système est plus performant que l'assemblage monolithique conventionnel."

La recherche sur laquelle repose le Sugarcrete est accessible au public, dans l'espoir que le matériau soit produit dans le monde entier, en particulier dans les communautés où la canne à sucre est cultivée localement.

Nominée pour le prix Earthshot 2023, l'équipe du projet prévoit de poursuivre le développement du matériau Sugarcrete, dont l'UEL a déposé la marque.

"Les futurs tests structurels seront axés sur l'étude de la capacité de cisaillement et de traction du matériau, qui pourra ensuite être utilisée pour expérimenter et éventuellement réduire la répartition des armatures au sein du système ou augmenter la capacité de portée", a déclaré l'équipe à Dezeen.

"L'équipe de conception étudie la manière de déployer le matériau dans des projets réels, dans le contexte local des communautés de récolte de la canne à sucre dans les pays du Sud", a ajouté l'équipe.

"Les prochaines étapes de la recherche verront le développement et la co-conception d'outils numériques liés à la disponibilité de sous-produits provenant de diverses cultures et régions, ainsi que des critères de performance permettant de cartographier le potentiel de déploiement de Sugarcrete à l'échelle mondiale."

Parmi les autres matériaux de construction fabriqués à partir de déchets ou de biomatériaux figurent une brique à faible teneur en carbone fabriquée à partir de déchets municipaux locaux et une brique biologique alternative au béton fabriquée à partir de charbon de bois et de luffa.

La photographie est de Chromaphotography et la vidéo de Jude Adoasi.

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