Des chercheurs de l’Université du Maryland ont créé un matériau exceptionnellement solide et léger à partir du bambou chauffé aux micro-ondes. Écologique, durable et bon marché, ce nouveau matériau pourrait servir à la construction de la prochaine génération de gratte-ciels, de voitures et d’avions.
Le béton et l’acier très problématiques pour l’environnement
La plupart des bâtiments construits aujourd’hui le sont à partir de béton et d’acier, des matériaux qui génèrent une énorme quantité de CO2 pour leur fabrication. De plus, ils ne sont pas renouvelables et ont un impact environnemental plus élevé : l’extraction du sable et du gravier, par exemple, entraîne la disparition des plages, des phénomènes d’érosion, la pollution des écosystèmes et une diminution de la biodiversité.
C’est pourquoi, de nombreuses initiatives ont vu le jour afin de trouver des alternatives pour les constructions de demain. Parmi elles, les composites biosourcés qui séduisent de plus en plus surtout quand ils présentent une résistance mécanique élevée. Dans ce contexte, une équipe de scientifiques américains de l’université du Maryland vient de mettre au point un nouveau procédé rendant le bambou encore plus résistant que l’acier pour un même poids.
Une résistance à l’étirement six fois supérieure à celle de l’acier et du bois
Utilisé traditionnellement pour la construction de maisons et comme échafaudage dans de nombreux pays asiatiques, le bambou n’en demeure pas moins un matériau cassant et fragile. Pour le rendre plus résistant, Liangbing Hu et ses collègues de l’université du Maryland aux États-Unis l’ont traité avec des produits chimiques dans le but d’éliminer partiellement une substance appelée lignine. Le bambou a été ensuite séché aux micro-ondes pendant 30 à 60 minutes pour également éliminer l’eau. Ce procédé a permis au matériau d’accroître sa densité et diminuer sa porosité.
Le bambou a ainsi rétréci d’environ un tiers de sa taille et perdu 28,9 % de son volume. Il a surtout considérablement amélioré ses propriétés mécaniques, avec notamment une résistance à l’étirement six fois supérieure à celle de l’acier, du bois et d’autres alliages métalliques. Il se montre en outre bien plus résistant à la flexion (module de Young) et à la compression.
« Ces caractéristiques mécaniques, combinées au faible coût du matériau, à sa grande efficacité énergétique, ainsi qu’à son excellente durabilité et son empreinte carbone presque nulle, font de ce bambou un candidat idéal pour des applications d’ingénierie écologique », se félicitent les chercheurs dans leur article paru dans la revue ACS Nano.
Un matériau abondant qui pousse plus rapidement
Le matériau se présente comme un candidat idéal pour la construction de bâtiments durables d’autant plus que la matière première est particulièrement abondante. Selon une estimation de l’Organisation internationale sur le bambou et le rotin datant de 2005, les forêts de bambous couvrent environ 37 millions d’hectares dans le monde (soit 3,2% de la surface totale des forêts), dont 23,6 en Asie, 2,8 en Afrique et 10,4 en Amérique latine. Par ailleurs, le pourrait être produit à grande échelle puisqu’il pousse beaucoup plus rapidement (jusqu’à un mètre par jour chez certaines espèces !), et il résiste très bien aux conditions extrêmes (sécheresse et gelées).
Outre la construction, le bambou pourrait servir à la fabrication des voitures électriques plus légères, qui fonctionneraient avec « des batteries plus grandes pour voyager plus loin, ou des avions plus légers qui nécessiteraient moins de carburant pour les propulser », ajoutent les chercheurs américains.