Le béton numérique, ou comment pénétrer la matière
S'offrir un béton à la carte. Tel fut l'objectif des chercheurs du Mocad qui ont mis au point le premier outil numérique dédié à la formulation des bétons. Cet outil organise la formulation et la représentation en 3 D de la matière et de ses constituants. Les éléments et les molécules y deviennent des acteurs vivants dont le comportement s'affiche "on live" au gré de l'entrée des données.
Que l'on bâtisse une centrale nucléaire, un barrage hydraulique, un tunnel ou plus simplement un bâtiment aux contraintes physiques complexes, cet outil informatique pourra désormais calculer et donner la juste mesure des composantes du béton. La représentation du matériau se présente sous la forme d'un squelette, sorte de cage grillagée à l'intérieur de laquelle viennent se positionner les granulats de toutes les dimensions. Cette matière numérisée se plie alors à toutes les évaluations et tous les calculs mathématiques afin de donner naissance aux différentes variétés de bétons, des plus simples aux plus sophistiqués, à l'image des bétons ultra hautes performances.
Les simulations de toutes natures peuvent aussi y être appliquées
comme que les variations de températures extrêmes froides ou chaudes
telles que le gel ou l'incendie ou bien encore les phénomènes divers comme par exemple l'arrachement d'une cheville. Plus fort encore, l'outil calcule et modélise
le comportement des matériaux bien au-delà des calculs mécaniques
de base comme la dilatation ou l'élasticité. Il
analyse et quantifie en effet dans la matière les contraintes qui s'exercent
à l'échelle nanométrique. Un univers infiniment petit mais
pour autant très actif et jusque là quasi inaccessible.
Ce cheminement débouche également sur la modélisation des
conséquences du temps sur les matériaux. En effet, l'outil mis
au point par les chercheurs permet de simuler le comportement du matériau
dans les siècles voire dans les millénaires à venir. Une
capacité d'anticipation dont bien des civilisations passées auraient
aimé profiter. Aujourd'hui, cette vision du futur va permettre d'évaluer
la formulation des matériaux utilisés dans les sites de stockage
à long terme notamment pour les éléments radioactifs.
L'outil du Mocad dont la moindre des qualités réside dans sa totale interactivité pourra être mis à jour en permanence afin de recevoir et d'utiliser tous les paramètres présents et à venir. Son rôle pourrait d'ailleurs modifier en profondeur certaines recommandations existantes. Mais, loin d'avoir conçu un outil exceptionnel réservé aux ouvrages les plus singuliers, les chercheurs du CSTB ont réalisé un outil utilisable par tous les architectes notamment ceux soucieux de bâtir dans l'esthétisme des plus beaux bétons. L'outil numérique du MOCAD s'inscrit désormais de manière évidente comme une aide des plus précieuses dans la philosophie du développement durable.
Sa naissance mérite d'être saluée comme un progrès technologique important dans l'univers du BTP et des bétons en particulier.