La stratégie du lézard inspire un système pour construire des bâtiments anti-effondrement | Science

Les situations extrêmes telles que les tremblements de terre, les inondations ou les attentats terroristes nécessitent des bâtiments plus résistants. Ces événements provoquent de graves dommages aux structures et peuvent provoquer l’effondrement d’un bâtiment comme un château de cartes. Pour relever le défi consistant à mettre fin à la vulnérabilité et à minimiser les pertes humaines et matérielles, la science et l’ingénierie se sont réunies dans un travail mené par des chercheurs du Université polytechnique de Valence. Les auteurs se sont inspirés du monde animal et imitent la capacité des lézards à se détacher de leur queue pour échapper aux prédateurs. “On a sorti une pièce pour en sauver 10”, explique-t-il Joseph Adamingénieur et responsable de recherche. Ils publient leurs résultats aujourd’hui dans Naturela vitrine de la meilleure science mondiale, qui leur consacre sa couverture dans un événement historique, car c’est la première fois que la revue consacre cet espace à la recherche dans le domaine de la conception et de la construction de bâtiments.

L’équipe a conçu un nouveau système de construction capable d’empêcher l’effondrement d’un bâtiment entier en garantissant qu’en cas de catastrophe, la défaillance soit localisée dans la région endommagée sans se propager. La méthode est destinée à être appliquée dans des bâtiments critiques tels que les hôpitaux, les centres commerciaux et les gares routières, où se trouve une grande concentration de personnes. De plus, cette technique n’augmente pas les coûts de construction. Le projet, appelé Endure, a été financé par le Conseil européen de la recherche grâce à une subvention Subvention de consolidation de plus de 2,5 millions d’euros. Initialement, il est né grâce à une bourse Leonardo décernée par la Fondation BBVA à Adam en 2017.

Lorsqu’un bâtiment est affecté par des intempéries ou des accidents, la partie impactée provoque un effet domino qui finit par affecter le reste du bâtiment. Les conceptions actuelles tentent d’empêcher la propagation de la défaillance en connectant la structure pour compenser les dommages. Cependant, cette idée, bien qu’efficace dans un premier temps, peut finir par provoquer l’effondrement complet de la structure entière. Et s’il existait un moyen d’arrêter les dominos ? C’est la question que se sont posés des chercheurs de l’Université Polytechnique de Valence.

Une occasion unique de tester les résultats

L’équipe de scientifiques et d’ingénieurs a conçu un système d’isolation contre l’effondrement basé sur la hiérarchie, dont la clé réside dans la mise en œuvre de fusibles structurels, qui permettent de segmenter le bâtiment en cas de défaillance. Selon Adam, cette philosophie de conception est similaire à la protection des réseaux électriques à l’aide de fusibles. Leur technique a été validée par un test sur un bâtiment réel de 15 mètres sur 12, avec deux étages de 2,6 mètres de haut, utilisant des préfabriqués en béton armé. Il s’agit de la première solution de ce type testée et vérifiée à grande échelle.

Pour ce faire, ils ont soumis leur bâtiment à deux phases de tests en juin 2023. Dans la première, ils ont retiré simultanément deux colonnes qui n’étaient pas adjacentes l’une à l’autre. Dans la deuxième phase, ils ont supprimé une colonne d’angle qui faisait partie de celles supprimées lors de la première phase. Cela a provoqué un effondrement dans toutes les zones directement soutenues par les colonnes manquantes, mais pas dans le reste du bâtiment. Autrement dit, ils ont réussi à empêcher l’effondrement de toute la structure.

«C’est comme se préparer pour les Jeux Olympiques», dit Adam à propos de la répétition. Il compare ainsi la longue préparation nécessaire à un seul test qui ne dure que quelques instants : « Ce sont quatre années de travail qui se résument en deux secondes. L’effondrement d’un immeuble ne dure que deux secondes », explique-t-il. L’équipe pourra réaliser deux tests supplémentaires pour tester son efficacité avec d’autres matériaux comme le béton in situ et l’acier.

Ainsi, la méthode s’est avérée efficace pour prévenir des effondrements complets. «Cela semble simple et logique, mais cela implique de bouleverser les pratiques de construction courantes», dit-il. Antoni Claderaprofesseur de génie de la construction à l’Université des Îles Baléares, qui n’a pas participé à la recherche et célèbre les résultats de ses collègues : « Il y a des enquêtes qui ne se voient pas autant que d’autres, mais elles aident aussi à sauver des vies », a-t-il déclaré. exprime.

Les défis à venir

Tout en célébrant les réalisations de son équipe jusqu’à présent, Adam est conscient du long chemin à parcourir. La technique est loin d’être mise en œuvre, car la construction est un secteur très réglementé et la modification de la réglementation est complexe. Cladera est d’accord : « Beaucoup de travail les attend pour convaincre les chercheurs et les entreprises de construction. » Cependant, les deux ingénieurs restent optimistes quant à l’avenir et n’excluent pas que la méthode puisse aller plus loin : « Le même principe peut sûrement être appliqué à d’autres structures comme les ponts. « Nous avons tous besoin et voulons nous sentir en sécurité », reflète Cladera.

Aujourd’hui, sept ans après le début du projet, son développement se poursuit dans le laboratoire de structures du Institut des Sciences et Technologies du Béton de l’UPV jusqu’en 2026. La recherche représente une étape importante vers la construction de bâtiments plus sûrs et la préservation des vies humaines dans des situations extrêmes. Le magazine Nature souligne que cette approche rendra les bâtiments plus résilients et « répondra donc à l’objectif principal de l’ingénierie structurelle, qui est de protéger la sécurité du public ».

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