Des solutions durables à partir d'un canoë en béton

Roland Brunschweiler et Pascal Minder ont passé un semestre entier à travailler et à bricoler le mélange de matériaux idéal pour leur canoë en béton «TruchETH» dans le cadre de leur travail de bachelor. Leur embarcation de quatre mètres et de 90 kilos a finalement été chargée pour être transportée à Brandenburg an der Havel, avec le canoë en saule du club de canoë en béton de l'ETH Zurich. Lors de la régate, 79 équipes d'étudiants et étudiantes de 32 institutions de toute l'Europe s'affrontent. Les équipes seront évaluées non seulement sur la vitesse à laquelle elles terminent le parcours, mais aussi sur la conception et la construction du canoë.

Par le passé, les équipes zurichoises ont régulièrement obtenu les meilleures notes, notamment dans la catégorie construction. Cette année, leur objectif est de remporter le prix de la durabilité. La particularité de «TruchETH» réside dans son armature, qui est entièrement constituée de vêtements recyclés. Pour cela, Roland Brunschweiler et Pascal Minder ont découpé des jeans et des t-shirts usagés en bandes de tissu et les ont tissées ensemble. La maille qui en résulte fonctionne de la même manière qu'un tissu en fibre de verre et absorbe les forces variables qui se produisent. La maille textile a ensuite été recouverte de plusieurs couches de béton à base de ciment écologique et de charbon végétal. Ces additifs naturels servent à séquestrer le dioxyde de carbone émis en le stockant à l'intérieur du béton.

Le cycle des déchets

«Quand on entend parler d'un canoë fait de tissu et de béton, la durabilité ne vient peut-être pas immédiatement à l'esprit», explique Pascal Minder, étudiant en bachelor. «Mais la durabilité, comme les déchets, a de nombreux visages». Les deux étudiants ont été secoués par un reportage de la télévision suisse qui montrait comment les pays occidentaux envoient chaque année des quantités presque inimaginables de vieux vêtements dans les pays en développement. Bien que ces textiles soient destinés à être donnés, la plupart ne peuvent être utilisés et finissent fréquemment dans la mer ou sont brûlés - comme au Ghana, où 160 tonnes de textiles arrivent chaque jour.

Avec leur canoë, Roland Brunschweiler et Pascal Minder veulent créer des solutions pour ces deux défis: d'une part, pour le problème des émissions de CO₂ incorporées dans l'industrie de la construction, et d'autre part, pour les grandes quantités de déchets générés par l'industrie de la mode rapide. Au cours de leur phase de développement et d'expérimentation de quatre mois, ils ont découvert que les textiles se lient très bien au béton. «Les textiles ont des propriétés très intéressantes», explique Roland Brunschweiler, qui est également étudiante en génie civil au département de génie civil, environnemental et géomatique (D-BAUG). «Et on peut vraiment faire beaucoup de choses avec. Avec notre canoë fait de textiles et de béton, nous voulons montrer que les vieux vêtements peuvent être recyclés et réutilisés de multiples façons, par exemple dans le secteur de la construction.»

Créer un cycle durable

Avec «TruchETH», Roland Brunschweiler et Pascal Minder ont mis en œuvre un cycle cohérent de matériaux durables. En plus de l'utilisation de matériaux naturels et recyclés et au lieu d'utiliser un coffrage traditionnel, ils ont créé un cadre en bois pour façonner le canoë, qui sera reformaté pour fabriquer un jeu de pelouse Kubb par la suite. En outre, le canoë lui-même sera démonté et réutilisé après la régate comme un auvent pour les abeilles sauvages. Avec ce concept technique, les jeunes ingénieur·es ont réussi à économiser environ 80% des émissions de dioxyde de carbone par rapport aux méthodes de construction traditionnelles.

Le club de canoë en béton de l'ETH Zurich participe également au concours de cette année avec un canoë écologique. Cependant, contrairement à «TruchETH», leur bateau n'a pas été développé comme un effort scientifique dans le cadre d'un projet de thèse, mais plutôt comme un projet amusant. Le canoë en saule fait appel à des matériaux naturels et à des techniques traditionnelles telles que la vannerie. Ici aussi, on a renoncé au coffrage en bois au profit d'un cadre. La pâte de ciment n'adhérant pas facilement à la vannerie, elle a dû être appliquée en plusieurs couches pour obtenir une couche de béton stable et étanche.

«La participation à la régate allemande de canoës en béton est une longue tradition à l'ETH Zurich», déclare Robert Flatt, professeur de matériaux de construction au D-BAUG, sous la direction duquel les canoës ont été fabriqués. «Nous participons aujourd'hui pour la 14^e fois. Depuis 2015, nous confions la construction d'un canoë en tant que mémoire de bachelor.» Dans ce processus, explique Robert Flatt, les étudiantes et étudiants peuvent acquérir une expérience précieuse, non seulement en science des matériaux, mais aussi en gestion de projet et en logistique.

Jusqu'à présent, ils et elles ont notamment construit un canoë en deux ou trois heures avant la course, un canoë ultraléger avec une épaisseur de paroi d'environ 1,5 mm et plusieurs canoës fabriqués numériquement qui ont permis d'explorer de nouvelles applications et de tester les limites des recherches en cours en architecture et en construction au Pôle de recherche national (PRN) Fabrication numérique. «Ce type de projet nécessite beaucoup d'expérimentation et pour les étudiantes et étudiants, c'est un excellent moyen de tester leurs connaissances acquises et d'explorer différents matériaux.»