Construire avec les composites

Les composites remplacent peu à peu les matériaux traditionnels dans la construction. Leurs propriétés mécaniques sont un atout et, bien qu'ils génèrent un surcoût, investir dans ces matériaux devrait être rentable à long terme.

Du sol au plafond, les composites font irruption dans la maison. Le phénomène est apparu il y a déjà plusieurs années, mais il ne cesse de prendre de l'ampleur. Ainsi, jusqu'ici au coude à coude avec le secteur du transport en termes de volumes, le bâtiment devrait consommer, en 2013, 2,7 millions de tonnes de composites, soit 25 % de la production mondiale, selon les chiffres de JEC Composites, la société dédiée à la promotion des composites et organisatrice du salon du même nom. Le secteur de la construction serait alors le premier utilisateur de ces matériaux. Aujourd'hui, il s'arroge déjà 18 % d'un marché mondial estimé à 62 milliards d'euros.

Les raisons de ce succès : les matériaux composites offrent à la fois de grandes libertés de design et de bonnes qualités mécaniques. L'édition 2009 du salon JEC Composites, qui s'est déroulée du 24 au 26 mars à la porte de Versailles, à Paris, a montré comment les bâtiments, de leur structure à leur aménagement intérieur, pouvaient commencer à s'affranchir des matériaux traditionnels.

CONTRE LA CORROSION ET LES PONTS THERMIQUES

Exemple de cette révolution annoncée : un système modulaire pour les façades d'immeubles, présenté par la société suédoise Skandinaviska Glassystem. Cette innovation a été récompensée par un prix lors du salon. Elle consiste en un module composite sandwich (une mousse polymère coincée entre deux couches de résine renforcée de fibres de verre) sur lequel viennent se fixer des éléments en verre et en marbre. L'assemblage de plusieurs de ces structures, qui peuvent être montées sur les planchers du bâtiment, permet de constituer une façade complète à l'allure déstructurée. « Cette technique évite l'utilisation de treillis d'acier, explique Erik Stening, chargé du développement des marchés. Il n'y a par conséquent aucun problème de corrosion, ni de ponts thermiques réduisant les performances énergétiques des bâtiments. » Un immeuble de bureaux de six étages de Copenhague a récemment mis en oeuvre cette solution.

Le composite trouve aussi sa place dans la réhabilitation des constructions. La société Soficar, filiale européenne du groupe japonais Toray et détenue à 30 % par Arkema, a créé une activité dans le renforcement des édifices. A partir de son coeur de métier, la production de fibres de carbone, Soficar développe depuis trois ans des composites pultrudés carbone-époxy qui rigidifient les structures fragilisées par adhésion, à l'image d'un pansement sur une plaie. Une simple épaisseur de ce matériau peut par exemple être encollée sur la zone endommagée d'un pont en béton. « Dans plusieurs pays, mais pas en France en raison de la réglementation, ce sont des pièces d'acier qui sont utilisées pour le renfort dans le génie civil, assure Philippe Estellat, contremaître à l'atelier composites chez Soficar. Avec le renfort composite, simple à mettre en oeuvre, les coûts de maintenance sont largement réduits. »

Toujours en vue de remplacer les pièces métalliques, la société Nantong Composite Material commercialise des caillebotis et des garde-corps en différents types de résines renforcées de fibres de verre. Des produits avant tout destinés aux sites industriels, comme les installations chimiques et les plates-for-mes offshore. L'entreprise chinoise vient d'ailleurs de signer un contrat avec la China National Offshore Oil Corporation (Cnooc). « A court terme, nos produits sont plus coûteux que les métaux, admet Cindy Xu, la vice-présidente en charge des ventes. Mais en l'absence de corrosion et donc de besoin de maintenance, ils deviennent rentables en quelques années. »

ASSEMBLAGE EN UNE SEULE ÉTAPE

Plus en lien avec l'habitat, la société américaine OCV Reinforcements, en partenariat avec le français Bouvet et Lorillard, fabrique et distribue des fenêtres en PVC renforcées de Twintex, un mélange de fibres de verre et de résine polymère. Cette innovation est commercialisée depuis la fin de l'année 2008. Les renforts métalliques habituellement rajoutés dans les profilés en PVC sont jetés aux oubliettes. De plus, le procédé de fabrication s'en trouve simplifié : l'assemblage du thermoplastique avec le Twintex est réalisé en une seule étape. « L'absence de ponts thermiques confère à ce produit un meilleur bilan énergétique que les fenêtres conventionnelles », précise Nicolas Bédouin, le responsable des ventes en Europe. OCV Reinforcements a aussi à son catalogue des fibres de verre adaptées au renfort du béton. Afin qu'elles puissent résister au caractère basique du matériau, on leur adjoint du zirconium. Ces fibres augmentent la rigidité des murs ainsi que leur durée de vie, et permettent de réduire leur épaisseur.

DES SANDWICHS POUR LES PAROIS DES BÂTIMENTS

Car les composites ne se contentent pas de tenir la dragée haute à l'acier. Ils pourraient peu à peu devenir les constituants même des parois des bâtiments, avec un avantage certain en termes de légèreté. La californienne Nida Core propose à ce titre des panneaux sandwichs constitués d'une âme de polypropylène en nids-d'abeilles ou bien de mousses de polyuréthane ou phénoliques, le tout recouvert de part et d'autre d'une couche de résine et de fibres de verre. « Suivant leur formulation, nos produits peuvent remplir des fonctions de structure ou de décoration en imitant par exemple l'aspect du bois vieilli », estime Damien J. Jacquinet, le président de l'entreprise. Nida Core a fourni des panneaux pour la réalisation de maisons, mais aussi pour la décoration de l'opéra de New York. Par ailleurs, des prototypes d'habitations ont été construits au Canada et à Porto Rico afin de tester les capacités isolantes de ces matériaux dans des conditions de températures extrêmes.

L'idée d'isoler l'habitat par des composites n'a pas échappé à l'italienne Acell, qui présentait sur le salon une mousse phénolique prise en sandwich par du composite SMC (résine polyester et fibres de verre). Un matériau qui se décline sous forme de panneaux pour les parois des maisons (avec imitation brique, marbre, crépis...) ou pour les portes. « Ce type de composite est un excellent isolant, il résiste au feu et, en cas d'incendie, s'avère moins toxique qu'un isolant comme le polystyrène », avance Michael Frieh, le responsable du développement chez Acell. Parmi ses dernières réalisations, Acell revendique l'utilisation de ces produits à l'aéroport d'Heathrow et à... Buckingham Palace !

LES ÉQUIPEMENTS DE L'HABITAT AUSSI CONCERNÉS

Les composites cherchent aussi à s'introduire dans les équipements de l'habitat, notamment dans les sanitaires. Un marché saisi par l'allemande ADM-Isobloc, qui commercialise des mélangeurs pour la production de composites constitués de sable de quartz ou de granite, et de résines polyester, polyuréthane ou époxy. Le matériau obtenu est injecté dans des moules pour réaliser des éviers, des baignoires ou de l'ameublement. « C'est un équipement très flexible qui peut s'adapter à plusieurs produits et à des productions à petite échelle », affirme Michael Aust, le directeur général d'ADM-Isobloc.

Verra-t-on un jour s'édifier des bâtisses sans acier, bois ni béton ? « Les composites sont présents depuis près de vingt ans dans les habitations individuelles aux Etats-Unis, affirme Frédérique Mutel, la PDG de JEC Composites. Les Américains sont très ouverts à ce type de matériaux. En Europe, on privilégie encore les matériaux traditionnels. » Mais les perspectives sont surtout importantes en Asie, où le bâtiment représente déjà à lui seul un tiers du marché des composites.

Du sol au plafond, les composites font irruption dans la maison. Le phénomène est apparu il y a déjà plusieurs années, mais il ne cesse de prendre de l'ampleur. Ainsi, jusqu'ici au coude à coude avec le secteur du transport en termes de volumes, le bâtiment devrait consommer, en 2013, 2,7 millions de tonnes de composites, soit 25 % de la production mondiale, selon les chiffres de JEC Composites, la société dédiée à la promotion des composites et organisatrice du salon du même nom. Le secteur de la construction serait alors le premier utilisateur de ces matériaux. Aujourd'hui, il s'arroge déjà 18 % d'un marché mondial estimé à 62 milliards d'euros.

Les raisons de ce succès : les matériaux composites offrent à la fois de grandes libertés de design et de bonnes qualités mécaniques. L'édition 2009 du salon JEC Composites, qui s'est déroulée du 24 au 26 mars à la porte de Versailles, à Paris, a montré comment les bâtiments, de leur structure à leur aménagement intérieur, pouvaient commencer à s'affranchir des matériaux traditionnels.