Chaire de recherche du Canada sur les matériaux de construction multifonctionnels durables

Afin de réduire son empreinte écologique, l’industrie de la construction doit tenir compte de la limite des ressources planétaires. À cette fin, elle doit miser sur des matériaux de construction et de rénovation plus durables, afin de réduire la quantité de débris de construction qui se retrouvent dans les décharges. 

Ces enjeux incitent les chercheurs comme Claudiane Ouellet-Plamondon, de l’École de technologie supérieure (ÉTS), à étudier les répercussions des changements climatiques sur les matériaux, mais aussi à remodeler les matériaux de manière qu’ils puissent faire partie de la solution.  Il peut s’agir, par exemple, de les doter de fonctionnalités leur permettant d’augmenter leur durée de vie ou de capturer les polluants. Au bout du compte, la professeure souhaite que ces matériaux s’intègrent à une économie circulaire. 

Pour y arriver, la professeure du Département de génie de la construction – qui est également titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les matériaux de construction multifonctionnels durables – prévoit développer des matériaux pourvus de propriétés avancées, les évaluer sous diverses conditions d’utilisation et procéder à leur caractérisation. 

Sa vision? Concevoir des matériaux dotés de propriétés leur permettant non seulement de « sentir » leur environnement et de s’y adapter, mais aussi de s’autoréparer. Il pourrait s’agir, entre autres, d’intégrer des capteurs à des matériaux afin qu’ils deviennent « intelligents ». Ceux-ci seraient alors en mesure de modifier leurs propriétés physiques afin de s’adapter, par exemple, à la température ambiante, à des contraintes mécaniques et à des champs électriques ou électromagnétiques. Elle souhaite également que le flux de matières et d’énergie de ces matériaux soit pris en compte lors de la construction des bâtiments et des infrastructures. 

La conception de tels matériaux représente toutefois des défis importants! Pour favoriser la circularité des ressources, le choix des composants s’avère un élément essentiel de la démarche. D’abord la nature des matériaux de construction a ses propres contraintes. Ensuite, ils doivent satisfaire à de nombreuses normes avant de passer du laboratoire au marché.

De plus, dans une perspective d’économie circulaire, l’intégration des sous-produits industriels doit être soumise à de rigoureuses procédures d’évaluation afin de veiller à la qualité de ces matériaux. Des procédures expérimentales et de modélisation doivent également être mises en place pour tester la réactivité des matériaux et l’efficacité de leurs propriétés. Pour faciliter ce travail, de nouvelles approches numériques, allant de la conception à la fabrication, seront mises à profit. Par exemple, des algorithmes évolutifs d’aide à la décision seront d’abord utilisés afin d’optimiser les plans expérimentaux.

« Les matériaux durables que nous souhaitons créer visent à faciliter la transition écologique et à s’adapter aux changements environnementaux. Par exemple, les infrastructures doivent pouvoir faire face aux changements climatiques, le cadre bâti doit favoriser l’intégration de la biodiversité, tout en assurant la santé des communautés. La formulation des matériaux doit aussi faire en sorte que leur production ait une incidence positive sur les changements climatiques en émettant moins de GES », conclut la professeure, dont l’équipe de recherche collaborera avec d’autres établissements universitaires, des organismes sans but lucratif ainsi qu’avec des partenaires privé et public.

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