Africa-Press – Tchad. Valérie L’Hostis est experte dans le comportement et le vieillissement des matériaux. Depuis 2020, elle est en charge des partenariats institutionnels à la direction des programmes Energie du CEA. Sciences et Avenir l’a rencontrée le 4 novembre 2023, à l’occasion des Utopiales de Nantes.
« Le viaduc de Millau est construit pour 120 ans »
Sciences et Avenir : Aux Utopiales 2023, vous avez participé à une conférence sur l’archéologie du futur. Quels monuments allons-nous léguer à nos descendants ?
Valérie L’Hostis : Difficile à prévoir, mais il y a de grandes chances que les archéologues du futur ne retrouvent rien de nos ouvrages actuels.
En revanche, il leur restera des traces de ceux d’hier, les pyramides, les cathédrales qui étaient alors édifiées pour durer dans le temps, et dans l’absolu pour l’éternité puisqu’il s’agissait d’édifices religieux.
Avec des collègues, nous avions fait des analyses sur des cathédrales vieilles de mille ans et nous nous sommes rendus compte, en prélevant des pierres de piliers, qu’elles étaient armées, qu’elles contenaient une armature en acier. Du coup, cela a permis d’éclairer un peu les méthodes de construction de l’époque qui nous sont encore largement inconnues parce que nous ne disposons pas de leurs modes d’emploi.
Mais, cela montre que, déjà cette époque, les constructeurs avaient trouvé le moyen de renforcer de grandes structures.
Autre exemple, bien plus ancien, le panthéon de Rome avec cette structure en dôme faite d’un béton romain et qui possédait des parties plus ou moins rigides mécaniquement. Il y avait déjà cette réflexion sur la façon dont le matériau allait pouvoir être formulé pour résister au temps.
A l’époque, et encore plus tôt, chez les Egyptiens ou les Mésopotamiens, les ouvrages étaient très massifs, gigantesques, et c’est pour cela qu’ils résistent au temps.
Mais, les archéologues du futur, dans 2000 ans, ne retrouveront rien de nos édifices à nous. Parce que nous les construisons avec une date de péremption. Par exemple, le viaduc de Millau est construit pour 120 ans. Alors, il sera peut-être un peu prolongé. Mais, c’est déjà prévu que dans 150 ans, il n’y aura plus de viaduc de Millau mais un autre ouvrage à la place.
Fonctions mécaniques, esthétique et de confinement
Pourquoi cette date de péremption programmée ?
En fait, aujourd’hui, lorsqu’un bâtiment est construit, il doit respecter des règlements qui prévoient sa durée de vie. Pour les grand ouvrages d’art, elle est de 120 ans. Tous les immeubles d’habitation qui ont été construits il y a 50 ans, étaient conçus pour 50 ans…
Même pour les édifices religieux, la philosophie a changé. La Sagrada Familia à Barcelone, par exemple, c’est du béton hyper fin. Chez les architectes français, Le Corbusier, Auguste Perret ou chez Antoni Gaudi, qui a édifié la Sagrada Familia, l’acier est très faiblement enrobé. Cette cathédrale a d’ailleurs déjà été rénovée plusieurs fois depuis sa construction initiée en 1882. Par conséquent, si les moyens manquent et qu’on ne la rénove plus, peut-être que dans 150 ans, elle n’existera plus.
Cette durée de vie limitée est liée à la sécurité. La construction d’un ouvrage se fait selon trois types de fonctions.
Il y a une fonction mécanique. Reprenons, l’exemple d’un pont, du viaduc de Millau. Là, la fonction, c’est d’avoir des poids lourds, des véhicules, qui circulent dessus. Donc, dès l’instant où le pont ne remplit plus cette fonction, la circulation est arrêtée et le pont est détruit pour être reconstruit. Et ce, afin d’éviter des catastrophes comme récemment en 2018, avec l’effondrement d’un pont à Gênes.
Deuxième fonction, celle de confinement. Exemples des silos à grain ou des enceintes dans le nucléaire. La durée de vie de ces constructions est dictée par la première fissure, le premier trou, qui laisserait échapper son contenu.
Enfin la dernière fonction est esthétique. Typiquement, le monument historique : la Sagrada Familia. la Tour Perret à Grenoble, etc.
Donc, actuellement, quand on construit, c’est pour une fonction. Et la durée de vie d’un ouvrage, c’est la durée pendant laquelle il pourra remplir cette fonction. Je ne pense pas que les Egyptiens avaient pensé à cette notion de fonction…
Enfin, disons que la fonction, c’était d’abriter le tombeau pour l’éternité donc ils mettaient énormément d’épaisseurs pour la garantir. Sans compter qu’ils avaient tout le temps pour le faire, plusieurs générations, autant d’esclaves que nécessaires et des matériaux à foison. Nous sommes aujourd’hui dans l’ère du consommable.
Mais nos déchets nucléaires doivent pourtant être entreposés dans des tombeaux durables ?
Effectivement, et il se trouve qu’au CEA (Commissariat à l’Energie Atomique) je suis énormément impliquée dans tout ce qui est gestion des déchets nucléaires.
Les ouvrages pour les stocker doivent être pensés pour durer des millions d’années. Rien à voir avec l’architecte qui essaye de faire un bâtiment le plus fin, le plus élancé, le plus élégant possible, même s’il sait que son œuvre n’ira pas au-delà de 100 ans.
Dans le nucléaire, il est nécessaire de se projeter sur des durées beaucoup, beaucoup, plus longues. On est obligé de raisonner différemment. Et le raisonnement va être de travailler en poupées russes, en utilisant plusieurs matériaux.
Par exemple, les déchets les plus irradiants sont enrobés dans une matrice de verre qui va empêcher la radioactivité de s’échapper.
Cette chemise en silice est mise dans un colis en acier inoxydable, lui-même contenu dans un petit tunnel en métal qui est enfermé dans une couche d’argile à 500 mètres de profondeur. Celle-ci a été choisie, sélectionnée après quantité d’études géologiques garantissant qu’il n’y a pas eu de fracture, de fissure dans cette roche
A été calculé au préalable à quel moment la radioactivité s’échappera du verre, à quelle vitesse le colis en acier se corrodera, puis à quel moment la radioactivité fuira de son tunnel pour finalement remonter les 500 mètres d’argile jusqu’à la surface.
En France, nous avons un organisme qui contrôle et vérifie tout cela, l’ASN, l’autorité de sureté nucléaire. Elle challenge les scientifiques et prépare l’avenir de ces ouvrages de stockage nucléaire. Par exemple, au bout de 300 ans d’exploitation d’un site, il faudra le fermer, le boucher et donc l’ASN nous avait par exemple demandé de démontrer que nous serions capables de réaliser un bouchon en béton de 10 mètres de diamètre capable de fermer hermétiquement une galerie de stockage !
« En terme d’émissions de CO2, l’industrie du béton est la plus polluante »
Face aux défis environnementaux, justement, le béton est-il un matériau « écologiquement correct »?
Non, pas du tout. En terme d’émissions de CO2, l’industrie du béton est la plus polluante. En même temps, c’est le matériau le plus utilisé pour la construction parce qu’il est peu onéreux et qu’il existe de la matière première partout.
Il y a une vingtaine d’années, les constructeurs ont fait un pacte pour diminuer l’empreinte carbone. Et de toutes façons, les règlements se durcissent pour les obliger à le faire. Pour cela, il existe plusieurs voies possibles. Pour produire du ciment, il faut cuire à 1450 degrés avec des fours fonctionnant en permanence grâce à de l’énergie fournie par des combustibles fossiles.
La première alternative consiste à substituer les combustibles, en incorporant un maximum de déchets, des pneus, des farines animales, bref, tout ce qui est possible. Ce n’est pas beaucoup moins polluant mais en tout cas, ce n’est pas du charbon.
La seconde piste consiste à incorporer dans le sac de ciment, une certaine quantité, 40% par exemple, de poudres ayant les mêmes propriétés mais qui auront nécessité moins de température de chauffage. Idéalement, des déchets issus d’autres industries comme les scories des hauts fourneaux. Sauf que les hauts fourneaux vont bientôt être interdits en Europe à cause de la pollution…
Il faudra donc que dans une vingtaine d’années ait été trouvée une autre solution pour remplacer ces scories métallurgiques. De plus en plus, l’idée des cimentiers consiste à réutiliser les matériaux issus de bâtiments datant de la seconde guerre mondiale désormais en fin de vie et qui sont déconstruits. En quelque sorte, inventer une forme d’économie circulaire afin de nous permettre de bâtir à nouveau.
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