La reconstruction de l'Ukraine en ligne de mire
Le professeur ukrainien Viacheslav Troian, spécialiste des matériaux de construction, a quitté son pays avec sa famille à cause de la guerre. À l'ETH Zurich, il étudie la contribution que le béton recyclé peut apporter à la reconstruction future.
Ce sont les premiers jours tragiques de la guerre que Viacheslav Troian a vécus dans sa banlieue de Kiev qui ont poussé ce professeur de l'Université nationale de construction et d'architecture de Kiev à s'enfuir avec sa famille vers l'Europe occidentale. En tant que père de quatre enfants, il était autorisé à quitter le pays. S'il est finalement arrivé en Suisse et à l'ETH, c'est aussi un peu par hasard. "Nous étions à la gare de Budapest et j'ai discuté avec ma femme de la destination de notre voyage", raconte Troian. A l'époque, les réfugiés ukrainiens ne devaient pas payer de frais de transport pour le voyage en train. Seule la réservation d'une place de trois euros était due - quelle que soit la destination. Le terminus du seul train pour lequel Troian a pu réserver des places était Zurich. Et c'est ainsi que lui et sa famille se sont rendus en Suisse. "Nous espérions alors que la guerre se terminerait bientôt et que nous rentrerions", mais il en a été autrement.
Ingénieur chimiste spécialisé dans le béton, Troian a vingt ans d'expérience dans le développement de différents types de béton, comme il le dit. Il a notamment participé à la mise au point du mélange de béton pour les traverses des chemins de fer ukrainiens ainsi que pour les fondations de l'enceinte de protection du réacteur nucléaire endommagé de Tchernobyl. Actuellement, Troian travaille en tant que chercheur invité à l'ETH Zurich avec les professeurs Ueli Angst et Robert Flatt. Ces deux derniers sont également des spécialistes du béton.
Troian vient de publier, avec des coauteurs de l'ETH Zurich et de l'Université Gustave Eiffel à Paris, un travail scientifique sur le recyclage du béton. Depuis longtemps déjà, les ingénieurs en matériaux de construction concassent les matériaux de démolition du béton et les utilisent pour la fabrication de béton frais. Selon les normes actuelles, cela permet de remplacer jusqu'à 50 pour cent du gravier ou du gravier concassé nécessaire. Troian voit un très grand potentiel dans le béton recyclé pour reconstruire les bâtiments et les infrastructures détruits en Ukraine. Dans la nouvelle publication spécialisée, il décrit de manière conceptuelle la contribution que le béton recyclé peut apporter à cet égard.
Économie circulaire
Le béton est connu pour être un matériau de construction dont l'empreinte carbone est notable.2-pression du pied, due à la fabrication du ciment. Le béton recyclé nécessite autant de ciment que le béton conventionnel. Ainsi, le béton recyclé n'a pas pour objectif de réduire les émissions de CO2-Il s'agit plutôt d'optimiser les flux de matières. "Si l'on démolit des bâtiments, les matériaux de démolition finissent dans des décharges de déchets de construction, et si l'on construit de nouveaux bâtiments avec du béton conventionnel, il faut extraire beaucoup de nouveaux graviers. Si au moins une partie des matériaux de démolition peut être réutilisée, on peut économiser des capacités dans les décharges et dans l'extraction de gravier", explique Troian.
A cela s'ajoute le fait que la reconstruction de l'infrastructure d'un pays ravagé par la guerre en un temps relativement court constitue un énorme défi pour la chaîne d'approvisionnement en gravier. "Si l'on peut retraiter et utiliser les matériaux de démolition sur place, il est possible de réduire les dépenses logistiques", explique Troian.
Dans sa nouvelle étude, Troian a en outre montré comment les inconvénients connus du béton recyclé peuvent être réduits avec relativement peu d'efforts supplémentaires. Les ingénieurs civils savent que le béton contenant une trop grande proportion de matériaux recyclés est moins résistant aux charges et à l'eau, aux sels et à l'atmosphère. Il a donc une durée de vie plus courte. De plus, le béton recyclé a une plus grande tendance à se fissurer que le béton conventionnel, ce qui rend son utilisation plus exigeante. La principale raison de ces inconvénients est que la surface du matériau recyclé concassé est constituée de vieux mortier de ciment. Celui-ci peut absorber l'eau dans certaines circonstances.
Pour réduire ce problème, plusieurs méthodes ont été développées ces dernières années pour prétraiter les matériaux de démolition : ils sont prémouillés à l'eau ou traités à la chaleur, à l'acide ou aux micro-ondes. Dans son étude, Troian souligne que le simple pré-mouillage à l'eau présente déjà de grands avantages. Pour la reconstruction en Ukraine, il s'agit d'une solution efficace et praticable qui permet d'atténuer l'immense besoin en ressources des autres approches.
Actuellement, l'Ukraine n'utilise pratiquement pas de béton recyclé. En revanche, la Suisse est considérée comme le leader européen en la matière, avec 18 pour cent de béton recyclé mis en œuvre.
"Nous ne pouvons pas reconstruire en quelques années ce qui a été créé pendant des décennies".Viacheslav Troian
L'engagement de Troian à l'ETH Zurich a été possible grâce à l'engagement de l'Institut des matériaux de construction et du Département de construction, d'environnement et de géomatique (D-BAUG) ainsi que de la direction de l'école ETH Zurich. Dans le cadre de l'action de solidarité de l'ETH avec les chercheurs ukrainiens, il a été convenu à court terme d'accueillir des chercheurs invités d'Ukraine comme Troian et de répartir le financement entre l'institut, le département et l'ensemble de l'université concernés. En outre, des entreprises du secteur de la construction soutiennent son séjour via le programme de construction durable et de fabrication numérique de l'ETH Foundation.
Viacheslav Troian ne fait pas seulement avancer la recherche sur le béton recyclé à l'ETH, mais aussi les projets existants. page externeVidéos pédagogiques traduites en ukrainien pour les étudiants. "J'espère que ces vidéos seront utiles aux étudiants ukrainiens et à l'industrie", dit-il. Il souhaite ainsi contribuer à accroître les connaissances des professionnels en Ukraine.
Cela va également dans le sens des professeurs Angst et Flatt de l'ETH, chez qui il est invité et qui sont coauteurs de l'étude sur le recyclage du béton. "Lorsque la guerre a commencé en Ukraine, nous nous sommes demandé quelle contribution nous pouvions apporter pour aider les gens en Ukraine", explique Flatt. "Rendre les connaissances pertinentes pour eux facilement accessibles est l'une de nos modestes possibilités".
Réparer ce qui peut l'être
Démolir tous les bâtiments anciens et endommagés et les reconstruire rapidement ne sera pas possible, selon Troian : "Nous ne pouvons pas reconstruire en quelques années ce qui a été construit pendant des décennies". Ce qui peut être réparé devrait plutôt l'être. Au cours des prochains mois, il se consacrera donc à la question de savoir comment prédire la durée de vie restante des anciens bâtiments en béton. Des modèles développés à l'ETH Zurich pourraient être utilisés à cet effet. Cela aidera les urbanistes à déterminer les priorités lors de la reconstruction.
Troian espère que ses enfants vivront beaucoup de choses positives en Suisse et que cela éclipsera les souvenirs des premiers jours de guerre en Ukraine. Il est toutefois conscient qu'à l'heure actuelle, de nombreuses personnes tiennent bon et se battent en Ukraine ou subissent une détresse extrême, et que de nombreux enfants sont également restés en Ukraine. Grâce à son expertise et à ses recherches, il souhaite apporter sa contribution à une reconstruction rapide et espérée de son pays natal.
Référence bibliographique
Troian V, Gots V, Keita E, Roussel N, Angst U, Flatt RJ : Challenges in material recycling for postwar reconstruction. RILEM Technical Letters, 16 décembre 2022, doi : page externe10.21809/rilemtechlett.2022.171