Des progrès spectaculaires technologiques ont été faits ces dernières années dans le développement de la géosynthèse et des applications en géopolymère.

Les nouveaux matériaux d’avant garde conçus à l’aide de réactions géopolymèriques génèrent de nouvelles applications et des nouveaux modes opératoires qui transforment les idées reçues de la chimie inorganique et minérale.

Depuis sa découverte par le Prof. joseph Davidovits, cette nouvelle génération de matériaux, qu’elle soit utilisée pure ou renforcée avec des charges, trouve déjà des applications dans tous les domaines de l’industrie. Ces applications se trouvent par exemple dans l’industrie de l’automobile, aérospatiale, des fonderies non-ferreuses et la métallurgie, le génie civil, les industries du plastique, la gestion des déchets ultimes, l’art et la décoration, la restauration de bâtiments, la géobiologie appliquée à l’énergétique et la pollution électromagnétique, etc. Un tiers du livre Geopolymer Chemistry & Applications traite des dernières applications géopolymériques. Vous pouvez aussi aller dans la Bibliothèque Géopolymère et télécharger des articles.

Exemple du développement des composites géopolymèriques et des ciments qui améliorent la sécurité du voyage aérien et l’efficacité des aéroports*

Les chapitres du livre GEOPOLYMER Chemistry & Applications sont indiqués en italique.

Un avion à réaction se prépare au décollage sur une piste à New York pendant qu’une équipe commence à placer du béton géopolymère (Chapitres 24, 25) sur une piste d’atterrissage de Los-Angeles. L’avion est équipé d’un enregistreur de vol ininflammable électronique. La cabine de l’avion à réaction a aussi été rendue ignifuge avec des panneaux en composite carbone/Géopolymite® (Chapitre 21) et des panneaux d’isolation inorganique en mousse géopolymère (Chapitre 22) . L’avion à réaction est aussi équipé d’un filtre à air avancé ignifugé. Plusieurs composants structurels de l’avion à réaction, fait avec un alliage avancé SPF Al super plastique d’aluminium, ont été fabriqués à 600°C en utilisant des outils de compression céramique fait à partir de matériaux géopolymères (Chapitre 20) .

Quand l’avion est prêt à atterrir à Los-Angeles, la piste réparée avec du béton Pyrament® (Chapitre 24) sera prête à l’accueillir.

*Cet exemple fictif illustre les applications possibles qui sont ou ont été manufacturées et/ou brevetées par plusieurs compagnies.

Pour en savoir plus allez à Néoterre

Péchiney a développé des matériaux géopolymères réfractaires pour le coulage en toute sécurité d’alliage très corrosif aluminium/lithium (Al/Li) à l’état liquide. Source: Brevet de Péchiney

Depuis 1986, la société française aéronautique Dassault Aviation emploie un moule et de l’outillage en géopolymère dans le développement de l’avion de chasse Rafale. Source: Rapport de recherche public de Dassault Aviation

De plus, nous avons fait pour Northtrop Aviation un prototype d’outillage en composite géopolymère (composite carbone/SiC/Géopolymite auto-chauffant) employé dans la fabrication de composés carbone/APC2 conçus pour les nouveaux bombardiers de l’Air Force aux États-Unis.

Des centaines d’outils et d’objets ont été livrés pour les applications aéronautiques (Airbus) et le mode opératoire SPF aluminium. Sources: plusieurs rapports annuels, brevets, articles techniques

Dans le livre récemment mis à jour, Geopolymer Chemistry & Applications, ces applications sont développées au chapitre 20. Vous pouvez aussi télécharger des articles à la Bibliothèque Géopolymère.

Le Géopolymère assure la protection thermique de bâtiments industriels et d’entrepôts jusqu’à 1.200°C. Hüls AG (Dynamit Nobel) et ses licenciés, incluant Willig, ont inventé le TROLIT-WILLIT, matériaux connus comme le plastique minéral impliqué dans la fabrication de :

• Mousse expansée
• Composites
• Composés monolithiques

Sources: rapports annuels

Le matériau composite géopolymère pour des applications structurelles ou protectrices, à des températures qui s’étendent de 300°C à 1.000°C.

Ces matériaux particuliers sont maintenant testés et employés pour leurs remarquables propriétés.

Pendant les grands prix 1994 et 1995, l’équipe de Formule 1 Benetton-Renault a conçu un bouclier thermique unique fait en composite carbone/géopolymère. Cela permit à Michael Schumacher de gagner deux fois le titre de champion du monde et d’offrir à son équipe technique le championnat du monde des constructeurs de voiture pendant ces deux années. Encore aujourd’hui la plupart des équipes de Formule 1 utilisent des matériaux en composite géopolymère. La société Porsche a développpé un système de pot d’échappement en composite géopolymère. Source: brevet PCT Porsche, 2004

La direction générale de l’aviation civile américaine (FAA), l’université d’État Rutgers aux États-Unis et d’autres établissements ont amorcé un programme d’évaluation de ces nouveaux matériaux composites. Ces matériaux contribueront à être la norme dans la protection contre l’incendie dans l’industrie aéronautique. Dans le livre récemment is à jour Geopolymer Chemistry & Applications, les applications des composites résistant au feu et à la chaleur sont pleinement développés dans le chapitre 21. Vous pouvez aussi aller à la Bibliothèque Géopolymère et téléchargez certains articles.

Le premier tissu laminé ininflammable pour la cabine d’avion et l’intérieur des compartiments cargo, le géopolymère composite, a été présenté le 18 novembre 1998 à Atlantic City, New Jersey, États-Unis, à la conférence internationale sur les incendies d’avion et la recherche pour la sécurité dans les cabines patronnée par la direction générale de l’aviation civile américaine (FAA).

Pour d’autres applications résistant au feu (navire, ferry) voyez la section GEOPOLY-THERM

Regardez le webinaire GRATUIT (durée 2 heures 15 min.) couvrant divers aspects de la science des géopolymères avec d’authentiques réelles applications, incluant un développement particulier sur les ciments et bétons géopolymères pour célébrer leurs commercialisations réussies (vidéo en anglais).

Le récent Article Technique n°24 dénonce les fausse valeurs des émission de CO₂ publiés dans plusieurs articles scientifiques. Voir l’article en anglais “False CO₂ values published in scientific papers”.

Le ciment géopolymère est souvent confondu avec l’activation alcaline du laitier, procédé développé depuis 1956 en Europe de l’Est par G.V. Glukhovsky. L’activation-alcaline, qui est généralement pratiquée avec des produits chimiques corrosifs (voir Utilisation Inoffensive ci-dessous), est exclusivement utilisé pour la fabrication de béton. Les matériaux par procédé d’activation-alcaline ne sont pas vendus séparément et ne sont pas vendus à des tiers comme ciments commerciaux. En revanche, la technologie géopolymère a été depuis le début orientée à la fabrication de liants et ciments pour différents types d’applications.

Une vidéo (en Anglais) explique les différences profondes existant entre l’activation alcaline et la géopolymèrisation. Allez à “Why Alkali-Activated Materials are NOT Geopolymers ?”

Pour plus de détails sur les ciments géopolymères à base de cendres volantes, voyez le livre récemment mis à jour Geopolymer Chemistry & Applications, chapitres 12, 24 et 25, et aussi les résultats du projet de recherche Européen GEOASH à la section suivante. Vous pouvez également aller à la Bibliothèque Géopolymère et télécharger plusieurs articles.

Seront développés dans cette section:
a) Le récent développement industriel des bétons géopolymères (100.000 tonnes et +)
b) Le concept de ciment géopolymère d’Utilisation Inoffensive, voir page suivante.

100.000 tonnes de béton Géopolymère pour l’aéroport + Eco-construction

Brisbane West Wellcamp Airport (BWWA), Toowoomba, Queensland, est le premier aéroport public en plein champ d’Australie à être construit en 48 ans. BWWA est devenu pleinement opérationnel avec des vols commerciaux exploités par QantasLink en Novembre 2014. Voir notre News datée du 14 Octobre 2014, 70.000 tonnes de béton géopolymère pour aéroport.

Ce projet marque une étape très importante dans l’ingénierie – le plus grand projet géopolymères en béton du monde. BWWA a été construit avec environ 40 000 m³ (100.000 tonnes) de béton géopolymère ce qui en fait la plus grande application de cette nouvelle classe de béton dans le monde. Le béton géopolymère développé par la société Wagners, connu sous le nom de Earth Friendly Concrete (EFC), est bien adapté à cette méthode de construction en raison de ses caractéristiques de haute résistance à la traction, à la flexion, à faible retrait et bonne maniabilité. Ce béton géopolymères à toute épreuve, de 435 mm d’épaisseur, utilisé pour le noeud de tournage, aire de stationnement et de voie de circulation des avions, accueille un lourd 747 cargo pour le trafic aérien régulier entre l’aéroport de Toowoomba-Wellcamp IBB et Hong Kong. Pour plus de détails techniques lire l’article par Glasby et al. (2015), EFC Geopolymer Concrete Aircraft Pavements at Brisbane West Wellcamp Airport, dans notre bibliothèque, article technique n°23 GP-AIRPORT. Technical Paper on Geopolymer Aircraft Pavement.

Visite du Prof. Joseph Davidovits à l’aéroport de Toowoomba-Wellcamp.

Le 3 Octobre, 2015, Joseph et Ralph Davidovits ont pris l’avion de l’aéroport de Sydney à destination de Toowoomba-Wellcamp-Airport, pour une visite à la société Wagners.

Visite du Prof. Joseph Davidovits’ au Global Change Institute, Brisbane, Queensland, Australie.

Le 7 Octobre 2015, Joseph et Ralph Davidovits accompagnés de Tom Glasby et Russell Genrich, de la société Wagners, ont roulé de Toowoomba à Brisbane. Notre News en date du 10 Décembre 2013, a été intitulé Première mondiale en béton géopolymère armé pour un bâtiment public. Il a introduit le premier bâtiment au monde à utiliser avec succès le béton géopolymères structurant pour le Global Change Institute, Université du Queensland, à Brisbane, Queensland, Australie. Le bâtiment de 4 étages, pour un usage grand public, comprend 4 les planchers suspendu en béton géopolymères comportant 33 panneaux préfabriqués. Ils sont fabriqués à partir de béton géopolymère à base de laitier/cendres volantes appelé Earth Friendly Concrete (EFC), une marque de Wagners pour leur forme commerciale de béton géopolymère.

Production de masse de ciment géopolymère

Au Geopolymer Camp 2009 à Saint-Quentin, France, Prof. Joseph Davidovits présentait une conférence sur le thème « Practical Problems on Mass Produced Geopolymer Cement ». Quels sont les éléments clés et les impasses ? Que faire pour que le ciment réduise ses émissions de CO₂ de 60 à 80% ?

Ciment géopolymère Pyrament®

En 1991, le monde a été impressionné par la rapidité avec laquelle l’US Air Force a géré la construction et l’équipement d’aéroports temporaires militaires dans le désert d’Arabie Saoudite pendant la Guerre du Golfe. Une des raisons de cette efficacité peut résulter de l’application par l’ingénierie de l’US Air Force d’un tout nouveau ciment très dur a prise rapide et à haute performance, le Pyrament®. Source: Rapport de l’US Air Force Command et brochure Pyrament

La compagnie cimentière américaine, Lone Star Industries, a présenté ce ciment exceptionnel en 1988. Il résulta d’une collaboration unique qui commença en 1983 entre le centre de recherches de Lone Star Industries à Houston, Texas, et l’Institut Géopolymère. La chimie des géopolymères, en particulier le système basé sur les Poly(sialate-siloxo), améliore les propriétés du ciment Portland et du béton normal. Dans le livre récemment mis à jour Geopolymer Chemistry & Applications plusieurs chapitres sont consacrés au ciment et béton géopolymère à base de métakaolin, de matériaux minéraux, ce cendre volante, voir les chapitre 8, 9, 10, 11, 12, 24 et 25. Vous pouvez aussi télécharger des articles à la Bibliothèque Géopolymère.

Le ciment Pyrament® est le matériau idéal pour la réparation de pistes de décollage et d’atterrissage, des plaques de béton industriel, des routes et autoroutes. Pour une piste d’avion, un durcissement de 4-6 heures est suffisant pour permettre l’atterrissage d’un Airbus ou d’un Boeing. Le ciment géopolymèrique a atteint une résistance de compression de 20 Mpa après 4 heures, tandis que le béton normal n’arrive à cette résistance qu’après plusieurs jours.

Le ciment Pyrament® est reconnu dans l’industrie de la construction et des BTP pour sa capacité à gagner une très haute résistance rapidement. À partir de l’automne 1993, le béton à base de Pyrament a été utilisé dans plus de 50 équipements industriels aux États-Unis, 57 installations militaires aux États-Unis et 7 dans d’autres pays et des aéroports civils. En 1994, le Corps d’Ingénieur de l’armée des États-Unis a sorti une étude bien documentée sur les propriétés du ciment et des bétons à base de Pyrament, qui ont des performances que n’avaient jamais atteintes les bétons de haute qualité (Performance of Concretes Proportioned with Pyrament Blended Cement, by Tony B. Husbands, Philip. G. Malone, Lilian D. Wakeley, US Army Corps of Engineers, Final Report CPAR-SL-94-2, April 1994).

Si nous comparons au microscope la structure du béton fait avec du ciment normal et un autre échantillon fait avec du Géopolymère, nous remarquons que le ciment normal est un entassement dur de grains de matière. Cela cause des fentes et des faiblesses. En face, le ciment géopolymère (en noir), est lisse et homogène. Cela lui fournit, en fait, des caractéristiques supérieures.

Béton normal (gauche) / Béton géopolymère (droite)

En 1996, Lone Star Industries a définitivement arrêté la commercialisation du Pyrament, non pour des raisons techniques, mais plutôt parce que la compagnie a dû faire face à une crise financière sévère qui n’a aucun rapport avec le développement de l’affaire innovatrice du Pyrament.

Ciment géopolymère d’Utilisation Inoffensive (User-Friendly)

Bien que la géopolymérisation ne dépend pas de solvants organiques toxiques mais juste de l’eau, elle a besoin d’ingrédients chimiques qui peuvent être dangereux et donc requiert des procédures de sécurité. Les règles de sécurité des matériaux classent les produits alcalins en deux catégories:

• produits corrosifs
• produits irritants

Les deux classes sont reconnaissables par leurs étiquettes respectives ci-dessous.

Le tableau liste quelques ingrédient chimiques alcalins et leurs étiquettes de sécurité. Les produits corrosifs doivent être manipulés avec des gants, des lunettes et des masques. Ils sont d’une Utilisation Agressive et ne peuvent pas être intégrés dans les applications de masse sans une procédure de sécurité adéquate. Dans la seconde catégorie, on trouve le ciment Portland et la chaux hydraulique, des produits en masse typiques. Les mélanges géopolymériques appartenant à cette classe peuvent être appelés d’une Utilisation Inoffensive.

Quand nous avons démarré la recherche sur les ciments géopolymères, nous avons décidé de sélectionner les conditions alcaline d’Utilisation Inoffensive. Les produits (résines, liants et ciments) (Na,K,Ca)-Poly(sialate-siloxo) et K-Poly(sialate) ont un ratio molaire démarrant à SiO₂:M₂O de 1.45 à 1.85. Malheureusement, cela n’est pas suivi par d’autres scientifiques et techniciens impliqués dans le développement des soit-disant ciments par activation alcaline, tout spécialement ceux à base de cendres volantes, avec un ratio molaire en moyenne inférieur à 1.0. Ayant uniquement en vue une considération de production à bas coût, mettant de côté les problèmes de sécurités d’Utilisation Inoffensive, ils proposent des systèmes basés sur du pur NaOH (8M ou 12M). Par exemple, dans l’article “State of the Art” sur les ciments par activation alcaline, improprement nommé geopolymer technology, publié en 2007, plusieurs scientifiques affirment que le pur système NaOH doit être considéré comme la référence pour les ciments à base de cendre volante (voir: Duxson P., Fernandez-Jimenez A., Provis J.L., Lukey G.C., Palomo A. et van Deventer J.S.J., Geopolymer technology: the current state of the art, J. Mater. Sci., 42, 2917-2933, 2007). Ce sont des conditions d’Utilisation Agressive pour l’ouvrier ordinaire employé sur le chantier. Sur les différences importantes entre activation alcaline et géopolymérisation, voir la vidéo en langue anglaise Why Alkali-Activated Materials are NOT Geopolymers ?

Enfin, les entreprises refusent de supporter la responsabilité et de payer des polices d’assurances élevées basés sur de tels procédés dépassés. En effet, les lois, règlements, et directives d’État poussent au respect de protections plus importantes pour la santé et de protocoles de sécurité pour la sûreté des travailleurs. Plus de détails sur les ciments géopolymères à base de cendre volante à la page GEOASH, un projet dont l’objectif était de développer un procédé réellement industriel avec ces contraintes en tête.

L’éclairage a une importance énorme dans la sculpture. J’appelle “la sculpture dramatisée” l’idée de développer ensemble la sculpture et un éclairage approprié. L’artiste a incorporé des sources de lumière dans l’oeuvre elle-même, permettant au spectateur de sentir les points clés et de ressentir la finesse dans la lumière demi-fantôme que le sculpteur a essayé de transmettre.
Pour transmettre ce sentiment fidèlement, un matériau noble et fiable a été nécessaire. Grâce aux géopolymères que j’emploie avec succès depuis 1982, nous sommes capables de reproduire exactement plusieurs matériaux en roche naturelle. Le durcissement du mélange en pierre géopolymère se passe dans un moule de silicone. Ce processus conserve la spontanéité de l’argile originale et permet aussi de reproduire fidèlement les subtilités souhaitées. Les sources de lumières incorporées font bouger les subtilités, amenant à la fascination.

Applications dans l’art et la décoration

Le chapitre 1 du livre de Joseph Davidovits les Pyramides: une Énigme Résolue écrit ce qui suit (plus de détails dans la page Archéologie) : “la réputation légendaire de l’Egypte comme maître des arts en pierre enjambe presque l’histoire entière de la civilisation. Avant que les hiéroglyphes ou les nombres n’aient été écrits ou le cuivre fondu, les colons préhistoriques de la vallée du Nil ont hérité ou commencé une remarquable donation qui a survécu pendant au moins 6000 ans. Pendant cette ère, des vaisselles en pierre dure faites d’ardoise, schiste métamorphique, diorite et basalte sont d’abord apparues. Presque indestructibles, ces objets sont parmi les plus curieux et énigmatiques du monde antique. Dans une ère postérieure, 30.000 pièces de vaisselles ont été placées dans une chambre souterraine de la première pyramide à degré de la Troisième Dynastie à Saqqarah. “En les examinant attentivement, je suis simplement devenu plus perplexe” a écrit le savant allemand renommé, Kurt Lange, après avoir vu ces vaisselles en pierre. “Comment ont été faits les assiettes, les plats, les bols et autres objets en diorite, qui sont parmi les plus beaux de tous ces fins objets en pierre? Je n’en ai aucune idée…. Mais comment une pierre si dure pouvait-elle être travaillée ? L’Egyptien de ce temps-là avait à sa disposition seulement la pierre, le cuivre et le sable abrasif…. Il est encore plus difficile d’imaginer la fabrication des vases en pierre dure avec les longs cols étroits et des ventres arrondis.” De l’avis de tout le monde, les vaisselles présentent un problème que selon Lange “l’imagination ne pouvait pas résoudre.”
Le schiste métamorphique est plus dur que le fer. La diorite employée, une roche granitique, est parmi la plus dure connue. Les sculpteurs modernes n’essayent même pas de tailler ces variétés de pierre. Et encore, ces vaisselles ont été faites avant l’introduction en Egypte de métaux assez résistants pour couper la pierre dure. De nombreuses vaisselles ont des longs cous étroits et larges, des ventres arrondis. Leurs intérieurs et extérieurs correspondent parfaitement. L’outil adéquat, qui pourrait avoir été inséré dans ces longs cous pour rendre la forme parfaite et des ventres arrondis, n’a pas été découvert. Lisses et brillantes, ces vaisselles ne portent aucune trace de marques d’outils. Comment ont-elles été faites ?

Depuis 1979, le Professeur Davidovits affirme que ces vases en pierre durs ont été faits en pierre synthétique. Plus de détails au chapitre 20 du livre récemment mis à jour: Geopolymer Chemistry & Applications. Vous pouvez aussi aller à la Bibliothèque Géopolymère et télécharger certains articles. La technologie GEOPOLYSTONE est l’équivalent moderne de la technique Egyptienne vieille de 5000 ans.

Le GEOPOLYSTONE est une technologie basée sur l’utilisation de liants géopolymères modernes et des ciments. Comme le Ying et le Yang, la technologie GEOPOLYSTONE connecte ensemble deux modes de vie souvent opposés : la haute technologie et l’art. Les propriétés des liants géopolymériques et des ciments ont été évaluées par plusieurs institutions de renommées internationales, leurs qualités prouvées par des nombreux essais conduits selon les plus sévères certifications DIN et ASTM.

La rosace est la réplique moderne de la célèbre antique Pierre Celtique de Triskel placée dans les plus vieilles Églises Européennes chrétiennes (entre le 9ème et le 11ème siècle après JC.).

Au 19ème siècle, la célèbre technique de peinture appelée “Impressionnisme” a été directement tirée du fait que les nouvelles peintures à l’huile étaient faciles à employer au grand air. Il pourrait en être de même avec les sculptures en GEOPOLYSTONE qui peuvent être produites en milliers d’exemplaires.
Les métiers d’art sont très sensibles à la mode. Néanmoins, les bénéfices peuvent être substantiels car le GEOPOLYSTONE permet la reproduction de travaux d’art avec des détails très subtils qui sont souvent importants.

Collection de divers statues en géopolystone (pierre naturelle reconstituée): calcaire, granit, anorthose, porphyre, grès, arkose, etc.

La société CORDI-Géopolymère a mis au point une utilisation étonnante de la technologie geopolystone. En effet, elle a développé une application industrielle qui consiste à surmouler cette pierre naturelle reconstituée directement sur du béton cellulaire (du type Ytong ou Hebel). Le geopolystone adhère parfaitement, sans avoir besoin d’utiliser de colle. Cette application est destinée aux murs extérieurs et intérieurs, et à la décoration. Toute sorte de pierres, de couleurs et de finitions sont possibles (surface rugueuse, brute, mate, brillante, polie, etc.). On peut lui donner différentes formes, c’est idéal pour les façades, frontons et modénatures. L’avantage du procédé est qu’il n’y a plus besoin de protéger par un enduit extérieur ou contre-parement (brique, carreau, etc.). Tout ce fait directement en usine, prêt à l’emploi sur le chantier. Ainsi, le gain de temps est important et les nouvelles possibilités de décorations et de nouvelles textures enthousiasmeront les architectes.
Cette application ne peut se faire que par un procédé industriel et ne concerne que les fabricants de béton cellulaire. Les artisans maçons ne peuvent pas le fabriquer manuellement.

La technologie GEOPOLYSTONE offre :

• Beauté de la pierre naturelle
• Excellente reproductibilité
• Résistance aux UV et IR
• Excellent comportement au gel-dégel
• Comportement humide-sec excellent
• Stabilité à long terme

De plus, la technologie GEOPOLYSTONE peut être associée à la fibre des composites renforcés pour la décoration ignifugée .

Applications en composites, Panneaux ignifugés, Décoration ignifugée

Le GEOPOLY-THERM est une technologie brevetée basée sur l’utilisation de liants en géopolymère. Les effets des feux à bord des navires ont été démontrés suite à la collision entre des bateaux et des ferrys en temps de paix et par les expériences de la Marine Britannique dans les Îles Malouines et la Marine américaine dans le Golfe Persique. La technologie GEOPOLY-THERM fournit une méthode sûre et prouvée contre le feu avec des systèmes performant en matériaux composites.

En plus des propriétés examinées par la Direction générale de l’aviation civile américaine (F.A.A.) pour des applications aéronautiques, voyez plus de détails le programme de développement le GEO-COMPOSITES, la technologie GEOPOLY-THERM fournit d’excellentes valeurs d’isolation au feu. L’eau chimiquement liée -(groupes hydroxyles des molécules poly(sialates)) – induit une endothermicité de 400-500 cal./gram avec un géopolymère Na-PS [Na-Poly(sialate) Si:Al=1] à 70-100 cal./gram avec un géopolymère K-PSDS [K-Poly(sialate-disiloxo) Si:Al=3].

Les valeurs du diagramme représentent des panneaux
séchés à 100°C pendant 12 heures, avant test.

Par opposition aux systèmes habituellement commercialisés basés sur des composites hydratés (des hydrates d’hydroxyde d’aluminium par exemple), les valeurs montrées dans la figure pour des panneaux en GEOPOLY-THERM n’incluent pas l’endothermicité, qui résulte habituellement de l’eau physiquement absorbée (< 100°C). Pour cela, l’eau physiquement absorbée a été préliminairement éliminée pendant 12 heures en séchant à 100°C. Les composites en géopolymère de divers types chimiques peuvent être combinés entre eux, donnant des panneaux composites complexes appropriés à une très large gamme d’applications. La technologie Geopoly-therm offre :

• Excellente résistance au feu et à la pénétration de la flamme
• Ne s’enflamme pas
• Aucune toxicité
• Aucune émanation de fumée
• Aucune sortie de chaleur
• Aucune émanation de gaz de combustion

De plus, la technologie GEOPOLY-THERM peut être associée à des couches décoratives et des peaux pour une DÉCORATION ignifugée. (Plus de détails sur Art et Décoration )

Le GEOPOLY-THERM peut être produit avec tous les liants géopolymères. Le GEOPOLY-THERM fournit d’excellentes propriétés non-feu aux bases organiques (mousse, nid d’abeille) donnant diverses structures sandwich intéressantes. Le GEOPOLY-THERM est produit avec des processus et opérations familiers aux utilisateurs de matrices organiques.

]]> https://www.geopolymer.org/fr/applications/utilisation-potentielle-des-materiaux-composites-geopolymere/ Fri, 07 Apr 2006 13:58:04 +0000 http://www.geopolymer.org/fr/?p=33 Donner aux survivants plus de temps pour s’échapper

Un composite aérospatial carbone-époxy brûle encore tandis que
le composite Carbone-Géopolymère résiste toujours un à feu de 1200°C.

Quand un avion se pose ou a un accident et prend feu, la moitié des gens qui survivent à l’impact ne peuvent pas s’échapper à temps. En effet, les plastiques de la cabine – coussins de siège, tapis, murs et compartiments à bagages – sont combustibles. Et quand ils brûlent, ils dégagent des gaz inflammables qui, en deux minutes, peuvent éclater en une boule de feu (point éclair ou flash over).
La Direction générale de l’aviation civile américaine (F.A.A), veut donner aux passagers plus de temps pour s’échapper. En 1994, elle a amorcé un programme de recherche coopératif pour développer des matrices résistantes pour des matériaux composites et l’intérieur des cabines à bon marché et respectueux de l’environnement. Le composite géopolymère a été choisi par la F.A.A. comme le meilleur candidat à ce programme.
Plusieurs facteurs positifs favorisant le composite géopolymère incluent son faible coût et sa capacité à employer la technologie et la machinerie existante. Cependant, la F.A.A. demande aussi que les matériaux soient employés dans d’autres industries pour fournir des capacités industrielles standardisées et à long terme.

Aviation

Les applications pour la cabine d’avion visées pour le composites-géopolymère concernent la soute et la partie cargo des avions de ligne, le plafond, le plancher, les divisions et les murs latéraux, les coffres de rangement, l’isolation de fil, pour un poids total de 2500-3000 kg.
La demande augmente pour des conteneurs ininflammables. Par exemple des pilotes de cargo insistent pour que les conteneurs de cargaison soient à l’épreuve du feu. Le 5 septembre 1996, un DC-10 brûlait en vol car une cargaison s’est enflammée dans un conteneur. L’avion a fait un atterrissage forcé et personne n’a été blessé mais l’avion a été totalement détruit par les flammes. Ce qu’ils voudraient, c’est ignifuger les conteneurs existants pour finalement les remplacer par de nouveaux conteneurs améliorés quand les vieux seront usés.

Bateaux/sous-marins civils et militaires

Un important problème technique limite l’utilisation des composites à bord des navires et des sous-marins. La nature combustible et donc le feu, la fumée et la toxicité des matériaux composites à matrices organiques en sont la cause. La principale conclusion de la vaste expérimentation conduite par la marine américaine est que des systèmes en matériaux composites non protégés ne peuvent pas satisfaire les exigences rigoureuses contre le feu spécifiées pour les espaces intérieurs. Les navires militaires doivent exécuter leur mission même s’ils sont endommagés et doivent échapper au feu pendant une période suffisante pour effectuer des missions de secours. Les effets du feu à bord des navires ont été démontrés suite à la collision entre des bateaux et des ferrys en temps de paix et par les expériences de la Marine Britannique dans les Îles Malouines et la Marine américaine dans le Golfe Persique.
Le test des composites géopolymère et des panneaux GEOPOLY-THERM est prévue par l’US Navy, ainsi que le test de panneaux sur des ferrys et des navires de croisières.

Applications automobiles

Pendant les Grands Prix 1994 et 1995, l’équipe de Formule 1 Benetton a conçu un bouclier thermique unique fait du composite géopolymère. Toutes les parties concernées étaient autour de l’échappement, avec des parties spéciales remplaçant le titanium. Elles ont brillamment résisté à la sévère vibration et la chaleur (plus de 700 degrés C) d’une Formule 1. Elle a aidé l’équipe à devenir Champion du Monde des constructeurs et des pilotes pendant ces deux années. Encore aujourd’hui, la plupart des équipes de Formule 1 utilisent des matériaux en composite géopolymère.



Des américains (l’équipe de Dan Gurney) ont présenté une conception plus sophistiquée sur une voiture de type C.A.R.T (l’ancienne formule Indy-car) reconnaissable à sa conception unique et son échappement passant le composite carbone-géopolymère à travers le corps modelé de l’Aigle 1999. Comme l’a souligné le Prof. Davidovits à la Geopolymer 2002 Conference, Melbourne (voir paper #15 in the Library), l’expérience acquise dans les voitures de course pour les parties d’échappement pourrait être transférée à la fabrication en série de pièces automobiles comme les pots d’échappement résistant à la corrosion et à la chaleur, et ainsi de suite, aussi bien que des boucliers thermiques. La société Porsche a développé un système de pot d’échappement en composite géopolymère. Source: brevet PCT Porsche, 2004.

Infrastructure et applications pour le bâtiment

La F.A.A. est consciente que l’adoption du nouveau composite géopolymère pour l’avion et les fabricants de cabines exige d’être financièrement avantageux, facile à installer et à employer. On s’attend donc à ce que ces nouveaux matériaux aéronautiques soient largement applicables aussi bien dans les transports que dans l’infrastructure où un haut degré de résistance intrinsèque au feu est nécessaire ainsi qu’un coût modéré et une fabrication en série. À cette fin, la F.A.A. avait financé le programme d’évaluation effectué à Rutgers, l’Université d’État du New Jersey, USA (voir le programme GEO-STRUCTURE) basé sur la technologie géopolymère.



Une méthode de réparation relativement nouvelle et très attirante pour le béton, les structures de briques et en pierre consiste à extérieurement coller des feuilles flexibles de fibres composites. Une autre application pour des composites en fibres continus dans l’infrastructure, déjà bien utilisée au Japon et aux États-Unis, est l’enveloppement de colonnes de béton pour renforcer les nouvelles constructions, les ponts et les bâtiments endommagés pendant un tremblement de terre et les secteurs enclins aux ouragans. Pour cette application, en particulier pour les intérieurs exposés construits avec des colonnes, l’incendie est un souci sérieux. La sécurité au feu est une demande souvent exprimée par ceux qui restent sceptiques à l’utilisation de matériaux composites dans l’infrastructure et bâtiment industriel.

En Europe, les marchés ciblés sont la restauration de bâtiments du patrimoine culturel de valeur où la sécurité au feu est la principale inquiétude.

]]> https://www.geopolymer.org/fr/applications/brique-ltgs-materiau-de-construction-a-bas-cout/ Thu, 06 Apr 2006 12:54:03 +0000 http://www.geopolymer.org/fr/?p=32 La brique géopolymère L.T.G.S.



Une solution pas chère et facile à produire

La brique géopolymère LTGS est une technologie idéale de construction pour les pays émergents, car elle offre de très nombreuses caractéristiques conformes aux attentes des populations.

Cette brique utilise un matériau qui se trouve en grande quantité et très bon marché: la terre d’argile latéritique. Cette terre spéciale et abondante, mélangée à un simple liant géopolymère est compressée pour donner la forme d’une brique puis cuite dans un four. Cuite à 85°C, la brique LTGS est stable à l’eau et à une résistance suffisante pour en faire un mur. Cuite à 250°C, elle résiste au gel. À 450°C, sa résistance augmente encore, permettant de fabriquer des éléments de structure comme les poutres pour les portes et fenêtres. Par rapport à une brique traditionnelle cuite à près de 1000°C, la brique LTGS consomme en moyenne huit fois moins d’énergie pour une résistance équivalente. Contrairement à une briqueterie traditionnelle, elle nécessite moins d’équipements et est moins chère à produire. Une briqueterie traditionnelle doit avoir une certaine taille avant d’être rentable, alors que la brique LTGS peut être produite par des petites briqueteries de village ou de petite ville avec moins d’équipements et de charges financiaires.



Une maison naturellement fraîche

Mais au-delà de sa résistance équivalente à la brique traditionnelle, à son plus faible coût de fabrication et à sa faible consommation d’énergie, une maison construite en brique LTGS sera naturellement climatisée et plus fraîche. Cette qualité de “confort intérieur” ou de “fraicheur passive”, qui est celle du pisé, de la terre, est due au rôle de “climatisateur” lié à la caractéristique physico-chimique essentielle des géopolymères obtenus pour le LTGS. Ces géopolymères, qui constituent la matrice de la brique, ont des propriétés dites zéolitiques, c’est-à-dire la propriété de “respirer”, d’être en équilibre hygrométrique constant avec l’habitation afin d’être un excellent matériau d’isolation contre le chaud. On sait que, dans les régions chaudes et sèches, le matériau traditionnel en terre sèche, procure un confort bien supérieur au matériau isolant moderne, utilisé dans les pays industrialisés du Nord. Les briques LTGS absorbent la vapeur d’eau. La nuit, elles emmagasinent l’humidité de condensation de l’air extérieur. Le jour, elles relâchent cette humidité, soit à l’intérieur s’il faut compenser le degré hygrométrique, soit vers l’extérieur. Il y a évaporation, donc abaissement de la température du matériau, donc refroidissement de l’habitation et isolation contre le chaud!

Cette technologie est gratuite*



CORDI-Géopolymère a décidé de révéler cette technologie et d’expliquer GRATUITEMENT* comment la fabriquer. La brique LTGS est brevetée en France sous le numéro 80 20386, et déposée le 23 septembre 1980. Elle est maintenant dans le domaine public, toute personne dans le monde peut l’exploiter commercialement sans l’accord de CORDI-Géopolymère. Cependant, ce système n’est pas compréhensible par tout le monde ou le bricoleur qui veut construire un mur dans son jardin, et malheureusement les grands magasins ne vendent pas les matériaux nécessaires! La personne qui souhaite fabriquer des briques en LTGS a besoin de connaissances en chimie et en science des matériaux car cela requiert certains équipements et le développement – l’invention de la bonne formule pour chaque terre latéritique.
*C’est-à-dire sans royalty ou redevance ni licence d’exploitation.

Comment en savoir plus ?

Téléchargez l’article technique #14 Réticulation Géopolymérique (LTGS) et matériaux de construction (70 Ko) des actes du congrès Geopolymer’88.

Dans le livre récemment mis à jour Geopolymer Chemistry & Applications, la fabrication de céramique à faible consommation en énergie et de la brique à méthode traditionnelle LTGS sont pleinement développées au chapitre 23. Aussi, d’autres articles scientifiques peuvent être téléchargés à la Bibliothèque .

Voir une vidéo de présentation sur cette technologie

Prof. Joseph Davidovits présenta au Symposium Ceramics and Brotherhood, Vérone, Italie, 4 Juillet 2008, la fabrication de briques LTGS, une opportunité pour les petites productions favorables à l’environnement dans les matériaux de construction, pour l’Afrique, Asie, Amérique, Moyen Orient et Océanie. Les briques sont durcies à basse température, faible énergie et bas coût, mais de première qualité et résistance.

Cliquez ici pour télécharger la vidéo complète en haute qualité (en anglais)
22min 06s – 50 Mo – 640×480 30ips – format MPEG4 H.264 AVC
Regardez-le avec Quicktime, VLC, Mplayer, ou tout lecteur MPEG4 H.264 AVC.

De quoi ai-je besoin pour exploiter cette technologie?

Vous trouverez dans l’article ci-dessus toutes les informations nécessaires pour développer la technologie de la brique LTGS par vous-même. Vous devrez vous entourer d’une équipe d’experts: un géologue pour trouver l’argile latéritique adéquate, un scientifique des matériaux pour chercher un bon fournisseur de matériaux et mettre au point la formule chimique, et un spécialiste de la fabrication de brique d’argile cuite. Ils trouveront toutes les informations requises dans l’article ci-dessus.

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