Sciences & matériaux

Au cours des 20 dernières années, Lafarge a développé une approche scientifique des matériaux de construction, qui vise à comprendre leur comportement à différentes échelles et à optimiser leurs performances. Cela a été rendu possible grâce à de nouvelles techniques et instruments tels que la résonance magnétique nucléaire, la microscopie à force atomique, la microscopie électronique, ou la nanoindentation.

 

Avec les technologies sophistiquées disponibles aujourd'hui, les chercheurs de Lafarge peuvent étudier la structure des matériaux jusqu'à l'échelle nanométrique, c'est‑à-dire l'infiniment petit*. Cela leur donne une meilleure compréhension des mécanismes qui déterminent leur résistance mécanique, leur durabilité, etc. et leur permet de développer des matériaux mieux structurés aux propriétés considérablement améliorées.

*échelle nanométrique : 10^-9

La phase de mise en œuvre du béton est souvent un moment délicat, car le béton peut être trop ferme et visqueux. Cela s'explique par l'attraction des particules de ciment - qui agit comme de la ‘colle' dans le béton - les unes vers les autres au contact de l'eau.

Les chercheurs de Lafarge ont développé des superplastifiants qui permettent de fluidifier le béton sans ajouter d'eau. Ces molécules séparent physiquement les particules de ciment en neutralisant leurs forces d'attraction.

Résultat : le béton reste fluide pendant plus de 2 heures et est plus facile à mettre en œuvre, plus résistant et plus durable.

 

Découvrez le mécanisme des superplastifiants en vidéo, au cœur de la matière.

L'eau non évaporée lors de la prise du béton crée des porosités qui entraînent des fissures et réduisent la résistance du matériau. L'empilement granulaire est un procédé développé par les chercheurs Lafarge, qui permet d'améliorer la compacité et la résistance du béton et de diminuer le volume des porosités. Une partie de l'eau habituellement utilisée dans la composition du béton est remplacée par des grains fins et ultrafins. Ces grains viennent s'intercaler harmonieusement entre les grains plus volumineux.

Résultat : le béton se fluidifie et devient plus compact lors de la prise. Les pores du béton résistent mieux aux agressions extérieures : eau, air ambiant, CO2, etc. L'empilement granulaire accroît ainsi les performances mécaniques et la durabilité du béton.

 

Découvrez ce phénomène en vidéo !

Le cœur de la plaque de plâtre est obtenu par durcissement d'une pâte liquide, constituée principalement de gypse, d'eau et d'éléments complémentaires, comme des adjuvants et de la mousse.

L'étape la plus délicate de la fabrication de la plaque est le mélange de la mousse à la pâte de plâtre. En effet, les bulles de la mousse ont tendance à fusionner entre elles, un phénomène appelé coalescence. Le matériau se structure alors autour des bulles d'air qui ont résisté et les irrégularités de forme et de répartition de ces bulles d'air se reproduisent. Résultat : un cœur de plaque très hétérogène et une diminution des propriétés techniques de la plaque.

Les scientifiques de Lafarge ont étudié le bon équilibre de l'émulsion pendant toute la durée du cycle de fabrication. Ils ont mis au point des procédés sophistiqués qui permettent de maîtriser la taille et l'espacement des bulles ainsi que l'homogénéité de leur répartition. Résultat : d'importantes économies d'eau et d'énergie pendant tout le cycle de la fabrication, et des plaques de plâtre aux propriétés multiples et variées.

 

Découvrez les avancées technologiques de la recherche Lafarge dans le plâtre !