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Archive pour la catégorie ‘Matériaux Low Tech’

BETON

Couramment, le béton est l’agrégation de n’importe quel granulat (petit gravier de 0 à 12mm) avec du ciment. Deux variantes : le remplacement du ciment par un bitume ou du goudron qui permet d’obtenir un béton bitumineux extrêmement résistant (comme pour les chaussées) & le remplacement du gravier par du sable, ce qui produit alors du mortier.

Utilisation du béton : le béton frais associé à une armature d’acier permet d’obtenir le béton armé qui sert au structure des immeubles. Le béton de ciment a une prise lente de + de 7 jours. Comme dans le cas des ciments, les bétons peuvent être améliorés par l’ajout d’additifs et adjuvants : un plastifiant ou une résine polymère permettra par exemple au béton de mieux résister à l’eau.

Le béton se transporte dans des camions malaxeurs appelés toupies dont le contenu est transvasé dans des bennes à béton qui sont ensuite levées par une grue jusqu’à la zone à remplir (le coffrage). La benne à béton peut également être reliée à une pompe à béton pour projeter le béton grâce à un compresseur pneumatique (une technique utile pour les réparations d’ouvrages). Les toupies ont deux heures maximum pour arriver sur le site du chantier, au-delà le béton commence à faire prise et sa qualité décroît rapidement. Lors de sa prise, le béton est sensible aux chocs thermiques : certains chantiers sont obligés d’isoler les coffrages dans des tentes chauffées le temps que le béton prenne.

Le béton sert également à divers produits de maçonnerie pré-frabriqué : blocs parpaings, poutrelles en béton armée, béton précontraint, dalles en béton, conduits, escaliers, etc.

VERRE

Une surface en verre possède plusieurs propriétés très rares : elle apporte la vue grâce à la transparence, elle laisse passer la lumière ainsi que la chaleur solaire. On demande également au verre d’être un matériau complet : le verre doit également protéger de la pluie, du froid, de l’excès de chaleur et du bruit. La liste des matériaux capables de faire tout cela à la fois est extrêmement réduite. A travers l’histoire, les hommes ont essayé des alternatives : cristaux, fine feuille de marbre, estomac d’animal séché et tiré, parchemins, mais rien de comparable avec les nombreuses qualités du verre. Seul le papier de riz japonais rivalise dans l’usage domestique pour faire passer la lumière dans les pièces de la maison. Il aura fallu attendre les verres plastiques dont le fameux Plexiglas pour voir des alternatives viables.
Les phéniciens ont probablement été les premiers à produire du verre, en revanche la technique du verre plat s’est répandu très lentement en Europe. Les artisans gardaient leurs secrets et la plupart ne travaillaient que pour l’Église.
Les premiers verres étaient bleu-vert ou marron, à cause des sables ferreux utilisés. Plus tard, on découvrit que l’ajout d’oxyde de magnésium “nettoyait” le verre en neutralisant l’effet. La Belgique a été le premier pays à produire en 1907 la 1ère vitre en verre par une machine. Il faudra attendre 1959 pour réussir à produire des surfaces de verre homogène sans irrégularité.

Le verre laisse passer en moyenne 85 à 90% de la lumière du jour. Il y a de très nombreux types de verres et d’usages, comme l’isolation.

CIMENT

“Ciment” est le nom générique donné à tout le groupe des liants minéraux qui se présentent sous forme de poudre (pulvérulente est le mot scientifique) et deviennent solides une fois imbibé d’eau (mais ont peut néanmoins utilisé les ciments sous l’eau). Un ciment ordinaire “sèche” en moyenne en 7 jours.

De nos jours, le ciment est une poudre minérale très fine, obtenue par broyage de calcaire (75%) et d’argile ou silice (25%). La matière première est extraite dans des carrières voire des mines puis est acheminée par tapis roulants transporteurs ou gros camions (les dumpers) jusqu’au site de transformation. Les matières premières sont alors concassées puis broyées et portées à très haute température (+ de 1400°C) dans des cimenteries. Le résultat de cette cuisson (la clinkerisation) est appelé clinker : il s’agit de petits nodules durs et compacts (3 à 25mm) gris foncé qui seront ensuite retravaillé pour obtenir une poudre prête à l’emploi qui est stockée dans d’immenses silos compartimentés selon la qualité du ciment en vrac.

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CUIVRE

Le cuivre est un des tout premier métaux à avoir été travaillé par l’homme car il existe à l’état natif (notamment à Chypre). On en trouve la trace dans des objets datant de plus de 7000 ans en Mésopotamie. Ajouté à l’étain, il a donné le bronze, que les premières civilisations ont utilisé à outrance.
A noter que le cuivre est un des rares métaux à ne pas s’accumuler dans la chaîne alimentaire.

Utilisation du cuivre :
Très utilisé pour les alliages : il donne notamment le laiton (avec du zinc) et le bronze. C’est un matériau très résistant mais très cher : la faiblesse des réserves naturelles de cuivre en limite l’usage.

Méthode de production du cuivre :
Comme dans de nombreux métaux “simples” le raffinage industriel moderne se fait par électrolyse : le métal est chauffé à sa température de fonte vers 1100°C puis plongée dans une solution électrolyse. Les ions de cuivre sont attirés par la cathode et les déchets impurs restent dans la cuve.

FER

Extrait de l’hématite ou de la magnétite, le fer est un élément ferromagnétique dont les atomes s’alignent sous l’influence d’un champ magnétique extérieur et conservent leur nouvelle orientation après la disparition de ce champ. On suppose que des courants de fer liquide dans la couche externe du noyau terrestre sont à l’origine du champ magnétique terrestre. Exposé a l’air libre ou dans l’eau salée : il rouille et se dégrade jusqu’à disparaître.

Utilisation :
Composant primordial de l’acier. Ferronnerie, balcon, sols, toiture.

Histoire :
Utilisé depuis la préhistoire. Le fer pur se trouve à l’état naturel dans certaines météorites et peut être directement utilisé sans raffinage. La fonte du fer est maîtrisée depuis 5000 ans. Il est utilisé en construction à partir du 18ème siècle, essentiellement en décoration : balustrade, fioriture des balcons, etc).
Au 19ème siècle, le fer est utilisé dans de plus grandes structures, comme renfort puis comme poutre métallique de support et le revêtement des toits (souvent associé à une protection anti-corrosion grâce à une couche de zinc). A la fin du 19ème siècle, l’acier va peu à peu remplacer le fer.