10 technologies de construction étonnantes qui pourraient changer le monde

Les effets de l'homme sur la Terre deviennent chaque jour plus profonds. Notre consommation d'énergie est plus élevée que jamais et elle ne fait qu'empirer. La population augmente également, ce qui pèse de manière dramatique sur des ressources de base telles que l’espace, l’eau et la nourriture. Enfin, l'environnement évolue rapidement, ce qui a entraîné des conditions météorologiques extrêmes qui ont eu un impact considérable sur les villes du monde entier.

Pour remédier à certains de ces problèmes, des modifications novatrices sont apportées aux anciennes technologies de la construction afin de rendre l’avenir beau, propre et (plus important encore) habitable.

10 villes de bambou

La plupart des Occidentaux pensent que le bambou est un matériau décoratif. Mais il s’agit en réalité d’une ressource de construction incroyable. Le bambou pousse rapidement, il est plus résistant que l’acier et plus résistant que le ciment. C'est pourquoi Penda, un studio d'architecture basé à Beijing, en Chine, souhaite utiliser le bambou comme ressource principale pour la construction d'une ville entière.

La ville serait durable, écologique et peu coûteuse. Les bâtiments seraient construits en assemblant des tiges de bambou pour former un joint en X, puis en les attachant avec une corde. En utilisant cette technique, Penda pense pouvoir construire une ville pouvant accueillir 200 000 habitants d’ici 2023.

Une fois qu'une structure est terminée, les ajouts peuvent être facilement installés horizontalement et verticalement. En outre, une pièce ou même une structure entière peut être désassemblée sans trop d'effort et, comme il ne s'agit que de tiges de bambou et de corde, elle peut être réutilisée.

9 nanothreads de diamant

Autant que nous sachions, les diamants sont les minéraux les plus durs qui existent naturellement sur Terre. Sous sa forme appropriée, cette force fait des diamants un excellent matériau de construction.

À la Penn State University, des chercheurs ont créé des nanofils de diamant novateurs 20 000 fois plus minces qu’un cheveu humain. Même dans ce cas, les nanofils de diamant sont considérés comme le matériau le plus résistant sur Terre (et éventuellement dans l’univers). En plus d'être fins et forts, ils sont incroyablement légers.

Les chercheurs ont pu créer ces chaînes de diamants ultra-minces en appliquant des cycles de pression alternés à des molécules de benzène isolées à l'état liquide. Cela a créé des anneaux d'atomes de carbone qui se sont unis dans une chaîne ordonnée.

Ces nanofils ne peuvent pas être utilisés dans la construction de tous les jours, mais ils pourraient l'être dans le cadre de projets ambitieux, tels que le câble pour un ascenseur spatial, ce qui pourrait conduire à un tourisme spatial moins cher.

8 isolation d'aérogel

L'aérogel n'est pas un nouveau matériau. En fait, il a fait l'objet de recherches dans les années 1920 et a publié ses conclusions en 1932. Il est créé en retirant le liquide du gel et en le remplaçant par du gaz. Ce faisant, la substance devient ultra-légère car elle contient 90% d'air. Lorsqu'il est transformé en couverture, il est idéal pour l'isolation. L'aérogel a été utilisé pour isoler la tuyauterie dans les zones industrielles, et il a même été utilisé sur le rover Mars.

Aspen Aerogels est une entreprise qui souhaite utiliser la technologie de l'aérogel pour l'isolation de la maison. Ils ont créé un produit appelé couverture Spaceloft qui est facile à utiliser car très léger et fin. Malgré leur légèreté, les couvertures ont une isolation de 2 à 4 fois supérieure à celle d'un pouce comparé à l'isolation traditionnelle en fibre de verre ou en mousse.

Les couvertures Spaceloft permettent également à la vapeur d'eau de les traverser et, ce qui est peut-être le plus impressionnant, elles résistent au feu. Bien que les maisons enveloppées dans des couvertures d’aérogel ne soient pas ignifugées, elles Fahrenheit 451, ce type d’isolation réduirait certainement le nombre d’incendies résidentiels.

Le problème est que l'aérogel est beaucoup plus cher que l'isolant traditionnel, même s'il permettra d'économiser de l'argent sur les factures d'énergie à long terme. En outre, toutes les maisons ne peuvent pas être facilement adaptées avec le matériau. Les couvertures fonctionnent mieux dans les vieilles maisons ou dans les nouvelles maisons spécialement conçues pour être isolées avec un aérogel.

Imprimante 7 Route

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Il faut beaucoup de temps pour paver une route. En moyenne, un ouvrier peut paver 100 mètres carrés (1 100 pieds) par jour de la manière traditionnelle. Les imprimantes routières telles que la machine à paver Tiger Stone, qui peuvent «imprimer» 300 mètres carrés de route pavée en une journée, cherchent à raccourcir ce processus.

Le RoadPrinter de RPS en est un autre exemple: il peut faire 500 mètres carrés (5 300 pieds) par jour. Un à trois opérateurs introduisent des briques dans la machine. Ensuite, le poussoir trie les briques en un motif semblable à un tapis. À ce stade, la gravité prend le dessus et la machine établit la route de brique. Ensuite, un rouleau compresseur presse les briques en place.

Les imprimantes sont alimentées électriquement et ne comportent pas beaucoup de pièces mobiles, ce qui les rend faciles à utiliser et à entretenir. En outre, ils ne font pas beaucoup de bruit, surtout par rapport aux méthodes traditionnelles de pavage des routes.

Bien sûr, la différence majeure entre la plupart des routes et celles imprimées à la machine est que les machines posent de la brique au lieu d’asphalte. Cependant, les routes en briques sont également meilleures que l'asphalte car elles filtrent l'eau, se dilatent lorsqu'elles sont gelées et durent plus longtemps.

6 ascenseurs multidirectionnels sans câble

Un gros problème avec des infrastructures énormes est de savoir comment s'y déplacer efficacement. Les humains ne peuvent marcher que si vite et si loin. De plus, chaque cage d'ascenseur ne comporte qu'une seule cabine d'ascenseur. Si vous avez déjà eu à utiliser un ascenseur dans un grand immeuble, sachez que prendre une voiture peut souvent prendre beaucoup de temps.

La société allemande d'ascenseurs ThyssenKrupp cherche à remédier à ces problèmes. Au lieu d'utiliser des câbles, l'ascenseur proposé utiliserait la technologie de lévitation magnétique. Cela permettrait à leurs voitures de voyager à la fois verticalement et horizontalement. Cela permettrait également plus d'un wagon par puits, ce qui réduirait les temps d'attente. Donc, il y aurait moins besoin de plusieurs portes d'ascenseur.

Enfin, les ascenseurs magnétiques consommeraient beaucoup moins d'énergie, ce qui les rendrait meilleurs pour l'environnement. En 2016, ThyssenKrupp prévoit de tester le nouveau système d'ascenseurs dans un bâtiment situé sur leur campus de recherche.

5 peinture solaire

L’un des plus gros griefs à l’égard des panneaux solaires est qu’ils constituent de grandes horreurs oculaires qui ne sont pas assez puissantes. Pour changer cela, quelques chercheurs produisent des cellules solaires si petites et flexibles qu'elles peuvent être peintes sur des surfaces. En fait, une équipe de chercheurs de l'Université de l'Alberta a créé une cellule solaire à pulvériser avec des nanoparticules de zinc et de phosphore.

Si chaque propriétaire peignait son toit avec ce type de peinture solaire, il pourrait générer suffisamment d'énergie pour la maison et réduire notre dépendance aux combustibles fossiles. Aucune mise à niveau ne serait nécessaire, ce qui minimiserait les travaux de construction. En outre, la peinture solaire est beaucoup moins chère à produire que les panneaux solaires traditionnels. Les cellules solaires utilisées dans la peinture ne sont pas encore efficaces, mais les chercheurs s’efforcent de résoudre ce problème.

4 villes verticales

Selon les prévisions des Nations Unies, il y aura plus de 9,6 milliards de personnes sur la Terre d'ici 2050. Cela représente 2,3 milliards de personnes de plus qu'aujourd'hui. En outre, on estime que 75% de la population mondiale vivra dans des villes, ce qui aggrave nos problèmes en raison du manque d'espace dans nos villes.

Un moyen de résoudre ce problème consiste à construire des villes verticales. Il est déjà proposé de construire quelques villes verticales au Sahara, dans les Émirats arabes unis et en Chine.

Ces villes verticales seraient des bâtiments géants qui fourniraient des résidences, des lieux de travail et des magasins. Par exemple, la société italienne Luca Curci Architects va construire un bâtiment dans les Émirats arabes unis qui compte 189 niveaux. Il abritera 25 000 personnes, ainsi que des magasins et des entreprises. Puisque les gens n'auraient pas besoin de quitter le bâtiment, cela résoudrait le problème d'espace et réduirait l'empreinte carbone des résidents.

Les mégastructures seraient autonomes et vertes. Étant donné leur taille, des panneaux solaires pourraient être installés dans tous les bâtiments. Ils utiliseraient également l'énergie géothermique et disposeraient d'une collecte d'eau de pluie.

3 béton intelligent

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Quand une zone commence à être inondée, il n'y a pas assez de places pour que l'eau puisse s'écouler. Cela s'aggrave dans les zones urbaines car il y a moins de sol pour absorber l'eau. Pour réduire les inondations, la société britannique Tarmac a créé un produit d’asphalte appelé Topmix Permeable.

La plupart du béton laisse pénétrer une certaine quantité d’eau dans le sol, mais seulement environ 300 millimètres (1 pied) d’eau passent à l’heure. Topmix peut laisser passer 36 000 millimètres d’eau par heure, soit environ 3 300 litres par minute.

Au lieu d'utiliser du sable comme la plupart des bétons, Topmix fabrique ses produits avec des morceaux de granit concassé qui sont emballés ensemble. L'eau s'écoule à travers ces morceaux de granit, où elle peut être absorbée dans le sol, acheminée vers un réseau d'égout ou collectée dans une réserve d'eau. En plus de réduire les risques d'inondation, Topmix maintient les rues plus sèches, ce qui les rend plus sûres. En outre, l'eau peut être acheminée vers un réservoir pour être réutilisée de nombreuses façons.

Le problème avec le béton perméable est qu’il ne peut être utilisé que dans des zones où il ne fait pas trop froid. Le temps froid ferait gonfler le béton, ce qui le détruirait. Il est également beaucoup plus coûteux à installer que le béton traditionnel, mais les villes peuvent économiser de l'argent à long terme si le produit réduit les inondations.

2 briques intelligentes

Il suffit de regarder les briques intelligentes développées par Kite Bricks pour constater qu’elles ont été inspirées par Lego. Ces blocs de construction ont des boutons sur le dessus, et ils se connectent exactement comme le font les pièces Lego. Les briques intelligentes sont maintenues en place à l'aide de barres d'armature, avec des pièces de différentes formes superposées dans la conception.

Au lieu d'utiliser du ciment, les briques sont maintenues ensemble avec un puissant adhésif double face. Des panneaux interchangeables avec des motifs peuvent être fixés aux briques à l'intérieur du bâtiment. Ces panneaux élimineraient le besoin de cloisons sèches et de peinture. Il y a aussi des pièces pour construire des sols et des plafonds. Les centres des blocs sont vides, laissant de la place pour l'isolation, les tuyaux de plomberie et les fils électriques.

Les briques permettraient un meilleur contrôle de l'énergie thermique, une plus grande polyvalence dans la construction et une réduction des coûts de construction d'environ 50%.

1 construction d'essaims de robots

Pour développer des méthodes innovantes dans le monde de la construction, les chercheurs de Harvard se sont tournés vers la nature pour s’inspirer, en particulier contre les termites. Les termites peuvent construire de grandes structures malgré l'absence de supervision centrale. Pour ce faire, les termites apportent une saleté sur le premier chantier de construction. Si cet endroit est pris, ils se déplaceront simplement au prochain endroit.

Le projet TERMES utilise la même idée de construction d'essaims, mais utilise de petits robots. Ces drones simples et peu coûteux construisent des structures en suivant une conception initiale et en plaçant un bloc dans l'espace disponible suivant jusqu'à ce que la structure soit terminée. Cela signifie que l'essaim nécessite peu d'intervention de la part des humains après la conception initiale.

Les essaims seraient idéaux pour construire des structures dans des endroits dangereux, tels que ceux dans l'espace ou sous l'eau. Ils pourraient également faire un travail subalterne qui serait une perte de temps humain. Comme ils sont autonomes, ils peuvent construire des structures plus efficacement que les humains.