Le développement de nouveaux matériaux qui ont augmenté les performances et la fonctionnalité est devenu un moteur majeur de l'innovation au cours des dernières années. Selon la branche Technologies industrielles du département Recherche et innovation de la Commission européenne, on estime que 70% de toutes les innovations de produits nouveaux reposent sur des matériaux présentant des propriétés nouvelles ou améliorées. Ces matériaux émergents et leurs technologies associées modifient la façon dont les architectes et les concepteurs travaillent et la façon dont nous, en tant que consommateurs, interagissons avec les bâtiments et les produits qui nous entourent.
Dr Sascha Peters est un consultant en innovation et spécialiste des matériaux en Allemagne. Peters est PDG de Haute Innovation, une société qui se concentre sur les processus d'innovation à court terme et fournit des innovations techniques matérielles pour une conversion plus rapide en produits commercialisables. Il est aussi l'auteur du livre La révolution matérielle: des matériaux polyvalents durables pour le design et l'architecture.
Freshome rattrapé Dr. Peters pour lui demander exactement quels matériaux vont révolutionner le marché en 2012. Il a gentiment accepté de partager avec nous 10 des matériaux qui figurent dans son livre. Peters pense que ces matériaux auront un impact sur l'architecture et le design. Ci-dessous, il explique les matériaux et leurs utilisations potentielles.
BÉTON ULTRA HAUTE RÉSISTANCE
Alors que le béton a jusqu'à présent été utilisé pour des objets solides, dont le langage formel est fortement limité par une épaisseur de paroi minimale, des résultats complètement différents peuvent être obtenus avec du béton ultra haute résistance (par exemple, lampe Tim Mackeroth FALT). Grâce à des procédures de modélisation mathématique spéciales, la densité de particules optimale peut être définie pour une application particulière. En adaptant la teneur en ciment, la densité du film d'eau peut être réduite de manière significative jusqu'à 40%. La résistance à la compression est considérablement augmentée. L'utilisation d'additifs coûteux est inutile et le coût des matériaux est réduit jusqu'à 35%. Le béton à très haute résistance a un énorme potentiel de réduction de CO2. De plus, la densité de tassement plus élevée augmente la résistance aux influences extérieures.
BOULES DE MER
Ce que l'on appelle communément les billes Neptune, constituées de fibres d'algues matées, peuvent également être utilisées sans additifs en tant que matériau isolant doté de propriétés naturelles de prévention des incendies (B1). Le matériel brun organique peut être trouvé échoué sur les plages. Comme il ne contient pratiquement pas de sels ni de protéines, il ne pourrit pas et les fibres ne nuisent pas à l'organisme humain. Avec une conductivité thermique de seulement 0,037 W / (mK), les balles marines conviennent parfaitement à l'isolation des bâtiments (par exemple, dans les toitures et les structures en bois). Elles sont vendues sous la marque NeptuTherm.
STRUCTURES DE SPHÈRE CREUSES
Ces sphères creuses à haute résistance offrent une option pour le remplissage flexible de formes géométriques non rigides. Ils sont produits sur la base de sphères EPS. Dans un procédé de revêtement en suspension dans l'air, ceux-ci sont revêtus d'une suspension de poudre de métal ou de céramique, de liants et d'eau, puis chauffés. Le matériau polymère s'évapore et il reste des sphères creuses en matériau métallique ou en céramique. Grâce à ce principe de production, tout matériau pouvant être fritté est adapté à la transformation. Les propriétés des matériaux peuvent être influencées en ce qui concerne l'épaisseur et la porosité de la surface extérieure ainsi que la forme de la base. En raison de la grande porosité et des nombreuses surfaces qui interagissent, la conductivité thermique des sphères creuses est considérablement inférieure à celle des matériaux solides. Pour obtenir des propriétés particulières, d'autres matériaux peuvent être injectés dans la sphère creuse existante. Compte tenu de la géométrie de la sphère, les structures sphériques creuses présentent des caractéristiques de résistance à la pression et rigides. Les sphères creuses sont 4070% plus légères que celles à l'état solide.
THERMOPLASTIQUES AUTO-RENFORCÉS
Considérant que, dans les plastiques renforcés de fibres et de particules, l’amélioration des caractéristiques et de la résistance mécanique est obtenue grâce à l’enrobage de fibres ou de particules autres que celles utilisées pour la matrice; structure moléculaire dans les zones semi-cristallines de la structure plastique. Les caractéristiques des thermoplastiques auto-renforçants sont comparables à celles des plastiques renforcés de fibres de verre. Les niveaux de résistance et de rigidité sont plusieurs fois supérieurs à ceux des thermoplastiques conventionnels. Les thermoplastiques auto-renforcés ont également une plus grande résistance aux chocs, sont plus stables lorsqu'ils sont exposés à des températures élevées et résistent mieux à l'usure. L'expansion causée par la chaleur est deux fois moins importante. Un avantage est la possibilité de recyclage pur. De plus, les thermoplastiques auto-renforçants pèsent moins que les plastiques renforcés de fibres de verre.
POLYMERES ELECTROACTIFS
Les polymères ou les matériaux composites fabriqués à partir de matières plastiques, qui changent de volume (c'est-à-dire se contractent ou s'étendent) lorsqu'ils sont soumis à une charge électrique, sont appelés plastiques électroactifs. Dans les laboratoires de développement, des travaux sont en cours, par exemple, sur la vision d'un muscle artificiel. À l'aide de matériaux de morphing, les chercheurs visent à modifier la forme et les propriétés d'un avion. Dans le processus, ils poursuivent diverses approches dont la structure et le mode de fonctionnement diffèrent sensiblement les uns des autres.
COMPOSITES DE NOIX DE COCO
Afin d'éviter d'utiliser des bois tropicaux de valeur et d'abattre des forêts tropicales, des techniques ont été mises au point ces dernières années pour que le bois des plantations de cocotiers soit adapté à l'industrie du meuble et au revêtement de sol. Le bois de coco n'a pas de cernes annuels. Il se caractérise par sa structure tachetée dont le fabricant néerlandais Kokoshout a tiré le nom de Cocodots. Comme le bois est beaucoup plus dur à la périphérie du tronc (extérieur 5 cm) qu'à l'intérieur, c'est principalement ce bois qui est utilisé pour la production de matériaux. Le bois de coco ne rétrécit et ne gonfle que très peu et est plus dur que le chêne. Les composites à base de noix de coco sont constitués d'un cœur en MDF de 1218 mm d'épaisseur sur lequel est appliqué du bois de coco.
MATERIAUX A BASE DE CHAMPIGNONS
Alors que les matériaux écologiques se concentrent déjà sur l'utilisation de fibres naturelles en tant que matériau de renforcement et de matériaux naturels dans les composites, un certain nombre de chercheurs et de fabricants travaillent actuellement sur des processus de production permettant de développer des matériaux biologiques (conception écovative, par exemple). Les espèces fongiques entrent en jeu ici, par exemple celles capables de lier solidement les déchets organiques. Le pétrole brut n'est pas requis. Le procédé de fabrication biologique repose sur la cellulose présente dans les déchets naturels tels que les enveloppes de riz et de blé, ainsi que sur la lignine en tant que matériau de matrice de liaison. Un nouveau procédé utilise les principes de croissance du myzélium en forme de fil des champignons, qui dans la nature colonisent généralement des substrats solides tels que le bois, le sol et les déchets organiques, pour produire naturellement des mousses dures. Les champignons forment un réseau de fils microscopiques, qui lie solidement les divers déchets organiques.
BIOPLASTIQUES A BASE D'ACIDE POLYLACTIQUE
L'acide polylactique ou le polylactide (PLA) est l'un des plastiques les plus importants dans le débat actuel sur la durabilité, car ses propriétés sont comparables à celles du PET. De manière générale, les plastiques bio-bruts ne peuvent pas être utilisés directement, mais par mélange, ils sont mélangés à des agrégats et à des additifs pour répondre à leurs besoins spécifiques. Bien que le matériau ait été découvert dès les années 1930, il n'a été produit que récemment par NatureWorks.
BLINGCRETE
Les surfaces rétroréfléchissantes sont principalement utilisées dans les domaines où la sécurité est un problème et dans la mode. Les applications typiques incluent les patchs réfléchissants pour les cyclistes et le personnel de sécurité. Le tissu rétro-réfléchissant est également très populaire dans la conception de chaussures. Dans l'art, le matériel n'a été découvert que récemment. Le béton réfléchissant, actuellement en cours de développement sous le nom de BlingCrete, est destiné à être utilisé pour marquer les bords et les zones dangereuses (par exemple, les étapes, les plates-formes) et concevoir des systèmes de guidage de bâtiments intégrés et de grands éléments structurels. Compte tenu de sa sensation particulière, il peut également être utilisé dans les systèmes de guidage tactile pour les aveugles.
LUMINOSO
En 2008, un matériau composite en bois transmettant la lumière, de structure similaire, a été lancé sous la marque Luminoso. Les nattes en fibre de verre sont placées entre des panneaux de bois minces et collées à l'aide de colle froide. La surface est complètement scellée. Le choix du bois, de l'espace entre les couches et de la résistance du tissu lumineux peut influencer le degré de perméabilité à la lumière. Le bois utilisé pour les panneaux et les séparateurs rétro-éclairés dans les espaces intérieurs et les stands de salons doit être absolument parfait, afin de ne pas perturber l'impression générale. Une image placée derrière le panneau composite sera transférée de l'autre côté une fois allumée par l'arrière. Même les films peuvent être projetés sur le matériel.
Freshome tient à remercier le Dr Sascha Peters de nous avoir présenté ces matériaux innovants et de nous avoir donné un aperçu de son livre. Pour ceux qui voudraient en savoir plus sur la façon dont ces nouveaux matériaux innovants révolutionnent le design et l’architecture, le livre du Dr. Peters est disponible ici. Vous pouvez également vous tenir au courant des nouveaux développements en matière d’innovation matérielle en lisant le magazine en ligne du Dr Peters.
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