Du « Bio-ciment » créé pour révolutionner l'industrie du bâtiment - L'inventeur néerlandais du ciment autoréparateur fait partie des finalistes du Prix de l'inventeur européen

• Hendrik Jonkers s'est inspiré de la nature pour créer son «bio-ciment».
• Le ciment répare automatiquement les fissures causées par la tension.
• Une approche remarquable: les bactéries réparatrices survivent jusqu'à 200 ans dans le ciment et s'autoactivent en cas de dommages.
• Benoît Battistelli, président de l'OEB: «Une innovation avant-gardiste offrant de toutes nouvelles perspectives pour la production du ciment»

Munich/Delft, le 21 avril 2015 - Des bâtiments et des structures en ciment qui scellent et réparent totalement « comme par magie » les fissures causées par la tension ? Ce qui paraissait être une douce utopie il y a quelques années encore, se transformera bientôt en réalité grâce à l'invention du microbiologiste Hendrik « Henk » Marius Jonkers (50). Sa vision consistait à développer une approche bionique améliorant la résistance à la traction et les propriétés respectueuses de l'environnement du ciment. Le chercheur néerlandais a conçu le bio-ciment du futur qui renferme des bactéries produisant du calcaire et pouvant survivre dans une structure en ciment pendant 200 ans. Ces bactéries « se réveillent » en cas de dommages et réparent ainsi les fissures. En Europe, où le ciment représente 70 pour cent des infrastructures, l'innovation remarquable de Jonkers promet de réduire les coûts de production du ciment et de sa maintenance ainsi que les émissions de dioxyde de carbone résultant de la contrainte. Jonkers a été nominé parmi les finalistes du renommé Prix de l'inventeur européen de l'année 2015 dans la catégorie Recherche pour sa remarquable invention. La dixième cérémonie de remise des prix sera présentée par l'Office européen des brevets (OEB) le 11 juin à Paris.

« Le bio-ciment renfermant des bactéries de Hendrik Jonkers permet d'étendre la durée de vie des ponts, des routes et des tunnels et offre de nouvelles perspectives pour la production du ciment, » a déclaré Benoît Battistelli, Président de l'OEB, lors de l'annonce des finalistes. « Cette innovation avant-gardiste est une combinaison à succès de la microbiologie et de l'ingénierie civile - deux sciences vraisemblablement incompatibles au premier coup d'œil. »

Jonkers exploite les propriétés régénérantes de la nature

La passion d'Henk Jonkers pour la plongée et le camping a été « l'étincelle » qui a fait naître sa carrière : elle a commencé par des études de biologie marine à l'Université de Groningen aux Pays-Bas. Après l'obtention de son doctorat en Septembre 1999, il a concentré son travail de développement sur l'observation du comportement des bactéries. Il a tout d'abord tenté l'expérience avec des bactéries produisant du calcaire alors qu'il était assistant de recherche au Max Planck Institute for Marine Microbiology à Brême. Pour son invention, Jonkers s'est inspiré des tentacules autoréparateurs des pieuvres ou des plantes créant de nouveaux organismes grâce à des ramifications. Expert en comportement bactériologique, il continua sa carrière en 2006 à la Faculté d'ingénierie civile et de géosciences à l'Université de Technologie de Delft. Le programme de recherche de Jonkers à Delft s'est concentré sur la découverte d'une solution permettant de transférer les propriétés autoréparatrices des organismes naturels sur un matériau de construction fabriqué par l'homme, le ciment.

Des agents autoréparateurs enfermés pour plus de 200 ans

Jonkers a choisi des bactéries (Bacillus pseudofirmus et B. cohnii) capables de produire du calcaire sur une base biologique pour sceller les fissures dans le ciment. L'effet secondaire positif de cette propriété est que les bactéries consomment de l'oxygène ce qui évite par la même occasion la corrosion interne du ciment renforcé. Toutefois ces bactéries ne sont pas dangereuses pour l'homme, étant donné qu'elles ne survivent que dans le milieu alcalin à l'intérieur ciment. En se basant sur ces trois découvertes, Jonkers et son équipe de chercheurs ont développé trois différents types de mélange de ciment avec des bactéries : le ciment autoréparateur, le mortier réparateur et un système de réparation liquide. Pour le ciment autoréparateur, le contenu bactériologique est intégré lors de la construction, alors que le mortier réparateur et le système liquide sont utilisés uniquement lorsque des dommages réels sont occasionnés sur des éléments en ciment. Le ciment autoréparateur est la variante la plus complexe. Les spores bactériennes sont enfermées dans des boulettes d'argile de deux à quatre millimètres et ajoutées au mélange de ciment avec de l'azote séparé, du phosphore et un agent nutritif. Cette approche innovante permet de s'assurer que les bactéries restent en sommeil dans le ciment pour une période de 200 ans. Le contact avec les nutriments ne se produit que lorsque de l'eau pénètre dans une fissure et non lors du mélange du ciment. Cette variante est adaptée aux structures exposées à l'érosion ainsi qu'aux points difficiles d'accès pour les réparateurs. Il n'est donc plus nécessaire de posséder des manuels de réparation complexes et coûteux.

Une méthode de prévention durable révolutionnant la production du ciment

Ces dernières années, le ciment bactérien a été sujet à des essais d'endurance dans diverses conditions externes sur un bâtiment dédié aux essais à Breda, aux Pays-Bas. Des plans ont été mis en place afin de lancer la commercialisation du ciment autoréparateur cette année. L'invention de Jonkers peut potentiellement réduire de façon significative les dépenses de maintenance pour les ponts, tunnels et murs de soutènement, qui représentent un montant de 4 à 6 milliards d'euros chaque année en Europe uniquement. Jonkers travaille désormais sur une technique alternative pour enfermer des bactéries. En comparaison avec la méthodologie de revêtement des particules présente, cette technique permettrait une réduction des coûts de production du ciment bactériologique de 50 pour cent supplémentaires. Alors que les coûts de production du ciment traditionnel s'élèvent à 80 euros par mètre cube, un mètre cube de ciment autoréparateur coûterait entre 85 et 100 euros avec le nouvel agent réparateur enfermé. Avec des coûts de réparation et de rechange significativement plus faibles sur la durée de vie d'un bâtiment, cet investissement légèrement plus élevé sera rapidement payant pour toutes les structures en ciment.

Ressources supplémentaires

• En savoir plus sur l'inventeur
• Consulter le brevet : EP2247551

Le bio-ciment futur, une technologie de construction durable

La solution réside dans les super bactéries. La solution innovante de Jonkers fait partie des innovations écologiques actuellement en cours de développement pour le secteur de la construction. Le bio-ciment du futur peut potentiellement réduire les émissions de dioxyde de carbone en Europe lors de projets de construction et de modernisation, de façon durable et abordable.

• Les dix ans du Prix de l'inventeur européen : rétrospective des inventeurs et des idées qui ont changé notre quotidien
• À propos de l'Office européen des brevets (OEB)
• Étude sur l'impact économique des brevets et autres droits de PI

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