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Portrait: Pietro Lura

Notre homme pour le béton et l'asphalte

14 janv. 2021 | ANDREA SIX

Pietro Lura a de grands projets. Il dirige le nouveau département de recherche "Béton & Asphalte" de l'Empa et s'engage à utiliser des matériaux durables qui sont constamment soumis à de nouvelles conditions. Après tout, le changement climatique et la rareté des ressources appellent à repenser le domaine des matériaux de construction - et les recherches de Pietro Lura visent à en jeter les bases.

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Pour Pietro Lura, responsable du labaratoire Béton et asphalte de l‘Empa, la durabilité de ses projets de recherche est aussi une question qui lui tient à coeur. Image: Sara Keller

Autrefois conçus pour l'éternité, les matériaux de construction tels que le béton et l'asphalte doivent maintenant suivre le rythme de l'époque. Les deux produits sont confrontés à des défis similaires, tels qu'une production respectueuse de l'environnement et économe en ressources et des émissions de CO2 nettement plus faibles. Pietro Lura, qui dirige le nouveau département de recherche "Béton & asphalte" de l'Empa, a fait de ce changement sa mission. Les domaines d'activité de son équipe - chimie du ciment, technologie du béton, asphalte et construction routière - s'inscrivent donc parfaitement dans les objectifs de l'axe de recherche "Environnement bâti durable" de l'Empa. Après tout, la qualité de notre environnement bâti est un facteur essentiel dans une société durable. Il s'agit notamment de bâtiments abordables, de qualité et en même temps abordables comme espace de vie et de travail, de réseaux de transport modernes et d'un approvisionnement fiable en énergie, en eau et en information.

Pas une tâche facile quand on sait que le béton et l'asphalte, avec une demande annuelle de plus de 4,5 milliards de tonnes, représentent la part du lion de tous les matériaux utilisés dans le monde. Certes, cette énorme quantité représente une grande partie des émissions mondiales de CO2. "Mais c'est précisément la raison pour laquelle l'optimisation des propriétés des matériaux signifie aussi directement une énorme réduction de la pollution au CO2 causée par ces matériaux de construction", explique l'ingénieur civil Pietro Lura.

Une question d'équipe
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Due to the climate debate, Lura anticipates significant global changes for the construction industry. Image: Sara Keller

En tout cas, aucune tâche n'est trop grande pour le chercheur, qui travaille à l'Empa depuis douze ans et qui est professeur titulaire à l'"Institut des matériaux de construction" de l'ETH Zurich depuis 2011. Et cela était déjà apparent bien avant qu'il ne décide de faire carrière : le basket, entre autres, est une activité que Pietro Lura, qui n'est pas vraiment au-dessus de la moyenne, aime pratiquer avec passion pendant son temps libre. Et après une formation scolaire humaniste, il a été attiré par l'ingénierie, entre autres, où il s'est distingué dans des universités en Italie, aux Pays-Bas, au Danemark et aux États-Unis.

Et c'est exactement comme cela que Pietro Lura voit sa tâche à l'Empa : dans le petit pays qu'est la Suisse, il travaille dans un vaste domaine de recherche où la concurrence internationale est énorme. "Tout est un travail d'équipe", dit Pietro Lura. Comme dans les sports d'équipe, les synergies au sein de l'équipe sont importantes. Grâce à ses compétences en matière de recherche, son département, qui compte environ 40 membres, possède un atout unique au sein du domaine des EPF et est donc très pertinent pour les décideurs tels que l'Office fédéral des routes (OFROU). La coopération avec les partenaires industriels et les institutions de recherche au niveau international est également déjà bien établie.

"Big Data" pour les matériaux de construction

Sur le plan thématique, il existe des synergies dans la recherche sur le béton et l'asphalte, car ces deux matériaux de construction sont confrontés à des défis similaires. Parmi les thèmes centraux figurent l'utilisation d'ingrédients de substitution et de matières premières secondaires précédemment inutilisées issues de processus industriels ainsi que la mise en œuvre de processus de recyclage efficaces.

Le ciment et le bitume, les liants sur lesquels sont basés le béton et l'asphalte, sont en effet utilisés depuis l'Antiquité. Mais aujourd'hui, la recherche innove complètement pour analyser les propriétés chimiques de ces matériaux très complexes, pour optimiser les matériaux de construction ou même pour les doter de fonctions totalement nouvelles. Les deux domaines des matériaux de construction s'appuient sur les méthodes les plus récentes, par exemple de la numérisation (intelligence artificielle, apprentissage machine, grandes données et simulations informatiques), de la technologie de fabrication ("fabrication additive") et du domaine de la caractérisation des matériaux.

"Notre objectif est de mettre en œuvre les principes de la gestion du recyclage en développant de nouveaux matériaux composites, en permettant le recyclage croisé de l'asphalte et du béton, et en analysant des liants alternatifs", déclare Pietro Lura, ajoutant : "Une tâche passionnante dans un marché mondial en pleine croissance".

Le béton comme identité sociale
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En raison du débat sur le climat, Lura voit des changements mondiaux décisifs dans l‘industrie de la construction. Image: Sara Keller

Pour certains, le béton et l'asphalte peuvent être des matériaux de construction grossiers et informes dont la fascination n'est pas apparente au premier abord. Pour Pietro Lura, en revanche, cette fascination est évidente : "Le béton et l'asphalte sont bien plus que des matériaux peu coûteux et robustes. Ils agissent comme des "liants" dans notre société en rassemblant les gens sur les routes. Ils créent toute l'infrastructure du monde à grande échelle - et à petite échelle, si l'on donne à la vie privée un espace avec une maison ou une chambre d'hôpital. Dans un monde où la mobilité augmente rapidement et où la mondialisation est largement ressentie, les matériaux de construction constituent également la base physique avec laquelle les ingénieurs civils et les architectes créent une identité sociale et une localisation culturelle des personnes.

Un esprit inventif pour de nouveaux matériaux

En tant que père de trois fils, la durabilité de ses recherches est également une question qui lui tient à cœur, et qui répond en même temps aux exigences du Programme des Nations unies pour l'environnement (PNUE) : de nouveaux matériaux à base de ciment, plus respectueux du climat et moins chers, doivent être développés et utilisés immédiatement. L'industrie du ciment représente actuellement environ sept pour cent des émissions mondiales de CO2. Toutefois, il est probable qu'elle augmente à l'avenir, car la demande en Asie ainsi que en Afrique est en hausse, tandis que la production en Europe est stable. Lorsque les chercheurs de l'Empa travaillent au développement de nouveaux matériaux à base de ciment et de bitume, leur objectif est une émission de gaz climatiques moins importante - voire de bannir le CO2 de l'atmosphère. En effet, à l'heure actuelle, environ 700 kilogrammes de CO2 sont libérés lors de la production de chaque tonne de ciment.

Pour Lura, la conduite de l'innovation est un concept familier, car il a l'expérience des inventions du point de vue d'un examinateur de brevets depuis son passage à l'Office européen des brevets à Munich. "Il s'agit d'une stratégie à long terme qui aura un impact positif important sur la durabilité de l'industrie de la construction", dit-il. Par exemple, son équipe fait des recherches sur la réduction des températures de combustion et la modification des recettes de matières premières pour les matériaux de construction. Des ingrédients alternatifs tels que les scories de haut fourneau ou les déchets de l'industrie électronique sont examinés pour leur disponibilité et leurs propriétés matérielles. Et pour le béton et l'asphalte, le processus de recyclage des bâtiments et des revêtements routiers démolis peut encore être considérablement optimisé. Pour éviter que ces approches ne finissent par devenir des produits de niche, les nouveaux matériaux de construction écologiques doivent en fin de compte répondre aux mêmes exigences que les produits classiques, par exemple en termes de durabilité et de résistance.

Et dans un autre domaine encore, Pietro Lura voit son activité comme un "liant" : relier la recherche au public. Par exemple, il a été rédacteur en chef de la célèbre revue spécialisée "Materials and Structures" pendant de nombreuses années. Mais Pietro Lura va plus loin, car il a toujours défendu le principe de "libre accès", c'est-à-dire le libre accès aux résultats de la recherche financée par les pouvoirs publics. Les chercheurs doivent être connectés au monde, et le monde doit avoir un aperçu de leurs recherches. "Il est important de mettre les progrès de la communauté scientifique à la disposition du public".

En tant que chef de département avec une grande équipe, le temps au laboratoire manque certainement au chercheur, car sur le "terrain de jeu des matériaux de construction", seule son équipe est généralement active. Néanmoins, Pietro Lura reste au contact de son équipe quand il peut apporter ses idées et voit comment elles se développent et que de nouvelles expériences, technologies ou compositions de matériaux en émergent. C'est un moment passionnant pour lui de voir comment une équipe se développe ensemble et en même temps de voir les décisions importantes pour l'avenir de l'industrie de la construction.


Rédaction / Contact médias
Dr. Andrea Six
Communication
Tél. +41 58 765 61 33

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Audio

Le chercheur de l'Empa Frank Winnefeld parle des tendances de l'industrie à développer des produits en béton circulaire et de la recherche sur le ciment CO2-négatif. Emission de radio sur SRF1, Trend du 22 Janvier 2021 (en Allemand), 16:39 min

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