Les routes intelligentes font fondre la neige elles-mêmes : Le béton auto-chauffant s'attaque aux dangers de l'hiver

Des chercheurs ont mis au point un béton auto-chauffant qui pourrait faire du déneigement à grande échelle ou de l'épandage de sel une chose du passé. Le nouveau matériau https://www.researchgate.net/publication/377471346_Development_of_Self-Heating_Concrete_using_Low-Temperature_Phase_Change_Materials_Multi-scale_and_In-situ_Real-Time_Evaluation_of_Snow-Melting_and_Freeze-thaw_Performance qui fait l'objet de recherches depuis cinq ans à l'université Drexel de Philadelphie, fait fondre la neige sur les routes et les trottoirs pendant une durée pouvant aller jusqu'à dix heures.

Les routes enneigées et verglacées ralentissent la circulation et augmentent le risque d'accident en rendant les manœuvres plus difficiles. Rien qu'aux États-Unis, les agences gouvernementales dépensent plus de 2,3 milliards de dollars chaque année pour lutter contre la neige et le verglas. Le sel est souvent utilisé pour le déglaçage et le déneigement, mais il est nocif pour l'environnement et peut avoir un effet néfaste sur l'intégrité de la surface de la route. Par exemple, si la glace fondue s'infiltre dans la route, regèle et se dilate, des fissures peuvent se former. La réparation de ces dégâts et d'autres dommages similaires coûte des millions de dollars.

L'ingrédient secret : la paraffine liquide à basse température

Le secret du béton auto-chauffant réside dans l'ajout de paraffine, un matériau dit à changement de phase. À des températures légèrement plus élevées, le matériau est liquide et stocke l'énergie thermique de l'air, mais lorsqu'il se refroidit, il devient solide et libère la chaleur stockée dans l'environnement. Les chercheurs expérimentent actuellement deux méthodes : Dans l'une, des microcapsules de paraffine sont mélangées au béton ; dans l'autre, de petits fragments de pierre absorbent la paraffine avant d'être mélangés au béton.

Prévenir le gel et le dégel et réduire les besoins en déneigement et en salage sont de bons moyens d'empêcher la détérioration de la surface. Nos travaux portent donc sur la façon dont nous pouvons incorporer des matériaux spéciaux dans le béton pour l'aider à maintenir une température de surface plus élevée lorsque la température ambiante baisse.

- Amir Farnamchercheur principal au Drexel Laboratory for Advanced Infrastructure Materials (AIM) et l'un des auteurs de l'étude

Le nouveau matériau n'est pas encore prêt pour une utilisation à grande échelle et des recherches supplémentaires sont nécessaires. Par exemple, la performance du matériau à changement de phase peut être affectée s'il n'a pas suffisamment de temps pour se réchauffer entre le gel et la neige. En outre, le matériau n'est pas encore adapté aux très fortes chutes de neige.

Nous avons constaté que les chaussées incorporées au MCP ne peuvent pas faire fondre complètement les fortes accumulations de neige (plus de 2 pouces)", a déclaré M. Deb. "Ils peuvent cependant faire fondre les chutes de neige de moins de deux pouces de manière assez efficace. Les dalles incorporées au PCM commencent à faire fondre la neige dès qu'elle commence à s'accumuler. Et le dégagement progressif de chaleur peut déglacer efficacement la surface d'une chaussée, ce qui éliminerait la nécessité de procéder à un pré-salage avant les fortes chutes de neige.

- Robin Deb, doctorant au Collège d'ingénierie, qui a participé à la direction de la recherche