Comment Faites-Vous Flotter Le Béton?!

Oui. Le béton peut flotter. Comme, il peut être immergé dans un seau d’eau et refaire surface. En tant que participant de longue date de la Compétition Nationale de Canots en béton de l’ASCE, je pense que c’est la question la plus courante que je reçois des étrangers. Ce concours demande aux étudiants en ingénierie du monde entier de concevoir et de construire des canoës en béton et de se battre en pagaie, en esthétique, en papier de conception technique et en présentation orale.

C’est drôle que tant de gens soient émerveillés par l’idée d’un vaisseau en béton. Je me rends compte que le béton conventionnel est un matériau dense, mais avez-vous déjà pensé à un navire en acier? La plupart des grands bateaux sont en acier (pensez aux navires de croisière, aux porte-avions et aux cargos). Mais l’acier est trois fois plus dense que le béton! Le principe d’Archimède est la raison fondamentale pour laquelle ces navires ne coulent pas comme des briques. Fondamentalement, si le poids du fluide déplacé par l’objet dépasse le poids de l’objet lui-même, alors il flotte!

Étonnamment, des navires de guerre en béton ont été construits pendant la Première et la Seconde Guerre mondiale en raison de la pénurie d’acier en temps de guerre. Selon Wikipedia, ils étaient également couramment utilisés comme barges en Europe au début des années 1900. Cependant, les navires fabriqués à partir d’autres matériaux étaient plus faciles à construire et moins chers à utiliser, de sorte que vous ne voyez pas beaucoup de navires en béton aujourd’hui. Certains des anciens navires de guerre peuvent encore être vus aujourd’hui, et Amusant Planet a un excellent article sur ces navires en béton.

Alors maintenant, la question demeure: pourquoi les étudiants en génie civil fabriquent-ils des canoës en béton? Eh bien, la seule réponse raisonnable est qu’ASCE nous a fait le faire. Ils ont un concours national pour déterminer qui peut construire le canot le plus efficace à partir de béton. Cependant, contrairement à ces vieux navires de guerre, notre béton est en fait conçu pour être moins dense que l’eau, de sorte qu’ils flottent lorsqu’ils sont complètement submergés.

Pour expliquer comment nous y parvenons, nous devons commencer par parler des bases du béton. Le béton est composé de trois ingrédients principaux: le ciment, l’eau et les agrégats (gravier, sable, etc.). Notez que le ciment est un ingrédient du béton et qu’il passe chimiquement d’une substance en poudre à un matériau de construction durci lorsqu’il est mélangé à de l’eau et durci avec le temps. C’est analogue à l’utilisation de la farine comme ingrédient pour le gâteau. Vous ajoutez de la farine à un mélange d’ingrédients, faites-la cuire (c’est-à-dire modifiez-la chimiquement), puis obtenez un délicieux gâteau à la fin. Je ne prendrais pas un sac de farine et ne le qualifierais pas de gâteau, alors ne pointez pas le trottoir et ne le désignez pas comme du ciment.

Notez que tous les ingrédients du béton sont assez lourds. Le ciment est environ trois fois plus dense que l’eau et les agrégats sont généralement environ deux fois plus denses que l’eau. Intuitivement, lorsque vous combinez ces ingrédients, vous obtenez un produit final beaucoup plus lourd que l’eau. Ce que nous faisons est d’enlever les agrégats et de les remplacer par de très petites billes de verre recyclées (certaines représentent environ 10% de la densité de l’eau) pour diminuer le poids total du béton. Le résultat final est un béton léger et relativement durable.

Le béton que nous fabriquons pour ces canots en béton est très différent du béton normal que vous verriez. Notre béton n’est généralement pas très fluide et a une consistance ressemblant davantage à de la pâte à biscuits. Plutôt que de le verser dans une forme, il est emballé à la main sur un moule. Le défi consiste à trouver les ingrédients optimaux pour rendre le canoë de votre équipe léger, durable et esthétique.

Êtes-vous intéressé à en savoir plus sur les canots en béton? Consultez le règlement officiel ou visitez concretecanoe.org.