Un connecteur pour des structures durables sur Terre et dans l'espace

Concevoir des structures modulaires en bambou plutôt qu’en bois, en plastique ou en métal grâce à un système de connexion adapté. C’est le pari lancé par Romain van Wassenhove pour son master en génie civil, alors qu’il était étudiant en Erasmus à l’EPFL. «J’avais envie de faire un master dans un domaine qui ait du sens pour moi et qui débouche sur quelque chose de concret. Je pensais déjà travailler avec le bambou durant mes études à Bruxelles», explique-t-il. Imprimé en 3D à partir de plastique biosourcé, son système de connexion s’adapte sur mesure au matériau à connecter.

C’est en suivant un cours sur les matériaux composites à l’EPFL que l’étudiant a eu l’idée de créer ce connecteur. Son concept a ensuite pu faire l’objet d’un développement dans le cadre de son projet de master, co-dirigé par Anastasios Vassilopoulos, maître d'enseignement et de recherche à l’EPFL, et le professeur associé Lars De Laet de la Vrije Universiteit Brussel (VUB). Son diplôme en poche, le jeune ingénieur décroche en septembre 2020 une bourse de recherche, l’EPFL Ignition Grant, qui lui permet d’optimiser la conception et le fonctionnement de son connecteur et d’en affiner une première application concrète à l’aide du bambou. Le concept final est aujourd’hui protégé par une patente européenne et vient de faire l’objet d’une publication scientifique dans la revue Composite Structures, une référence dans le domaine des matériaux composites et de leurs applications.

Nommé B’Novus, le projet actuel se présente comme un configurateur en ligne de meubles designs et modulaires en bambou basé sur le système de connexion innovant. Le configurateur pourrait être utile à des clients privés, à la tenue d’événements ou d’expositions temporaires. Le principe: après chaque commande de meuble(s), l’ingénieur crée et envoie les fichiers de découpe de bambous et de connecteurs à imprimer en 3D à une entreprise de production, idéalement située le plus à proximité du lieu de vie de la cliente ou du client, pour des questions de durabilité.

Nombreux défis
Mais de nombreux défis demeurent. D’une part parce qu’en Europe, la filière du bambou en est à ses balbutiements: «Le bambou est encore perçu comme le matériau du pauvre, limité au mobilier de jardin, associé à des voyages exotiques ou prisé par des personnes aux modes de vie alternatifs», observe Romain van Wassenhoffe. Il manquerait aussi un savoir-faire en industrie pour la découpe de ce matériau, selon les recherches effectuées par le jeune entrepreneur. Or, le bambou détient plusieurs avantages écologiques sur le bois, son concurrent direct : grâce à sa croissance rapide, il est quatre fois plus productif qu’un arbre, peut fixer jusqu'à 30% de plus de CO2 que les arbres feuillus, possède des aspects mécaniques intéressants en termes de solidité, et, grâce aux connecteurs, peut être utilisé sans trop de travail en usine.

Ces défis ne découragent pas pour autant l’ingénieur: «Mon but est d’introduire ce matériau dans l’industrie européenne pour qu’il puisse participer à la transition vers une économie plus durable.» Car des applications dans le domaine de la construction sont aussi à envisager, selon Romain van Wassenhove. Notamment pour des usages structurels, en remplissant par exemple les tiges de bambou de béton.

Dans l’espace
En attendant de révolutionner le monde de la construction européenne, les connecteurs de B’Novus pourraient servir aux astronautes. Trois étudiants de master de la Faculté de l’ENAC dimensionnent actuellement une tour météorologique de 5 mètres de haut basée sur ce design paramétrique. Pas de bambou ici, bien sûr, mais la possibilité de construire une tour sur le principe d’un pylône électrique en utilisant des matériaux composites légers et facilement assemblables. Un projet de semestre réalisé dans le cadre d’Asclepios, un programme de cours interdisciplinaire qui vise à mener des expériences dans les conditions de scientifiques vivant sur la Lune ou sur Mars.