Construction
La filière Construction comprend dans son périmètre :
- les industriels producteurs de matériaux, de produits et composants de Construction, ainsi que l’industrie routière,
- les entreprises d’ingénierie,
- les entreprises générales de bâtiment et de travaux publics
Instituts Carnot fortement impliqués
Exemples de partenariat avec des entreprises du secteur
Un nouveau procédé utilise le lait de chaux pour traiter le ressuage des routes surchauffées avec un impact environnemental maîtrisé.
Partenariat Carnot Clim'adapt - LhoistPar forte chaleur, les routes peuvent subir de graves dommages. Lhoist propose un nouveau procédé facile à mettre en œuvre, curatif et préventif. Clim’adapt – l’institut Carnot du Cerema – a permis d’en maîtriser l’impact environnemental.
Un nouveau procédé utilise le lait de chaux pour traiter le ressuage des routes surchauffées avec un impact environnemental maîtrisé.
L'innovation
Les épisodes de canicule dégradent les conditions de circulation en provoquant un phénomène de ressuage qui sépare bitume et granulat. Le liant remonte à la surface et recouvre les granulats ce qui génère des zones de moindre adhérence très dangereuses, en particulier pour les 2 roues. Pour y remédier et éviter la dégradation des routes pendant la crise, les services techniques qui ne peuvent éliminer la couche superficielle par hydrodécapage, épandent souvent du sable ou des gravillons, solution qui présente des risques de projection et peinent à empêcher la destruction de la couche de roulement. Lhoist propose un traitement à la fois curatif et préventif qui repose sur l’épandage d’une formulation particulière de lait de chaux à l’aide d’équipements courants munis d’un réservoir et d’une rampe. Cette opération peut avoir lieu à tout moment de la journée et ne nécessite pas de déployer une signalisation fixe particulière. Mais pour permettre une large utilisation de cette innovation technique facile à mettre en œuvre, il faut s’assurer de son faible impact environnemental. Lorsque la chaux est emportée par les eaux de ruissellement, par exemple lors d’une averse orageuse, la fine couche de chaux déposée en surface ne doit pas présenter de risque majeur pour les zones naturelles à proximité. C’est l’institut Carnot Clim’adapt qui a apporté des réponses à cette facette expérimentale de l’innovation.
Le besoin
Lhoist est un groupe international qui exploite une centaine de sites dans 25 pays et est devenu, en cent ans, un des acteurs majeurs de la production de chaux, dolomie et autres matériaux. La chaux, sous différentes formes, est omniprésente en construction civile. Elle améliore la maniabilité et les performances mécaniques des sols de routes et autoroutes, intervient dans la composition de liants hydrauliques routiers ou facilite le recyclage de déchets d’excavation. La chaux hydratée, ou chaux éteinte, participe à la durabilité des structures en asphalte des voies de circulation. Lhoist a mis au point une formulation de chaux hydratée spécifique au traitement du ressuage. La gamme Asphacal® BL présente l’intérêt de pouvoir être appliquée à titre préventif, et restitue immédiatement une surface de roulage sécurisée. Mais la fine pellicule de chaux qui reste en surface peut être partiellement délavée lors des pluies violentes courantes en périodes caniculaires. Or, la fiche de données de sécurité de la chaux hydratée recommande d’éviter tout rejet dans l’environnement.
En conséquence, il était essentiel pour Lhoist de pouvoir apporter aux conseils départementaux en charge d’une partie importante du patrimoine routier des réponses sur l’impact environnemental de cette solution. L’institut Carnot Clim’adapt a imaginé et mis en œuvre un protocole d’expérimentation pour évaluer les conséquences de cette technique sur l’environnement immédiat des routes et notamment sur les milieux aquatiques à proximité. Les premiers résultats ont permis d’identifier les zones où le produit pouvait être employé sans risque et d’adapter la quantité de produit à épandre pour les zones plus sensibles. Un test grandeur réel a été réalisé sur une route départementale du Puy-de-Dôme en 2020 et a permis d’affiner les conditions d’utilisation.
Le partenariat
Le Cerema, institut Carnot Clim’adapt, accompagne les acteurs de la conception et la réalisation des infrastructures pour l’aménagement des territoires. Il les soutient dans leur démarche de transition vers une économie sobre en ressources, décarbonée et respectueuse de l’environnement.
Lhoist a bénéficié des compétences de Clim’adapt en hydraulique, infrastructure, environnement et chimie environnementale, mais aussi de ses équipements avec un générateur de pluie permettant de reproduire sur quelques mètres carrés des pluies d’intensités et de durées contrôlées. Une expérimentation en 3 phases a été menée pour évaluer l’impact de la chaux lessivée lors d’un épisode de pluie, en quantifiant et évaluant les répercussions du flux de chaux pouvant atteindre un cours d’eau proche d’une chaussée traitée. Après des études théoriques, la quantité de chaux entraînée dans l’eau suite à différents types d’événements pluvieux a été mesurée au cours d’expérimentations. Les analyses physico-chimiques des eaux recueillies ont été couplées avec des essais hydrobiologiques réalisés sur les milieux aquatiques d’un site expérimental grandeur nature pour des conclusions sur l’impact environnemental à long terme.
Les premiers résultats ont permis d’établir des recommandations pour des types de zones naturelles plus ou moins sensibles. Ils ont convaincu plusieurs conseils départementaux d’expérimenter le traitement avec Asphacal® BL à l’été 2020.
Clim’adapt apporte à l’innovation de Lhoist les garanties attendues par les collectivités qui disposent là d’un moyen plus durable de s’attaquer au ressuage. Le partenariat a permis de montrer que cette innovation technique économique est un réel atout pour les collectivités en termes de maîtrise de leur budget mais aussi de respect de leurs engagements sociétaux.
INDUNOR permet aux secteurs de l’automobile et de la construction l’usage de mousses naturelles sans composés organiques volatils.
Partenariat Carnot ICÉEL - INDUNORLes industriels plébiscitent des mousses expansibles ou souples comme isolants. Issues de résines synthétiques, leur manipulation et usage présentent des risques sanitaires avérés du fait de la présence de formaldéhyde et autres C.O.V. En s’associant avec le Carnot ICÉEL, Indunor, spécialiste des tanins, a pu proposer des résines naturelles à l’origine de mousses sans polluants.
INDUNOR permet aux secteurs de l’automobile et de la construction l’usage de mousses naturelles sans composés organiques volatils.
Les industriels plébiscitent des mousses expansibles ou souples comme isolants. Issues de résines synthétiques, leur manipulation et usage présentent des risques sanitaires avérés du fait de la présence de formaldéhyde et autres C.O.V. En s’associant avec le Carnot ICÉEL, Indunor, spécialiste des tanins, a pu proposer des résines naturelles à l’origine de mousses sans polluants.
L'innovation
Depuis les années 1980, le formaldéhyde et les composés organiques volatils font l’objet d’études et leur nocivité a amené les gouvernements à limiter voire interdire leur utilisation. L’exposition des salariés au risque chimique mais aussi la protection des consommateurs imposent aux industriels de trouver de nouvelles formulations pour produire les mousses devenues indispensables à l’isolation thermique, phonique, électrique. C’est en exploitant certaines caractéristiques des tanins dont ils maîtrisent parfaitement l’extraction, que les ingénieurs d’INDUNOR ont voulu répondre au besoin de disposer d’un composé biosourcé susceptible de se substituer aux résines d’origine pétrochimique. La société implantée en Argentine a travaillé sur les tanins du quebracho, arbre originaire du Gran Chaco en Amérique du Sud, et du châtaignier. Grâce aux travaux du Lermab du Carnot ICÉEL, les tanins traités permettent la formulation de résines aptes à la production de mousses adaptées à différents usages. Leur résistance mécanique, leur résistance au feu et leur capacité d’isolation thermique sont remarquables et apportent une solution durable aux industriels. INDUNOR a ainsi pu créer un département « Résines naturelles » qui complète son offre pour l’agro-alimentaire et produits de santé.
Le besoin
INDUNOR, filiale du groupe Silvateam, est un acteur majeur de l’extraction et l’exploitation d’extraits végétaux et tanins. Ils produisent et commercialisent des additifs, stabilisants, épaississants ou compléments alimentaires à l’échelle mondiale. Les tanins trouvent leurs usages traditionnellement dans le travail du cuir et du vin. L’emploi de tanins pour produire des mousses très résistantes au feu et isolantes est connu depuis les années 2000. Mais le mimosa utilisé ne suffit pas à assurer une demande grandissante et Indunor a donc recherché une alternative viable à long terme. Les tanins du quebracho sont du type condensé (structure proche des flavonoïdes, ils se polymérisent), et ceux du châtaignier sont de type hydrolysable (polyesters de glucides et d’acides phénols). Pour caractériser ces tanins, et en faire une matière première qui réponde à l’ensemble des besoins des industriels, Indunor s’est rapproché du laboratoire Lermab qui affiche une expérience de 20 ans dans la production de mousses à base de tanins.
Le partenariat
L’Institut Carnot ICÉEL, établi en région Grand-Est, a des activités dans le domaine des matériaux, procédés, environnement et énergie. Il regroupe 27 laboratoires et centres techniques dont le Lermab, Laboratoire d’études et recherches sur le matériau bois. Ses travaux abordent le matériau bois tant à l’échelle moléculaire qu’au niveau macroscopique voire de la structure. Les résultats issus d’un partenariat recherche de plusieurs années, avec en particulier l’encadrement d’une thèse de doctorat, ont fait l’objet de dépôts de brevets en copropriété. Le Lermab, avec l’Institut Jean Lamour, autre composante d’ICÉEL chargée de la caractérisation, a permis à INDUNOR de commercialiser des résines naturelles offrant une vraie avancée sur une problématique de portée mondiale. L’enjeu pour le groupe Silvateam est de conforter la position de leader de sa filiale Indunor dans l’offre de résines produites durablement pour aider les entreprises dans leurs efforts de conformité environnementale. L’intérêt manifesté par les industriels pour les résines naturelles Indunor démontre la réussite de cette coopération.
Un capteur infra-rouge localise et compte les individus dans le respect de la vie privée
Partenariat Carnot MICA - IrlynxEn améliorant la résistance thermique d’un Polymère, le Carnot MICA permet à Irlynx de proposer un détecteur Infra-rouge qui participe à créer une ville plus durable.
Un capteur infra-rouge localise et compte les individus dans le respect de la vie privée
L'innovation
L’infra-rouge est utilisé depuis longtemps pour détecter une présence émettant des niveaux plus ou moins élevés de chaleur. Cette technologie s’accompagne souvent d’une vidéo pour pallier l’absence de détail. Pour préserver l’intimité des personnes et éliminer toute erreur d’interprétation, il faut disposer d’une très grande précision d’analyse. Irlynx a réussi à optimiser un capteur d’origine française afin de proposer, à un tarif abordable, une solution qui distingue un animal d’un humain, localise et compte des individus, détermine s’ils sont mobiles ou statiques, voire identifie une situation de chute. Facile à mettre en œuvre à la construction ou en exploitation, sans caméra, le système est personnalisable et vise le marché de la sécurité et du bâtiment intelligent qui autorégule l’énergie dispensée en fonction d’un usage réel.
Illustration : exemple d’utilisation du capteur IrLynx pour une application de GTB
Le besoin
Irlynx créée en 2012, vise le marché des établissements de santé et la protection des personnes fragiles au moyen d’une détection IR anonyme. Dès 2014, les travaux de recherche et l’attente des constructeurs amènent la PME grenobloise à s’orienter vers un usage plus large couvrant à la fois la sécurité et la gestion technique des bâtiments. Mais Irlynx doit améliorer la précision de son système pour couvrir toutes les situations, toujours sans aide visuelle. Or, un isolant polymère du dispositif présente une mauvaise résistance thermique qui altère la précision du capteur. Dès 2015, un partenariat entre l’entreprise et le Carnot MICA a démarré et l’Institut Charles Sadron (Michel Bouquey), spécialiste des matériaux polymères, a pris en charge ce projet. Le résultat est un produit commercialisé en 2018, dont le coût modéré et les atouts technologiques sont remarqués. Forte de 20 salariés, l’entreprise vise désormais le marché international.
Le partenariat
Le Carnot MICA fédère 16 centres techniques et laboratoires dont l’ICS de Strasbourg et est dédié aux matériaux, surfaces et interfaces et procédés associés. Il propose une offre multi secteurs et développe des projets pour tous les marchés. A l’issue d’une phase de faisabilité de 6 mois et d’un programme R&D de 18 mois, les équipes de MICA et Irlynx ont créé ensemble un polymère innovant, d’une très faible épaisseur, compatible avec l’industrialisation. La stratégie originale apportée par le laboratoire était d’améliorer le caractère isolant thermiquement du polymère en le combinant avec de l’air, meilleur isolant connu à ce jour, en utilisant un matériau poreux à l’image d’une mousse. Constitué d’une résine chargée en microbille de silice creuses, déposée directement sur le semi-conducteur en silicium, le composé optimise le rayonnement infrarouge émis par le détecteur. Les partenaires ont ainsi pu améliorer notablement la qualité de l’analyse. MICA a accompagné la PME jusqu’au transfert de technologie pour la mise en production, illustrant sa capacité à participer pleinement au développement de l’entreprise. Irlynx est désormais en position de répondre aux besoins du marché en pleine croissance de la ville intelligente.
Défi réussi pour Bulane qui produit un combustible propre à partir d’eau et d’électricité
Partenariat Carnot Chimie Balard Cirimat - BulaneDepuis 2009, le Carnot Chimie Balard Cirimat et Bulane ont réalisé les développements innovants nécessaires pour propulser la flamme hydrogène, du concept aux dispositifs commerciaux, à destination des industriels et des artisans.
Défi réussi pour Bulane qui produit un combustible propre à partir d’eau et d’électricité
L'innovation
Les procédés de soudure et de brasage nécessitent une source de chaleur importante issue de gaz combustibles tels que l’acétylène. En milieu industriel comme pour l’usage artisanal, les combustibles fossiles stockés en bouteilles induisent des contraintes logistiques d’approvisionnement, des risques potentiels et des produits de dégradation. Bulane, grâce au procédé dyomix®, permet la suppression des étapes de transport du combustible en proposant une flamme oxy-hydrogène produite en temps réel par électrolyse de l’eau. En effet, l’appareil ne nécessite, pour fonctionner, que de l’eau et un raccordement électrique. Le résultat est une flamme propre et performante, qui améliore le confort et la sécurité de l’opérateur. Les professionnels plébiscitent une innovation majeure qui se distingue en 2017 par la Médaille d’Or au Concours de l’Innovation du Mondial du Bâtiment et le Trophée de l’Innovation ArtinovArt’s.
Le besoin
Dès 2009, Bulane se crée sur l’idée de substituer l’hydrogène aux gaz fossiles dans les applications industrielles de la soudure. Consciente des efforts de R&D induits par cette révolution technologique, Bulane s’entoure très rapidement de partenaires parmi lesquels le Carnot Chimie Balard Cirimat. La coopération se concrétise par des études, des brevets et une proximité d’échanges qui ont permis d’améliorer l’efficacité énergétique de la flamme et de développer et breveter des électrodes innovantes. Après avoir démontré l’intérêt du dispositif au niveau industriel dès 2013, Bulane et le Carnot Chimie Balard Cirimat ont poursuivi leur partenariat dans la phase de transfert au marché des professionnels et artisans. Là encore, la miniaturisation de l’appareil et l’adaptation des électrodes composites à un dispositif mobile ont été le fruit d’une intense R&D collaborative. Bulane, forte de ses 150 systèmes industriels utilisés quotidiennement, peut alors mettre sur le marché une gamme de postes de brasage dyomix® mobiles, sûrs, efficaces et propres.
Le partenariat
Au sein de l’institut Carnot Chimie Balard Cirimat, l’Institut Charles Gerhardt s’intéresse, entre autres sujets, à la chimie du solide et de la matière divisée. A ce titre, l’équipe AIME (Agrégats, Interfaces et Matériaux pour l’Énergie) a apporté ses compétences en matériaux, en design d’électrode et en électrolyse. Des électrodes composites polymères / particules ont été développées conjointement et permettent d’optimiser la formation d’hydrogène et d’oxygène à la surface des électrodes. Ces apports ont été décisifs pour améliorer l’efficacité énergétique du dispositif de production de gaz et permettre ainsi la miniaturisation en augmentant le ratio poids/puissance/compacité de l’appareil. Les équipes du Carnot impliquées depuis l’origine du projet ont accompagné Bulane d’année en année pour prendre en compte les contraintes des différents marchés visés, industriel ou artisanal. Le bilan s’avère très positif pour l’entreprise fabréguoise déjà présente dans 11 pays qui a créé 10 emplois en 20 mois, généré 100% de croissance sur les 12 derniers mois et est reconnue pour son action environnementale par la COP 21 et son impact positif sur les conditions de travail par l’INRS.
