B-CORE : Le matériau moderne de BROAD
Dans cet article, Sunny Wang, directeur général de BROAD USA, et ses collègues, Tony Sun (ingénieur structurel à BROAD) et Jeremy Zimman (directeur de la communication de BROAD USA), partagent quelques détails sur B-CORE.
BROAD Sustainable Buildings a été fondée en 2009, filiale à 100 % du groupe BROAD, qui opère depuis 1988. BROAD USA opère aux États-Unis depuis 1997. L'une des innovations de BROAD est le B-CORE, un matériau solide et léger en acier inoxydable pour lequel elle a investi plus d'une décennie et 1,25 milliard de dollars.
"B-CORE est composé de deux plaques d'acier inoxydable entre lesquelles est fusionné un ensemble de tubes en acier inoxydable", explique Sunny Wang, directeur général de BROAD USA. "Une feuille de cuivre est fusionnée au matériau de base en acier inoxydable pendant le brasage. Comme les métaux ont des points de fusion différents, ils peuvent adhérer très fortement l'un à l'autre. Cela semble très simple, mais c'est super léger et super solide".
Inspiration et développement
Il est bien connu que le secteur de la construction est à la traîne par rapport à d'autres secteurs en termes de productivité et d'innovation. Il n'est donc pas surprenant que l'inspiration pour B-CORE soit venue de l'extérieur. "B-CORE a été inspiré par la construction d'avions, où des plaques d'acier inoxydable sont brasées pour former des panneaux en nid d'abeille", explique M. Wang. "Ces panneaux sont légers et résistants, mais coûtent environ 3 000 dollars par mètre carré. Nous voulions produire un matériau similaire, solide et léger, à un coût beaucoup plus bas.
BROAD a donc entrepris de développer son propre matériau. "Nous avons testé de nombreuses techniques et de nombreux types de fours pour le brasage, avec beaucoup d'échecs, mais chaque échec était une occasion d'apprendre", explique M. Wang. En fin de compte, l'entreprise a mis au point et breveté un équipement pour le brasage du cuivre à l'air chaud, en plus de son matériau breveté B-CORE.
Le brasage à l'air chaud, à une température de 1 000 °C, rend le matériau ultraléger et ultrarésistant. "Notre dalle de plancher B-CORE standard a une épaisseur de près de 15 cm, mais elle ne pèse que 7 livres par mètre carré, soit près de dix fois plus que le béton armé traditionnel", explique M. Sun. "Même si elle est extrêmement légère, elle est très résistante et peut supporter près de 60 livres par pied carré.
"B-CORE est composé de deux plaques d'acier inoxydable entre lesquelles est fusionné un ensemble de tubes en acier inoxydable", explique Sunny Wang, directeur général de BROAD USA. "Cela semble très simple, mais c'est super léger et super solide.
Personnalisation
Cette combinaison de résistance et de légèreté signifie que le matériau peut être utilisé pour presque tous les éléments structurels d'un bâtiment, y compris les dalles de plancher, les colonnes, les poutres, les murs extérieurs et intérieurs. "La structure du sandwich reste la même, mais la dalle B-CORE peut être ajustée de trois façons pour répondre à différentes exigences en matière de résistance et de poids", explique M. Wang. "Premièrement, le diamètre des tubes. Deuxièmement, le nombre de tubes dans une zone donnée. Troisièmement, l'épaisseur totale de la plaque supérieure à la plaque inférieure.
Par exemple, comme "les murs ne doivent résister qu'aux charges latérales, ils n'ont pas besoin d'être aussi résistants que les dalles de plancher. Les tubes des panneaux muraux peuvent donc avoir des diamètres plus petits que ceux des dalles de plancher", explique M. Wang.
Les lignes de production de BROAD sont conçues pour produire facilement du B-CORE dans différentes tailles et configurations. Wang explique : "Nous envoyons simplement les données à la ligne de production pour les diamètres corrects des tubes, et ainsi de suite, puis nous laissons les machines faire le reste du travail."
En savoir plus dans ce podcast :
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Pour en savoir plus sur B-CORE et sur l'engagement de BROAD en faveur de pratiques commerciales respectueuses de l'environnement, lisez cet épisode d'Inside Modular !
Durabilité et longévité
L'équipe de BROAD souligne qu'en plus de sa résistance et de sa légèreté, le B-CORE présente des avantages pour l'environnement. "Comparé aux matériaux de construction traditionnels, le B-CORE permet de réduire les émissions de carbone lors de la production et de la construction, et ne génère aucun déchet de construction. Il est également entièrement recyclable", explique M. Sun.
M. Zimman ajoute : "La faible empreinte carbone de B-CORE tout au long de son cycle de vie peut avoir du poids dans les processus d'autorisation dans des endroits comme la Californie et New York, qui ont mis en place des politiques visant à réduire l'empreinte carbone lors de la construction et de l'exploitation des bâtiments".
M. Zimman note également que l'acier inoxydable présente généralement un taux de corrosion très faible, "et la qualité d'acier inoxydable de B-CORE est plus de trente fois plus résistante à la corrosion que l'acier au carbone. Il a donc une durée de vie pratiquement illimitée et ne nécessite pratiquement pas d'entretien".
En raison de la grande ductilité du matériau, M. Zimman explique que les bâtiments construits en B-CORE sont également plus sûrs. "En cas de tremblement de terre ou d'ouragan, le B-CORE peut se déformer, mais il ne s'effondrera jamais", explique M. Zimman. "Lors d'un ouragan ou d'une tempête puissante, les ondes de tempête peuvent déclencher ou accélérer l'écaillage des bâtiments en béton. L'eau fait rouiller les barres d'armature, ce qui provoque l'effritement du béton qui les entoure et affaiblit l'ensemble du bâtiment. Cela n'arrivera jamais dans un bâtiment B-CORE. Au fur et à mesure que l'on construit en hauteur, la sécurité en cas de conditions météorologiques extrêmes devient encore plus critique".
Projets B-CORE
Depuis l'invention du B-CORE en 2018, BROAD a construit un certain nombre de bâtiments avec ce matériau, notamment des immeubles d'habitation à Shenzhen, en Chine, et des chambres d'isolement à pression négative pour le traitement des patients atteints de COVID en Corée du Sud. Le bâtiment F de BROAD à Changsha, en Chine, est également entièrement construit en B-CORE. Il s'agit d'un immeuble de bureaux de 16 étages, d'une superficie de 81 000 pieds carrés, qui repose sur quatre piliers B-CORE d'environ un mètre de large. "La légèreté et la solidité de B-CORE nous ont permis de construire en porte-à-faux jusqu'à 55 pieds. Notre président et beaucoup de nos cadres ont leurs bureaux dans l'aile supérieure - ils sont littéralement au-dessus de l'air", explique M. Zimman.
L'entreprise a également développé un concept de bâtiment clé en main basé sur des modules en B-CORE - le Holon Building. Les modules de ces bâtiments ont la même taille qu'un conteneur d'expédition (40 pieds de long, 8 pieds de large, 10 pieds de haut) lorsqu'ils sont transportés, mais sur place, ils se déplient pour atteindre 16 pieds de large. "Les bâtiments Holon ont une conception modulaire reproductible, et toutes les installations mécaniques, électriques et de plomberie - y compris les systèmes CVC et notre propre système de ventilation à 100 % d'air frais - sont intégrées dans chaque module à l'usine", explique M. Zimman. Le premier bâtiment Holon a été construit à Changsha en juin. Il s'agit d'un immeuble d'habitation de 11 étages, composé de 56 modules. Il a été construit hors site en 15 jours et empilé en moins de 29 heures.
Innover dans l'industrie modulaire
BROAD considère B-CORE comme une innovation qui aidera l'industrie modulaire à construire plus haut. M. Zimman note que de nombreux fabricants de bâtiments modulaires utilisent le bois et que très peu travaillent avec l'acier, ce qui les limite à quatre ou cinq étages. "Bien que les dalles B-CORE puissent être utilisées pour des bâtiments de faible hauteur, l'économie s'améliore et les avantages du matériau augmentent au fur et à mesure que l'on construit en hauteur", explique M. Zimman. "Nous avons modélisé jusqu'à 160 étages, et nous visons les bâtiments de 8 à 16 étages. La demande de logements est telle que nous pensons arriver sur le marché au bon moment avec ce nouveau concept de construction modulaire".
Lors du récent salon Offsite Construction Expo à Denver, parrainé par MBI, M. Zimman s'est senti inspiré par l'enthousiasme des participants à l'idée de voir quelque chose de nouveau et d'innovant. "Le rythme du changement dans l'ensemble du secteur de la construction a été beaucoup plus lent que dans d'autres secteurs. Lors de l'exposition, les personnes qui travaillent depuis longtemps dans l'industrie modulaire ont mentionné que même dans cette industrie, une grande partie de la technologie date de plusieurs décennies, alors que nous montrions quelque chose de nouveau", explique M. Zimman. "Nous sommes les premiers à utiliser l'acier inoxydable pour tous les éléments de construction - les colonnes, les poutres, les solives, les planchers, tout - et les premiers à créer des bâtiments modulaires clés en main entièrement en acier inoxydable.
L'avenir
Wang explique qu'actuellement, les dalles B-CORE sont fabriquées dans les usines chinoises de BROAD, puis expédiées vers leurs marchés de destination. À long terme, l'entreprise prévoit d'avoir des usines sur les marchés de destination, y compris les États-Unis.
L'entreprise s'attend à une forte demande, car de plus en plus de personnes prennent conscience des avantages, en termes d'environnement et de mode de vie, de la réduction de la distance entre leur lieu de résidence et leur lieu de travail ou d'études. Wang déclare : "La demande de bâtiments à usage mixte, comprenant à la fois des espaces commerciaux et résidentiels, est en augmentation. B-CORE est idéal pour la construction de ce type de structures".
L'entreprise a également développé un concept de bâtiment clé en main basé sur des modules en B-CORE - le Holon Building. Les modules de ces bâtiments ont la même taille qu'un conteneur d'expédition (40 pieds de long, 8 pieds de large, 10 pieds de haut) lorsqu'ils sont transportés, mais sur place, ils se déplient pour atteindre 16 pieds de large.
A propos de l'auteur : Zena Ryder est rédactrice indépendante, spécialisée dans la rédaction d'articles sur la construction et pour les entreprises de construction. Vous pouvez la trouver sur Zena, Freelance Writer ou sur LinkedIn.
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