Un pont à l'image de la colonne vertébrale humaine

L’architecture du corps humain inspire parfois les ingénieurs…

 

Il est parfois incroyable de constater à quel point la structure du corps humain peut servir d’inspiration à des ingénieurs civils. Des chercheurs de l’université Southampton l’ont bien compris, eux, en créant un pont dont la structure s’inspire directement de la colonne vertébrale humaine ! Un article publié sur The Engineer, nous décrit ce projet.

 

Ainsi, le pilier du pont, qui devrait pouvoir être construit en seulement un ou deux jours et qui devrait pouvoir être démonté à la fin de son utile vie, est en train d'être développé par les chercheurs de Southampton. Une fois monté, il pourra résister aux tremblements de terre et aux dommages causés par l'intense trafic et les températures froides.

 

Les ponts existants, surtout dans les pays froids comme le Royaume-Uni, le nord des États-Unis, le Japon et le Canada, souffrent souvent de corrosion causé par l'épandage de sel durant l'hiver, ce qui demande une maintenance assez chère, selon le leader du projet, le docteur Mehdi Kashani.

 

« De plus, lorsque ces ponts sont en cours de sollicitation dynamique, que ce soit lors du passage d'un train ou d'un tremblement de terre, ils ont tendance à se fissurer à cause de leur structure fixe, ce qui accélère la détérioration », explique-t-il à The Engineer.

 

La colonne vertébrale humaine, par contre, est composée de vertèbres qui ne sont pas fixées ensemble, mais empilées de manière flexible les unes sur les autres, ce qui leur permet de bouger. « La vertèbre se balance sur les disques intervertébraux, et ces derniers absorbent les chocs », explique Kashani.

 

Le nouveau pilier de pont sera donc basé autour de segments composites préfabriqués sans aucune armature d'acier. Ces segments agiront comme des vertèbres. Entre ces solides segments, les « disques intervertébraux », construits à partir d'un nouveau matériau composite en cours de développement par l'équipe, empêcheront les vertèbres de se frotter les unes aux autres, transféreront la force de cisaillement à travers la friction, absorberont les impacts provoqués par les secousses des vertèbres, et fournira un amortissement mécanique en cas de charge dynamique.

 

À l'inverse des composites formés de couches, qui peuvent se délaminer, le nouveau matériau sera formé de fibres de polymère enchevêtré. Les matériaux enchevêtrés ayant une base d'alliages de titane ou de métal sont déjà utilisés dans l'aéronautique pour l'amortissement des vibrations, selon Kashani.

 

« Nous voulons créer quelque chose de similaire mais en utilisant une base de polymère », a-t-il expliqué.

 

Les vertèbres et les disques seront liés par un composite dit « tendon », qui est pré-tendu et non-délimité. Le « tendon » est conçu pour agir comme le ligament longitudinal de la colonne vertébrale en tirant les piliers vers leur place initiale si le pont est soumis à des vents latéraux, notamment à cause d'un tremblement de terre.