TEDxDelft
Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt
Erik Schlangen : Un asphalte "auto-réparant"
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Les routes goudronnées sont agréables à regarder, mais se détériorent facilement et leur réparation est coûteuse. Erik Schlangen fait la démonstration d'un nouveau type d'asphalte poreux, fait à partir de matériaux simples et doté d'une caractéristique étonnante : lorsqu'il se fissure, il peut être "guéri" grâce au chauffage par induction. (Filmé à TEDxDelft.)
Erik Schlangen - Experimental micromechanics pioneer
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable. Full bio
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable. Full bio
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00:53
(Hammer)
0
37295
2824
(Coup de marteau)
00:59
(Laughter)
1
43184
4034
(Rires)
01:19
(Microwave beeps) (Laughter)
2
64076
5924
(Bips du micro-ondes)
(Rires)
(Rires)
01:31
You probably all agree with me
3
75696
2025
Vous serez sans doute tous
d'accord avec moi pour dire
d'accord avec moi pour dire
01:33
that this is a very nice road.
4
77721
2775
que c'est une très belle route.
01:36
It's made of asphalt,
5
80496
2159
Elle est faite d'asphalte,
01:38
and asphalt is a very nice material to drive on,
6
82655
3234
et l'asphalte est un matériau sur
lequel il est très agréable de rouler,
lequel il est très agréable de rouler,
01:41
but not always, especially not on these days as today,
7
85889
4134
mais pas toujours, en particulier
les jours comme aujourd'hui
les jours comme aujourd'hui
01:45
when it's raining a lot.
8
90023
1851
lorsqu'il pleut beaucoup.
01:47
Then you can have a lot of splash water in the asphalt.
9
91874
2948
Vous pouvez alors avoir beaucoup
de projections d'eau sur l'asphalte
de projections d'eau sur l'asphalte
01:50
And especially if you then ride with your bicycle,
10
94822
2294
Particulièrement, si vous faites du vélo,
01:53
and pass these cars, then that's not very nice.
11
97116
3945
et que vous passez près de ces voitures,
c'est assez désagréable.
c'est assez désagréable.
01:56
Also, asphalt can create a lot of noise.
12
101061
3110
L'asphalte peut aussi créer
beaucoup de nuisances sonores.
beaucoup de nuisances sonores.
02:00
It's a noisy material,
13
104171
1614
C'est un matériau très bruyant,
02:01
and if we produce roads like in the Netherlands,
14
105785
2444
et si on fait des routes
comme aux Pays-Bas,
,
comme aux Pays-Bas,
,
02:04
very close to cities, then we would like a silent road.
15
108229
4132
très proches des villes, alors on
aimerait avoir des routes silencieuses.
aimerait avoir des routes silencieuses.
02:08
The solution for that is to make roads
16
112361
3269
La solution pour ça
est de faire des routes
est de faire des routes
02:11
out of porous asphalt.
17
115630
2177
en asphalte poreux.
02:13
Porous asphalt, a material that we use now
18
117807
1991
L'asphalte poreux, un matériau
que nous utilisons désormais
que nous utilisons désormais
02:15
in most of the highways in the Netherlands,
19
119798
2959
pour la plupart des autoroutes aux Pays-Bas,
02:18
it has pores and water can just rain through it,
20
122757
3444
a des pores au travers desquels
l'eau peut couler,
l'eau peut couler,
02:22
so all the rainwater will flow away to the sides,
21
126201
2901
toute l'eau de pluie va alors
s'écouler vers les bords,
s'écouler vers les bords,
02:25
and you have a road that's easy to drive on,
22
129102
2089
et vous obtenez une route sur
laquelle il est facile de rouler,
laquelle il est facile de rouler,
02:27
so no splash water anymore.
23
131191
1930
sans plus d'éclaboussures d'eau.
02:29
Also the noise will disappear in these pores.
24
133121
3162
Le bruit va également
disparaître dans ces pores.
disparaître dans ces pores.
02:32
Because it's very hollow, all the noise will disappear,
25
136283
3023
Comme il y a beaucoup de cavités,
tout le bruit disparait,
tout le bruit disparait,
02:35
so it's a very silent road.
26
139306
2588
c'est donc une route très silencieuse.
02:37
It also has disadvantages, of course,
27
141894
3545
Il a également des inconvénients, bien sûr,
02:41
and the disadvantage of this road is that raveling can occur.
28
145439
4162
et l'inconvénient de ce matériau est
qu'il peut arriver qu'il se désagrège.
qu'il peut arriver qu'il se désagrège.
02:45
What is raveling? You see that in this road
29
149601
2925
Qu'est-ce que la désagrégation ?
Vous pouvez le voir sur cette route
Vous pouvez le voir sur cette route
02:48
that the stones at the surface come off.
30
152526
2621
où les cailloux de la surface se détachent.
02:51
First you get one stone, then several more,
31
155147
5278
D'abord il y a un caillou, puis plusieurs,
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
puis d'autres encore,
et encore, et encore,et encore
et encore, et encore,et encore
02:58
and then they -- well, I will not do that. (Laughter)
33
162167
3567
et ensuite ils -- non, je ne vais pas faire ça.
(Rires)
(Rires)
03:01
But they can damage your windshield,
34
165734
2914
Mais ils peuvent endommager
votre pare-brise,
votre pare-brise,
03:04
so you're not happy with that.
35
168648
1790
et ça ne vous plaît pas.
03:06
And finally, this raveling can also lead to more and more damage.
36
170438
3990
Enfin cette désagrégation peut entraîner
de plus en plus de dégats.
de plus en plus de dégats.
03:10
Sometimes you can create potholes with that.
37
174428
2616
Parfois ça peut créer des nids-de-poule.
03:12
Ha. He's ready.
38
177044
4061
Ha. C'est prêt.
03:17
Potholes, of course, that can become a problem,
39
181105
3185
Les nids-de-poule, bien sûr,
peuvent devenir un problème,
peuvent devenir un problème,
03:20
but we have a solution.
40
184290
1543
mais nous avons la solution.
03:21
Here you see actually how the damage appears in this material.
41
185833
3258
Ici, vous pouvez vraiment voir comment
les dégâts apparaissent sur ce matériau.
les dégâts apparaissent sur ce matériau.
03:24
It's a porous asphalt, like I said, so you have only
42
189091
2000
Il s'agit d'un asphalte poreux,
comme je l'ai dit, il y a donc
comme je l'ai dit, il y a donc
03:26
a small amount of binder between the stones.
43
191091
2772
très peu de liant entre les cailloux.
03:29
Due to weathering, due to U.V. light, due to oxidation,
44
193863
3319
A cause de l'érosion, à cause des U.V.,
à cause de l'oxydation
à cause de l'oxydation
03:33
this binder, this bitumen,
45
197182
2728
ce liant, ce bitume,
03:35
the glue between the aggregates is going to shrink,
46
199910
2673
la colle entre les agrégats se rétracte,
03:38
and if it shrinks, it gets micro-cracks,
47
202583
1945
et si elle se rétracte, elle se micro-fissure,
03:40
and it delaminates from the aggregates.
48
204528
1722
et elle se délamine des agrégats.
03:42
Then if you drive over the road, you take out the aggregates --
49
206250
2560
Ensuite si vous roulez sur cette route,
vous arrachez les agrégats --
vous arrachez les agrégats --
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
ce que nous venons de voir ici.
03:47
To solve this problem, we thought of self-healing materials.
51
211806
3814
Pour résoudre ce problème, nous avons pensé
à un matériau qui se réparerait tout seul.
à un matériau qui se réparerait tout seul.
03:51
If we can make this material self-healing,
52
215620
2661
Si nous pouvons fabriquer
ce matériau auto-réparant,
ce matériau auto-réparant,
03:54
then probably we have a solution.
53
218281
3193
alors nous avons sans doute une solution.
03:57
So what we can do is use steel wool just to clean pans,
54
221474
4594
Nous pouvons utiliser de la paille de fer,
la même que celle pour nettoyer les poêles,
la même que celle pour nettoyer les poêles,
04:01
and the steel wool we can cut in very small pieces,
55
226068
3485
et la couper en très petits morceaux,
04:05
and these very small pieces we can mix to the bitumen.
56
229553
3904
et ces petits morceaux, nous pouvons
les mélanger au bitume.
les mélanger au bitume.
04:09
So then you have asphalt
57
233457
1745
Vous obtenez alors de l'asphalte
04:11
with very small pieces of steel wool in it.
58
235202
3067
contenant de tout petits morceaux de fer.
04:14
Then you need a machine, like you see here,
59
238269
2791
Vous avez alors besoin d'une machine,
comme celle que vous voyez ici,
comme celle que vous voyez ici,
04:16
that you can use for cooking -- an induction machine.
60
241060
3139
que vous pouvez utiliser pour cuisiner --
une machine à induction.
une machine à induction.
04:20
Induction can heat, especially steel; it's very good at that.
61
244199
4049
L'induction peut chauffer, en particulier l'acier,
c'est très efficace.
c'est très efficace.
04:24
Then what you do is you heat up the steel,
62
248248
2682
Vous réchauffez alors l'acier,
04:26
you melt the bitumen,
63
250930
1491
vous faites fondre le bitume,
04:28
and the bitumen will flow into these micro-cracks,
64
252421
2566
et le bitume va s'écouler
dans les micro-fissures,
dans les micro-fissures,
04:30
and the stones are again fixed to the surface.
65
254987
3207
et les cailloux sont à nouveau fixés à la surface.
04:34
Today I use a microwave because I cannot take
66
258194
3962
Aujourd'hui j'ai utilisé un four à micro-ondes
parce que je ne pouvais pas apporter
parce que je ne pouvais pas apporter
04:38
the big induction machine here onstage.
67
262156
2237
la grosse machine à induction ici sur scène.
04:40
So a microwave is a similar system.
68
264393
2880
Un four micro-ondes
est un système similaire.
est un système similaire.
04:43
So I put the specimen in, which I'm now going to take out
69
267273
3645
J'ai mis l'échantillon dedans,
je vais maintenant le sortir
je vais maintenant le sortir
04:46
to see what happened.
70
270918
3252
pour voir ce qui s'est passé.
04:50
So this is the specimen coming out now.
71
274170
2493
Voici l'échantillon qui sort du four.
04:52
So I said we have such an industrial machine in the lab
72
276663
4393
J'ai dit que nous avions une machine industrielle
de ce type au laboratoire
de ce type au laboratoire
04:56
to heat up the specimens.
73
281056
2272
pour réchauffer les échantillons.
04:59
We tested a lot of specimens there,
74
283328
2090
Nous avons testé beaucoup d'échantillons,
05:01
and then the government, they actually saw our results,
75
285418
3175
et le gouvernement a observé
nos résultats de très près,
nos résultats de très près,
05:04
and they thought, "Well, that's very interesting. We have to try that."
76
288593
3950
et ils se sont dit,
" C'est très intéressant. Nous devons essayer ça. "
" C'est très intéressant. Nous devons essayer ça. "
05:08
So they donated to us a piece of highway,
77
292543
2316
Ils nous ont donc confié
une portion d'autoroute,
une portion d'autoroute,
05:10
400 meters of the A58, where we had to make
78
294859
3487
400 mètres de l'A58, où nous avons dû réaliser
05:14
a test track to test this material.
79
298346
2510
une voie de test pour essayer ce matériau.
05:16
So that's what we did here. You see where we were making the test road,
80
300856
3532
C'est ce que nous avons fait ici.
Vous voyez où nous avons fait la route de test,
Vous voyez où nous avons fait la route de test,
05:20
and then of course this road will last several years
81
304388
4498
et bien sûr, cette route va durer des années
05:24
without any damage. That's what we know from practice.
82
308886
3288
sans aucun dommage.
C'est ce que nous savons de la pratique.
C'est ce que nous savons de la pratique.
05:28
So we took a lot of samples from this road
83
312174
2779
Nous avons prélevé beaucoup
d'échantillons de cette route
d'échantillons de cette route
05:30
and we tested them in the lab.
84
314953
2269
et nous les avons testés au labo.
05:33
So we did aging on the samples,
85
317222
2917
Nous avons vieilli les prélèvements,
05:36
did a lot of loading on it, healed them with our induction machine,
86
320139
3612
nous les avons lourdement chargés,
réparés avec notre machine à induction,
réparés avec notre machine à induction,
05:39
and healed them and tested them again.
87
323751
2826
puis réparés et testés à nouveau.
05:42
Several times we can repeat that.
88
326577
1904
Nous pouvons répéter ce cycle plusieurs fois.
05:44
So actually, the conclusion from this research is that
89
328481
2225
En fait, la conclusion de ces recherches est que
05:46
if we go on the road every four years
90
330706
3318
si nous allons sur cette route tous les quatre ans
05:49
with our healing machine -- this is the big version
91
334024
2880
avec notre machine à réparer
-- ceci est le grand modèle
-- ceci est le grand modèle
05:52
we have made to go on the real road --
92
336904
1905
que nous avons fait pour aller
sur les vraies routes --
sur les vraies routes --
05:54
if we go on the road every four years
93
338809
1870
si nous allons sur la route tous les quatre ans
05:56
we can double the surface life of this road,
94
340679
3750
nous pouvons doubler la durée de vie de cette route,
06:00
which of course saves a lot of money.
95
344429
2177
ce qui bien sûr fait économiser beaucoup d'argent.
06:02
Well, to conclude, I can say
96
346606
2177
Bien, pour conclure, je peux dire
06:04
that we made a material
97
348783
2756
que nous avons fait un matériau
06:07
using steel fibers, the addition of steel fibers,
98
351539
3780
en utilisant des fibres de fer,
l'addition de fibres de fer,
l'addition de fibres de fer,
06:11
using induction energy to really
99
355319
2509
en utilisant l'énergie
par induction pour
par induction pour
06:13
increase the surface life of the road,
100
357828
2667
augmenter vraiment la durée de vie
de la surface de la route,
de la surface de la route,
06:16
double the surface life you can even do,
101
360495
1750
en allant jusqu'à doubler cette durée de vie,
06:18
so it will really save a lot of money with very simple tricks.
102
362245
3664
cela va donc vraiment économiser de l'argent
grâce à des astuces toutes simples.
grâce à des astuces toutes simples.
06:21
And now you're of course curious if it also worked.
103
365909
3473
Maintenant vous êtes évidemment curieux
de savoir si ça a aussi fonctionné.
de savoir si ça a aussi fonctionné.
06:25
So we still have the specimen here. It's quite warm.
104
369382
3103
Nous avons toujours notre échantillon ici.
Il est assez chaud.
Il est assez chaud.
06:28
Actually, it still has to cool down first
105
372485
2579
En fait, il doit d'abord refroidir
06:30
before I can show you that the healing works.
106
375064
2340
avant que je puisse vous montrer
que la réparation fonctionne.
que la réparation fonctionne.
06:33
But I will do a trial.
107
377404
2868
Mais je vais faire un essai.
06:36
Let's see. Yeah, it worked.
108
380272
2759
Voyons voir. Oui, ça a fonctionné.
06:38
Thank you.
109
383031
1350
Merci.
06:40
(Applause)
110
384381
5416
(Applaudissements)
ABOUT THE SPEAKER
Erik Schlangen - Experimental micromechanics pioneerErik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable.
Why you should listen
Erik Schlangen is a Civil Engineering professor at Delft University of Technology and the Chair of Experimental Micromechanics. His areas of research include durability mechanics and "self-healing" materials, like the asphalt and concrete he and his team have developed that can be repaired with induction. This special asphalt is made with tiny steel wool fibers, which, when heated with induction, extends the life of the material. Currently Schlangen and his team are testing the asphalt on the A58 road near Vilssingen in the Netherlands, with the hope that it can be used in future roads all over the country.
Erik Schlangen | Speaker | TED.com