TEDxDelft
Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt
Erik Schlangen : un asphalte « autorégénérant »
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Les routes pavées sont jolies, mais elles s’abîment facilement et sont coûteuses à réparer. Erik Schlangen nous présente un nouveau type d’asphalte poreux fait de matériaux simples dont une des caractéristiques est étonnante : quand il craque, il peut être « régénéré » 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 de four à micro-ondes) (Rires)
01:31
You probably all agree with me
3
75696
2025
Vous serez probablement tous d’accord avec moi
01:33
that this is a very nice road.
4
77721
2775
pour dire que cette route est très belle.
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 très agréable
pour la conduite,
pour la conduite,
01:41
but not always, especially not on these days as today,
7
85889
4134
mais pas toujours, surtout les jours
comme aujourd’hui,
comme aujourd’hui,
01:45
when it's raining a lot.
8
90023
1851
quand il pleut beaucoup.
01:47
Then you can have a lot of splash water in the asphalt.
9
91874
2948
L’eau s’accumule alors abondamment sur l’asphalte.
01:50
And especially if you then ride with your bicycle,
10
94822
2294
Et si vous circulez à vélo,
01:53
and pass these cars, then that's not very nice.
11
97116
3945
vous ne voudrez surtout pas passer à côté
de ces voitures!
de ces voitures!
01:56
Also, asphalt can create a lot of noise.
12
101061
3110
L’asphalte peut générer beaucoup de bruit.
02:00
It's a noisy material,
13
104171
1614
C’est un matériau bruyant
02:01
and if we produce roads like in the Netherlands,
14
105785
2444
et si nous construisons 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 proche des villes, il serait bien
qu’elles soient silencieuses.
qu’elles soient silencieuses.
02:08
The solution for that is to make roads
16
112361
3269
La solution c’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, matériau que
nous utilisons maintenant
nous utilisons maintenant
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 qui laissent l’eau passer,
02:22
so all the rainwater will flow away to the sides,
21
126201
2901
donc toute l’eau de pluie s’écoule sur les côtés,
02:25
and you have a road that's easy to drive on,
22
129102
2089
et la conduite devient aisée;
02:27
so no splash water anymore.
23
131191
1930
il n’y a plus d’éclaboussures d’eau.
02:29
Also the noise will disappear in these pores.
24
133121
3162
En outre, le bruit disparaît dans les pores.
02:32
Because it's very hollow, all the noise will disappear,
25
136283
3023
L’asphalte étant très creux, il absorbe tout le bruit,
02:35
so it's a very silent road.
26
139306
2588
la route est donc très silencieuse.
02:37
It also has disadvantages, of course,
27
141894
3545
Bien sûr, il y a aussi des inconvénients,
02:41
and the disadvantage of this road is that raveling can occur.
28
145439
4162
et l’inconvénient de cette route est la possibilité
de désenrobage.
de désenrobage.
02:45
What is raveling? You see that in this road
29
149601
2925
Qu’est ce que le désenrobage?
Vous voyez sur cette route
Vous voyez sur cette route
02:48
that the stones at the surface come off.
30
152526
2621
que les cailloux à la surface se décollent.
02:51
First you get one stone, then several more,
31
155147
5278
D’abord vous avez un caillou, puis plusieurs autres,
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
et plus et plus et plus et plus,
02:58
and then they -- well, I will not do that. (Laughter)
33
162167
3567
et ensuite - je ne ferai pas ça. (Rires)
03:01
But they can damage your windshield,
34
165734
2914
Mais ils peuvent abîmer votre pare-brise,
03:04
so you're not happy with that.
35
168648
1790
et vous ne voulez pas ça.
03:06
And finally, this raveling can also lead to more and more damage.
36
170438
3990
Ce désenrobage peut aussi causer
de plus en plus de dégâts,
de plus en plus de dégâts,
03:10
Sometimes you can create potholes with that.
37
174428
2616
comme des nids de poules.
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 poules, bien sûr,
peuvent devenir un problème,
peuvent devenir un problème,
03:20
but we have a solution.
40
184290
1543
mais nous avons une solution.
03:21
Here you see actually how the damage appears in this material.
41
185833
3258
Vous voyez ici comment les dégâts
se manifestent dans ce matériau.
se manifestent dans ce matériau.
03:24
It's a porous asphalt, like I said, so you have only
42
189091
2000
C’est un asphalte poreux, comme
je l’ai dit, donc il n’y a seulement
je l’ai dit, donc il n’y a seulement
03:26
a small amount of binder between the stones.
43
191091
2772
qu’une petite quantité de liant entre les cailloux.
03:29
Due to weathering, due to U.V. light, due to oxidation,
44
193863
3319
À cause de l’exposition aux intempéries,
des rayons UV, de l’oxydation,
des rayons UV, 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 va se rétracter,
03:38
and if it shrinks, it gets micro-cracks,
47
202583
1945
et si elle se rétracte, elle fait des micro-fissures
03:40
and it delaminates from the aggregates.
48
204528
1722
et elle se décolle des agrégats.
03:42
Then if you drive over the road, you take out the aggregates --
49
206250
2560
Si vous roulez ensuite sur la route,
les agrégats vont s’extraire,
les agrégats vont s’extraire,
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
comme nous venons de le voir.
03:47
To solve this problem, we thought of self-healing materials.
51
211806
3814
Pour résoudre ce problème, nous
avons pensé à des matériaux autorégénérants.
avons pensé à des matériaux autorégénérants.
03:51
If we can make this material self-healing,
52
215620
2661
Si nous pouvons faire que ce matériau s'autorégénère,
03:54
then probably we have a solution.
53
218281
3193
alors nous aurons probablement 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 laine d’acier,
comme pour laver les casseroles,
comme pour laver les casseroles,
04:01
and the steel wool we can cut in very small pieces,
55
226068
3485
et couper la laine d'acier en très petits morceaux,
04:05
and these very small pieces we can mix to the bitumen.
56
229553
3904
et mélanger ces tout petits morceaux au bitume.
04:09
So then you have asphalt
57
233457
1745
Nous obtenons alors de l’asphalte
04:11
with very small pieces of steel wool in it.
58
235202
3067
qui contient de tout petits morceaux de laine d’acier.
04:14
Then you need a machine, like you see here,
59
238269
2791
Ensuite, il faut une machine,
comme vous voyez ici,
comme vous voyez ici,
04:16
that you can use for cooking -- an induction machine.
60
241060
3139
qui sert à cuisiner; une machine à induction.
04:20
Induction can heat, especially steel; it's very good at that.
61
244199
4049
L’induction peut chauffer, particulièrement l’acier;
c’est très bon pour ça.
c’est très bon pour ça.
04:24
Then what you do is you heat up the steel,
62
248248
2682
Vous chauffez ensuite 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 s’introduira dans ces microfissures,
04:30
and the stones are again fixed to the surface.
65
254987
3207
et les cailloux seront de 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,
car je ne pouvais pas
car je ne pouvais pas
04:38
the big induction machine here onstage.
67
262156
2237
apporter une grosse machine à induction ici,
sur la scène.
sur la scène.
04:40
So a microwave is a similar system.
68
264393
2880
Un micro-ondes est un système semblable.
04:43
So I put the specimen in, which I'm now going to take out
69
267273
3645
J’ai mis l’échantillon à l’intérieur et
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.
04:52
So I said we have such an industrial machine in the lab
72
276663
4393
Nous avons une machine industrielle au laboratoire
04:56
to heat up the specimens.
73
281056
2272
pour chauffer les échantillons.
04:59
We tested a lot of specimens there,
74
283328
2090
Nous y avons testé beaucoup d’échantillons,
05:01
and then the government, they actually saw our results,
75
285418
3175
et le gouvernement a vu nos résultats,
05:04
and they thought, "Well, that's very interesting. We have to try that."
76
288593
3950
et il s’est dit : « C’est très intéressant.
Nous devons l’essayer. »
Nous devons l’essayer. »
05:08
So they donated to us a piece of highway,
77
292543
2316
Ils nous ont donc donné 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 devions faire
05:14
a test track to test this material.
79
298346
2510
une piste d’essai pour tester 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 nous
faisons la piste d’essai
faisons la piste d’essai
05:20
and then of course this road will last several years
81
304388
4498
et, bien sûr, cette route va durer plusieurs années
05:24
without any damage. That's what we know from practice.
82
308886
3288
sans subir aucun dommage. Et nous le savons
par expérience.
par expérience.
05:28
So we took a lot of samples from this road
83
312174
2779
Nous avons prélevé beaucoup d’échantillons
05:30
and we tested them in the lab.
84
314953
2269
et nous les avons testés au laboratoire.
05:33
So we did aging on the samples,
85
317222
2917
Nous avons vieilli les échantillons,
05:36
did a lot of loading on it, healed them with our induction machine,
86
320139
3612
nous avons abondamment chargé la route,
régénéré les échantillons dans notre machine à induction,
régénéré les échantillons dans notre machine à induction,
05:39
and healed them and tested them again.
87
323751
2826
et régénéré et testé encore,
05:42
Several times we can repeat that.
88
326577
1904
à plusieurs reprises.
05:44
So actually, the conclusion from this research is that
89
328481
2225
Donc, 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 la route tous les quatre ans
05:49
with our healing machine -- this is the big version
91
334024
2880
avec notre machine à régénérer, la grosse version
05:52
we have made to go on the real road --
92
336904
1905
que nous avons créée pour aller sur la vraie route,
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 vie de la surface 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
En conclusion, je peux dire
06:04
that we made a material
97
348783
2756
que nous avons fabriqué un matériau
06:07
using steel fibers, the addition of steel fibers,
98
351539
3780
avec de la laine d’acier, en ajoutant de la laine d’acier,
06:11
using induction energy to really
99
355319
2509
en utilisant l’énergie inductive
06:13
increase the surface life of the road,
100
357828
2667
pour augmenter 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
la doubler même,
06:18
so it will really save a lot of money with very simple tricks.
102
362245
3664
ce qui fera économiser beaucoup d’argent
grâce à des astuces très simples.
grâce à des astuces très simples.
06:21
And now you're of course curious if it also worked.
103
365909
3473
Maintenant vous êtes curieux de savoir si
ça a fonctionné.
ça a fonctionné.
06:25
So we still have the specimen here. It's quite warm.
104
369382
3103
Nous avons toujours l’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 si la
régénération a fonctionné.
régénération a fonctionné.
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. 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