Les matériaux de construction sont les éléments fondamentaux de la construction, déterminant les caractéristiques, le style et l'esthétique d'un bâtiment. Les matériaux traditionnels comprennent principalement la pierre, le bois, les briques d'argile, la chaux et le gypse, tandis que les matériaux modernes incluent l'acier, le ciment, le béton, le verre et les plastiques. Chacun d'entre eux possède des caractéristiques distinctives et joue un rôle important dans la construction.
Matériau de construction traditionnel
1. Pierre
La pierre est l'un des premiers matériaux de construction traditionnels utilisés dans l'histoire de l'humanité. Elle se caractérise par des réserves abondantes, une large distribution, une structure fine, une résistance élevée à la compression, une bonne résistance à l'eau, une durabilité et une excellente résistance à l'usure. L'Europe occidentale a autrefois largement utilisé la pierre en architecture, avec des exemples notables comme le magnifique château de Versailles en France et le Parlement britannique. De plus, les pyramides d'Égypte ont été construites avec de grands blocs de pierre taillés avec précision. L'architecture en pierre dégage une aura de grandeur, de solennité et de noblesse. Cependant, en raison de sa densité et de son poids élevés, les structures en pierre ont tendance à avoir des murs plus épais, ce qui réduit la surface au sol du bâtiment. Néanmoins, elle peut être utilisée comme symbole de luxe dans l'architecture haut de gamme, créant des effets artistiques uniques.
2. Bois
Le bois, matériau de construction traditionnel, présente des caractéristiques telles que la légèreté, la résistance élevée, l'esthétique, la maniabilité, la renouvelabilité, la recyclabilité et le respect de l'environnement. Les bâtiments en bois présentent donc une excellente stabilité et une excellente résistance sismique. Cependant, son utilisation présente également des inconvénients : il est sujet à la déformation, aux fissures, à la moisissure et aux infestations d'insectes. De plus, il est sensible au feu, ce qui peut affecter sa qualité et sa durabilité.
Le bois est un matériau de construction intemporel grâce à ses propriétés mécaniques supérieures et a été largement utilisé dans les travaux de construction depuis l'Antiquité. Certains bâtiments, comme certaines parties des temples Nanchan et Foguang sur le mont Wutai en Chine, en sont des exemples architecturaux typiques. Ces structures présentent des pentes douces et constantes, de larges avant-toits, des consoles proéminentes et un style solennel et simple.
Dans les projets de génie civil modernes, des éléments tels que les poutres, les colonnes, les supports, les portes, les fenêtres et même les coffrages en béton reposent sur le bois. Matériau de construction respirant, le bois procure chaleur en hiver et fraîcheur en été, créant ainsi un environnement de vie idéal pour l'homme.
Temple Nanchan, Chine
3. Briques d'argile
Les briques d'argile sont un matériau de construction fabriqué par l'homme. Depuis longtemps, elles constituent le principal matériau de construction des murs en Chine. Elles se caractérisent par leur petite taille, leur légèreté, leur facilité de construction, leur forme ordonnée et régulière, leur capacité portante, leurs capacités d'isolation et d'entretien, ainsi que par leur décoration de façade. Leur utilisation dans la construction a joué un rôle important dans la création d'espaces résidentiels. La Cité interdite est une représentation architecturale typique utilisant des briques d'argile. Les briques d'argile de forme régulière utilisées pour la façade extérieure contribuent à son impressionnant effet artistique. Cependant, la matière première des briques d'argile est l'argile naturelle, et leur production implique le sacrifice de terres arables. Progressivement, elles ont été remplacées par d'autres matériaux. Néanmoins, leur place dans l'histoire de l'architecture humaine restera à jamais gravée dans l'histoire.
4. Citron vert
La chaux, matériau de construction traditionnel, est reconnue pour sa forte plasticité, son durcissement lent, sa faible résistance après durcissement et son important retrait volumique pendant le durcissement. Son histoire millénaire témoigne de la confiance et de la dépendance de l'humanité envers ce matériau. La chaux demeure un matériau de construction important, largement utilisé dans divers projets et industries de construction, tels que le plâtrage intérieur, le mélange de mortier et de coulis de chaux, et la préparation de briques en adobe et en terre crue.
De même, le gypse, autre matériau de construction traditionnel et ancien, se distingue par son abondance de matières premières, sa simplicité de fabrication, sa faible consommation d'énergie, sa forte absorption d'humidité, son prix abordable et son respect de l'environnement. Il est particulièrement adapté aux cloisons intérieures, à la décoration et aux finitions architecturales modernes. Il est également principalement utilisé pour la fabrication d'enduits et de produits dérivés du plâtre.
Matériau de construction moderne
5. Acier
L'acier joue un rôle crucial dans l'architecture moderne en tant que matériau de construction. Il possède d'excellentes qualités : légèreté et grande résistance, plasticité et ténacité élevées, sécurité et fiabilité, industrialisation poussée, rapidité de construction, démontage aisé, excellentes propriétés d'étanchéité et résistance élevée à la chaleur. Ces caractéristiques exceptionnelles en font un matériau incontournable dans l'architecture moderne, principalement utilisé pour les structures en acier de grande portée comme les aéroports et les stades, les structures en acier pour immeubles de grande hauteur comme les hôtels et les immeubles de bureaux, les structures imposantes comme les tours de télévision et de communication, les structures en acier à coque plate comme les grands réservoirs de stockage de pétrole et de gaz, les structures en acier pour usines industrielles, les structures en acier légères comme les petits entrepôts, les structures en acier pour ponts et les structures en acier pour composants mobiles comme les ascenseurs et les grues.
6. Ciment
Le ciment, matériau de construction moderne, trouve de nombreuses applications dans les secteurs industriel, agricole, des ressources en eau, des transports, de l'urbanisme, des ports et de la défense. De nos jours, il est devenu un matériau indispensable à tout projet de construction. Le ciment est une poudre inorganique qui, mélangée à l'eau, forme une pâte fluide et malléable. Au fil du temps, cette pâte subit des modifications physiques et chimiques, se transformant d'une pâte malléable en un solide durci doté d'une certaine résistance. Il peut également lier des masses solides ou des matériaux granulaires pour créer une structure unifiée. Le ciment durcit et gagne en résistance non seulement à l'air, mais peut également durcir dans l'eau, conservant, voire améliorant, sa résistance. Largement utilisé dans les projets de construction, le ciment offre un large éventail d'applications : génie civil, infrastructures pétrolières et gazières, construction de barrages, maçonnerie, construction routière, etc.
7. Béton
Le béton, matériau de construction moderne, joue un rôle essentiel dans les projets de construction contemporains. Il est obtenu par mélange de liants tels que l'argile, la chaux, le gypse, les cendres volcaniques ou l'asphalte naturel avec des granulats tels que le sable, le laitier et la pierre concassée. Il possède d'excellentes propriétés, notamment une forte cohésion, une grande durabilité et une bonne résistance à l'eau. Cependant, le béton est considéré comme un matériau fragile, doté d'une résistance élevée à la compression et d'une très faible résistance à la traction, ce qui le rend sujet aux fissures.
Avec l'introduction du ciment et de l'acier, on a découvert que la combinaison de ces matériaux offrait une meilleure adhérence et permettait de compenser leurs faiblesses respectives tout en exploitant leurs forces. L'intégration d'armatures en acier au béton permet non seulement de protéger l'acier de l'exposition à l'atmosphère, prévenant ainsi la corrosion, mais aussi d'améliorer la résistance à la traction de l'élément structurel. Cela a conduit au développement du béton armé, élargissant ainsi le champ d'application du béton dans la construction.
Comparées aux structures traditionnelles en brique et en pierre, en bois et en acier, les structures en béton ont connu un développement rapide et sont devenues le principal matériau de construction en génie civil. De plus, le béton haute performance et les bétons innovants continuent de progresser et d'évoluer dans le secteur de la construction.
8. Verre
De plus, le verre et le plastique, matériaux de construction innovants et modernes, sont constamment utilisés dans les projets de construction contemporains. Le verre répond aux exigences d'éclairage naturel, de décoration et de conception de façades, répondant ainsi aux exigences d'efficacité énergétique de l'architecture moderne. Il trouve des applications dans presque tous les aspects de la construction grâce à ses différents types : verre trempé, verre semi-trempé, verre isolant, verre feuilleté, verre teinté, verre à couche, verre imprimé, verre résistant au feu, verre sous vide, etc.
Grand Théâtre Poly de Shanghai
9. Plastique
Le plastique est une nouvelle classe de matériaux de construction qui, grâce à ses excellentes performances, sa large gamme d'applications et ses perspectives prometteuses, est considéré comme la quatrième grande catégorie de matériaux de construction après l'acier, le ciment et le bois dans la construction moderne. Ses applications sont multiples, des toitures aux sols, en passant par les équipements publics extérieurs et la décoration intérieure. Actuellement, les applications les plus courantes du plastique dans la construction sont les conduites d'eau et d'évacuation, les conduites de transport de gaz et les portes et fenêtres en PVC, suivis par les fils et câbles électriques.
L'un des principaux avantages des plastiques réside dans leur potentiel considérable d'économies d'énergie. Leur production et leur utilisation consomment nettement moins d'énergie que celles d'autres matériaux de construction. De ce fait, ils sont désormais largement utilisés dans divers projets de construction de toitures, de murs et de revêtements de sol. Le secteur des plastiques architecturaux évolue constamment vers une fonctionnalité accrue, des performances accrues, une polyvalence accrue et un meilleur rapport coût-efficacité.
10. Mastic silicone
Le mastic silicone est une substance pâteuse obtenue en mélangeant du polydiméthylsiloxane (matière première principale) avec des agents de réticulation, des charges, des plastifiants, des agents de couplage et des catalyseurs sous vide. À température ambiante, il durcit et forme un caoutchouc de silicone élastique par réaction avec l'humidité de l'air. Il est utilisé pour le collage et l'étanchéité de divers types de verre et autres substrats. Eolya propose actuellement des mastics multifonctions, notamment des mastics pour verre, des mastics résistants aux intempéries, des mastics ignifuges, des mastics pour pierre, des mastics pour joints métalliques, des mastics anti-moisissures, des mastics pour joints décoratifs et des mastics pour vitrage isolant, disponibles en plusieurs types et spécifications.
11. Mousse de polyuréthane (mousse PU)
En tant que nouveau matériau de construction, la mousse de polyuréthane a suscité un vif intérêt ces dernières années. Elle est synthétisée à partir de monomères tels que les isocyanates et les polyols par une réaction de polymérisation, le dioxyde de carbone généré servant d'agent moussant. Cette réaction produit une mousse microcellulaire à structure dense. Les mousses de polyuréthane se divisent principalement en mousses de polyuréthane rigides, mousses de polyuréthane souples et mousses de polyuréthane semi-rigides. Contrairement à la structure à cellules fermées de la mousse de polyuréthane rigide, la mousse de polyuréthane souple présente une structure à cellules ouvertes, caractérisée par sa légèreté, sa respirabilité et sa bonne résilience. La mousse de polyuréthane semi-rigide est une mousse à cellules ouvertes dont la dureté se situe entre celle de la mousse souple et celle de la mousse rigide, et dont les valeurs de charge en compression sont plus élevées. La mousse de polyuréthane rigide, un nouveau matériau synthétique aux fonctions isolantes et imperméabilisantes, présente une faible conductivité thermique et une faible densité, ce qui la rend souvent utilisée comme matériau d'isolation et de barrière thermique dans la construction.
Comparée aux matériaux de construction traditionnels, la mousse de polyuréthane présente des avantages exceptionnels à plusieurs égards, notamment une excellente isolation, une forte résistance au feu, une forte résistance à l'eau et des propriétés mécaniques stables. Elle peut être appliquée sur site par moulage ou projection pour former une couche isolante continue et a trouvé de nombreuses applications pour les façades de bâtiments, les toitures, les sols, les portes, les fenêtres et les réseaux de chauffage.
Comparés aux matériaux de construction traditionnels et modernes, grâce aux progrès technologiques et à l'évolution des exigences architecturales, les matériaux de construction modernes offrent davantage d'avantages que les matériaux traditionnels. De ce fait, ils ont pris une place prépondérante dans l'architecture contemporaine, tandis que les matériaux de construction traditionnels jouent un rôle complémentaire. Les matériaux de construction modernes tels que l'acier, le ciment, le béton, le verre et les composites ont brisé les contraintes de forme et de taille imposées par les matériaux traditionnels comme la pierre, le bois, les briques d'argile et le plâtre de chaux. Ils ont facilité le développement de structures de grande hauteur et de grande portée et ont répondu aux exigences de la construction urbaine, s'inscrivant dans les tendances de la société moderne en matière de protection de l'environnement et d'économies d'énergie.
Date de publication : 31 août 2023
