Les chercheurs chinois ont développé un système révolutionnaire de sécurité des pitons en utilisant du béton en mousse ultra-léger, surnommé le béton « Marshmallow », qui arrête doucement les avions dans la classe de cent tonnes lors des atterrissages d’urgence.
La percée a été réalisée par la China Building Materials Academy (CBMA) Co., Ltd., en collaboration avec la China Academy of Civil Aviation Science and Technology et une société de technologie affiliée à l’Académie de Pékin. Il a récemment reçu le deuxième prix de l’innovation de la China Building Materials Federation, selon un rapport du Science and Technology Daily lundi.
L’équipe de recherche a développé un nouveau matériau, ressemblant au béton ordinaire mais avec plus de 80% de porosité et ne pesant que 200 kilogrammes par mètre cube – un dixième du poids du béton standard.
Ce matériau crée une « barrière douce » qui absorbe l’énergie cinétique par un écrasement contrôlé.
« Il a l’air solide, mais s’effondre en douceur sur l’impact, décélérant en douceur », a expliqué Fang Jun, un ingénieur de recherche et développement de la CBMA.
Les décollages et les atterrissages sont des phases critiques pour la sécurité des avions, où des accidents se produisent souvent. Pour atténuer les risques, l’Organisation internationale de l’aviation civile (OCAO) oblige les zones de sécurité (RESA) de piste qui s’étendent au moins 90 mètres au-delà des pistes.
Historiquement, les piscines d’eau, les zones d’herbe, le sol ou le sable ont été utilisées comme RESA, mais ces options étaient instables et sensibles à l’environnement.
« Par exemple, les piscines d’eau ont tendance à geler en hiver et à attirer des animaux, tandis que les surfaces du sol sont très sensibles à l’humidité et à la température environnementales, avec des propriétés mécaniques instables », a déclaré Fang.
Pour développer une capacité extraordinaire à absorber l’énergie par la fracturation, les performances d’effondrement mécanique du béton en mousse ultra-légère doivent être contrôlées avec précision.
En utilisant le Boeing 747 comme exemple, il a expliqué que le béton de mousse utilisé pour la résistance à l’impact doit être maintenu dans une plage de résistance précise de 0,30 à 0,35 mégapascals.
« Pour le béton en mousse ordinaire, une résistance plus élevée est généralement meilleure. Cependant, notre matériau fonctionne sous l’exigence d’une résistance plus faible, avec une plage de fluctuation très étroite », a déclaré Fang.
Les propositions techniques internationales utilisent du ciment sulfoaluminé de calcium comme matière première, qui offre des avantages tels que le durcissement rapide et réduit les difficultés de formation.
Cependant, son coût élevé pose des défis pour de nombreux petits aéroports à bas prix. De plus, les propriétés inhérentes du ciment sulfoaluminate de calcium peuvent entraîner la poudre sur des périodes de service prolongées, a déclaré Fang, notant que l’équipe chinoise vise une formule moins chère mais durable utilisant du ciment ordinaire.
Le moussant est le stade crucial pour produire du béton en mousse ultra-léger. « Le processus est essentiellement des » bulles « dans le mélange en béton », a déclaré Fang.
Pour fortifier des films à bulles, les chercheurs ont introduit de manière innovante un agent d’entraînement à l’air à deux chaînes basé sur la colophane. Cet agent permet aux molécules de s’aligner densément sur les membranes à bulles, formant une «armure» robuste qui empêche l’effondrement du matériau.
De plus, pour les performances de plein air à long terme dans les systèmes de paro-avion, l’équipe a développé une technologie de régulation de résistance à double étage. Cela contrôle précisément le développement de la résistance à travers un mécanisme de libération de mise en scène, permettant au matériau de compenser la dégradation de la résistance induite par l’environnement au fil du temps, a déclaré Fang.
