Entre les deux : une étude de matériaux intercalaires pour des blocs de verre coulé imbriqués

May 28, 2023

Date : 29 août 2022

Les assemblages de verre coulé imbriqués sont une solution prometteuse pour les applications architecturales de verre coulé, visant une transparence élevée et une structure réversible permettant la réutilisation des composants en verre (Oikonomopoulou et al., 2018 ; Oikonomopoulou, 2019b). Dans un tel système, un matériau intercalaire entre les éléments en verre est essentiel pour favoriser la répartition homogène des contraintes et tenir compte des microaspérités de surface des éléments en verre. Vers la circularité, ce matériau doit être sec (et non adhésif), permettant le démontage éventuel du système. Des travaux expérimentaux antérieurs de (Aurik et al., 2018 ; Oikonomopoulou et al., 2019b) se sont concentrés sur l'utilisation d'intercalaires en PU et PVC comme candidats appropriés ; l'accent dans ces études a été uniquement mis sur les performances mécaniques du matériau intercalaire.

Cette recherche fournit un examen des matériaux candidats potentiels adaptés aux couches intermédiaires d'un assemblage de verre coulé imbriqué, sur la base d'un ensemble de critères de conception et de performances révisés qui sont divisés en primaires et secondaires. En outre, l'impact de leurs propriétés matérielles uniques sur l'application potentielle du système de verrouillage est examiné. L'ensemble du processus, de la fabrication à la construction de l'ensemble complet, basé sur un scénario de construction supposé, est présenté selon une réaction en chaîne, dont le point de départ est l'intercalaire lui-même.

Après avoir défini les critères de conception auxquels l'intercalaire doit respecter, les candidats proposés sont : des feuilles de PETG (Vivak®), du Néoprène, de l'Aluminium, du Polyuréthane Laminé (PU) et un intercalaire en aluminium Soft-core. Les propriétés uniques et les défis de fabrication des cinq intercalaires proposés sont pris en compte, ainsi que leurs propriétés en relation avec l'assemblage, ce qui conduit au développement de deux séquences d'assemblage distinctes. La principale distinction concerne les intercalaires qui risquent de ramper et ceux qui ne risquent pas de ramper. La recherche se termine par une comparaison entre l'assemblage à emboîtement et les autres assemblages de blocs de verre actuellement appliqués.

L'application architecturale des blocs de verre coulé gagne lentement en popularité, avec des exemples récents tels que le pavillon Qaammat (Oikonomopoulou et al., 2022), le LightVault (Parascho et al., 2020), la sculpture Qwalala (Paech, Goppert, 2018), les Maisons de Cristal (Oikonomopoulou et al., 2018), la Maison d'Optique (Oshima, 2012), la Fontaine de la Couronne (Hannah, 2009) et le mémorial d'Atocha (Paech, Goppert, 2008). Tous les projets mentionnés ci-dessus d'assemblages de blocs de verre coulés autoportants reposent soit sur une sous-structure de support visible (par exemple dans les maisons d'optique, la fontaine de la Couronne) ou, pour un système moins intrusif visuellement, sur un adhésif transparent ou de couleur claire pour coller le solide. blocs de verre ensemble (par exemple dans le mémorial d'Atocha, les maisons de cristal, Qwalala, LightVault et le pavillon Qaammat), comme le montrent la figure 1 et le tableau 1.

L'option du collage gagne en popularité, car elle offre un niveau de transparence comparativement plus élevé, tout en garantissant l'intégrité structurelle de l'assemblage. Néanmoins, l'utilisation d'adhésif donne une structure irréversible et entrave encore davantage la recyclabilité des composants en verre en raison de la contamination. Dans le but d'obtenir un ensemble de blocs de verre coulé réversibles et démontables, offrant simultanément un niveau de transparence compétitif, un nouveau système utilisant des blocs de verre coulés imbriqués a été introduit par (Oikonomopoulou et al., 2018) (Fig. 1, à droite). Le système, encore en cours de développement, comprend un assemblage à pile sèche, avec des blocs de verre coulés imbriqués et un matériau intermédiaire (Fig.2) qui répartit uniformément les contraintes et s'adapte aux écarts de taille des blocs individuels. Le tableau 1 résume les principales caractéristiques des trois systèmes.

Bien qu'il y ait eu des développements et des tests expérimentaux visant à optimiser la géométrie des blocs de verre imbriqués elle-même (Jacobs, 2017 ; Yang, 2019 ; Oikonomopoulou, 2019a), une étude cohérente sur le matériau intercalaire n'a pas encore été réalisée. Au lieu de cela, des données expérimentales limitées sont disponibles provenant d'études antérieures (Aurik, 2017 ; Oikonomopoulou, 2019a ; Akerboom, 2016 ; Oikonomopoulou 2019b) qui se concentrent principalement sur les performances de fluage de l'intercalaire choisi, plutôt que sur tous les aspects liés à l'applicabilité éventuelle et assemblage de la structure en verre coulé.