Voor zijn masterproject Joseph Desruelle bedacht een plan om stalen staven van ontmantelde elektriciteitsmasten te hergebruiken om een ​​nieuw dak te maken voor het treinstation van Lausanne. Deze benadering is nog theoretisch, maar het hergebruik van materialen op deze manier zou ooit gemeengoed kunnen worden.

Voor zijn masterproject civiele techniek, Joseph Desruelle bedacht een project om duizenden stalen staven van ontmantelde elektrische pylonen te tellen en te classificeren, en om hun mechanische eigenschappen te gebruiken om een ​​nieuw stationsoverkapping te ontwerpen. Het project van Desruelle werd begeleid door Corentin Fivet bij EPFL's Structural Xploration Lab (SXL) - gevestigd in het slimme living lab in Fribourg - en Aurelio Muttoni bij EPFL's Structural Concrete Laboratory (iBeton), en zijn mondelinge verdediging vond plaats op 22 maart.

De aanpak die Desruelle gebruikte, maakt deel uit van een nieuwe onderzoekslijn in de civiele techniek:het hergebruiken van structurele elementen in hun ruwe vorm (stalen staven en systemen, houten balken enz.) aan het einde van hun levensduur, in plaats van ze te recyclen of te schrappen. Het op deze manier hergebruiken van materialen verkleint de belichaamde CO2-voetafdruk van nieuwe gebouwen, aangezien 71% van hun uitstoot van broeikasgassen het gevolg is van de winning en productie van materialen en de bouwfase. De aanpak vermindert ook de hoeveelheid afval die door de bouwsector wordt geproduceerd, die goed is voor ongeveer een derde van al het afval dat in Europa wordt geproduceerd. als laatste, hergebruik van materialen heeft het voordeel dat eindige natuurlijke hulpbronnen behouden blijven.

Ondanks al die voordelen, op dit gebied is weinig onderzoek gedaan, en er zijn weinig praktische toepassingen geweest om de waarde ervan aan te tonen. Daarom begon Desruelle zijn studie met een theoretische analyse die deze benadering moet vergemakkelijken. Hij ontwikkelde een optimalisatie-algoritme waarmee een constructie – zoals een brug of gebouw – kan worden ontworpen met elk type hergebruikte structurele elementen. De ingenieur voert het aantal elementen in dat beschikbaar is voor hergebruik en hun grootte, massa, geometrie en mechanische eigenschappen, en het algoritme stelt een optimaal ontwerp voor dat de benodigde hoeveelheid materialen minimaliseert, zonder extra afval te creëren maar ruimte te laten voor creativiteit. In zijn theoretische studie Desruelle putte uit werk van Jan Brütting, een doctoraatsstudent aan SXL.

Casestudy

In het tweede deel van zijn project, Desruelle testte zijn proces in een casestudy geïnspireerd op de ontmanteling van zes hoogspanningslijnen in het kanton Wallis. Dit zal mogelijk 18, 000 stalen staven per lijn, waarvan iets meer dan 80% herbruikbaar zal zijn. Door deze componenten te nemen, Desruelle gebruikte zijn algoritme om een ​​200 meter lange dakconstructie opnieuw te ontwerpen die de sporen en perrons van het treinstation van Lausanne bedekt. Hij stelde zichzelf twee belangrijke beperkingen:hij moest voorkomen dat hij stalen staven doorsneed en hij moest bestaande verbindingen hergebruiken.

Door te kiezen voor een modulair ontwerp, Desruelle kon er ook voor zorgen dat op zijn dak modules van de pylonen werden hergebruikt, zonder ze uit elkaar te halen. "Deze manier van hergebruik van materialen heeft het voordeel dat er arbeid wordt bespaard, omdat de componenten gewoon van de ene plaats naar de andere moeten worden vervoerd, "zei hij. Op het einde, het project zou slechts 20% van de materialen van de hoogspanningslijnen gebruiken, en zou de belichaamde koolstof met 80% verminderen in vergelijking met het bouwen van een identiek dak met gloednieuwe materialen.

Toevallig heeft de Zwitserse spoorwegen plannen om wijzigingen aan te brengen in de historische overkapping van het treinstation van Lausanne als onderdeel van het project om het station uit te breiden. Echter, Desruelle maakt duidelijk dat, aangezien het dak op de lijst staat, er zijn geen plannen om het te vervangen of om te bouwen. Volgens de tekeningen die hij van de Zwitserse spoorwegen heeft gekregen, de luifel wordt eenvoudig verlengd om de langere platforms te bedekken. Echter, Het project van Desruelle zou in andere toepassingen kunnen worden gebruikt, zoals voor een fabriek, een sportcentrum of zelfs een brug.

alternatieve realiteit

"We bevinden ons nog steeds in het rijk van de alternatieve realiteit, " zegt Corentin Fivet, die samen het masterproject van Desruelle begeleidden. "Er zijn verschillende economische en burgerlijke aansprakelijkheidskwesties die moeten worden opgelost. vanuit technisch oogpunt, dat wilden we laten zien, met behulp van onze tools, het zal binnenkort mogelijk zijn om constructieve elementen op een zeer efficiënte manier te hergebruiken om nieuwe constructies te bouwen. De Europese Unie investeert veel geld in dit onderzoeksgebied, die het ziet als een manier om banen te creëren en de lokale economieën te stimuleren. Ik ben optimistisch dat deze aanpak binnenkort de voor de hand liggende keuze zal worden."

Desruelle voegt toe:"Het hele punt is om de manier waarop we denken over civiele techniek te veranderen - waar het huidige paradigma kan worden samengevat als build it, gebruikt, afbreken en weggooien – en op weg naar een circulaire economie.” Betekent dat dat architecten al in de ontwerpfase rekening moeten houden met beschikbare materialen? Fivet, die zelf architect en ingenieur is, is ervan overtuigd dat ze en hij ziet daarin een nieuwe uitdaging:"Architecten zullen hun creativiteit gebruiken om de beste herbruikbare materialen te vinden als basis voor de constructie en vervolgens bedenken hoe ze deze het meest effectief kunnen gebruiken." Deze methode was misschien interessant voor Jean Tinguely, die in Fribourg is geboren en wiens museum slechts enkele kilometers verwijderd is van het laboratorium waar dit onderzoek is gedaan.