Pourquoi l'ETFE est le matériau de construction miracle

ETFE est l'abréviation de Ethylene Tetrafluoroethylene, une feuille de polymère translucide utilisée à la place du verre et du plastique dur dans certains bâtiments modernes. L'ETFE est généralement installé dans un cadre métallique, où chaque unité peut être éclairée et manipulée indépendamment. Les sources lumineuses peuvent être de chaque côté du revêtement en plastique.

Comparé au verre, l'ETFE transmet plus de lumière, isole mieux et coûte 24 à 70% de moins à installer. L'ETFE ne représente que 1/100 du poids du verre et possède des propriétés qui le rendent plus flexible en tant que matériau de construction et moyen d'éclairage dynamique.

Points clés à retenir: ETFE

Le SSE Hydro en Ecosse, une partie de le portefeuille de conception de l'architecte britannique Norman Foster, a été achevé en 2013 en tant que lieu de divertissement. À la lumière du jour, le revêtement en ETFE peut manquer d'excitation mais être fonctionnel en laissant entrer la lumière naturelle dans les intérieurs. Après la tombée de la nuit, cependant, le bâtiment peut devenir un spectacle de lumière, avec un éclairage intérieur brillant ou extérieur s'allume autour des cadres, créant des couleurs de surface qui peuvent être modifiées avec le retournement d'un programme informatique.

Pour d'autres lieux, des rangées de lumières entourent les panneaux en plastique. Les pièces en ETFE sur l'Allianz Arena en Allemagne sont en forme de diamant. Chaque coussin peut être contrôlé numériquement pour afficher des lumières rouges, bleues ou blanches - selon l'équipe à domicile qui joue.

Ce matériau a été appelé un tissu, un film et une feuille. Il peut être cousu, soudé et collé ensemble. Il peut être utilisé sous la forme d'une feuille à un pli ou en couches, avec plusieurs feuilles. L'espace entre les couches peut être mis sous pression pour réguler à la fois les valeurs isolantes et la transmission lumineuse. La lumière peut également être régulée pour les climats locaux en appliquant des motifs non transmissibles (par exemple, des points) pendant le processus de fabrication. Avec des points sombres imprimés sur le plastique translucide, les rayons lumineux sont déviés. Ces modèles d'application peuvent être utilisés conjointement avec la superposition - à l'aide de capteurs photoélectriques et de programmes informatiques, l'emplacement des "points" peut être déplacé stratégiquement en contrôlant l'air entre les couches, en "étirant ou affaissant" le matériau, ce qui positionne les points pour bloquer là où le soleil est brille à travers.

Les systèmes informatiques peuvent également réguler les effets d'éclairage dynamiques pour les structures en ETFE. Lorsque l'extérieur de l'Allianz Arena est rouge, le FC Bayern Munich est l'équipe locale qui joue dans le stade - les couleurs de leur équipe sont rouges et blanches. Lorsque l'équipe de football TSV 1860 München joue, les couleurs du stade changent en bleu et blanc - les couleurs de cette équipe.

L'ETFE est souvent appelé un matériau de construction miracle pour architecture de traction. L'ETFE est (1) suffisamment solide pour supporter 400 fois son propre poids; (2) mince et léger; (3) extensible à trois fois sa longueur sans perte d'élasticité; (4) réparé en soudant des pièces de ruban sur des larmes; (5) antiadhésif avec une surface qui résiste à la saleté et aux oiseaux; (6) devrait durer jusqu'à 50 ans. De plus, l'ETFE ne brûle pas, bien qu'il puisse fondre avant de s'auto-éteindre.

En raison de sa force et de sa capacité à transmettre les rayons UV du soleil, l'ETFE est fréquemment utilisé dans les sites sportifs qui souhaitent des terrains de sport en gazon naturel et sain.

Tout sur l'ETFE n'est pas miraculeux. D'une part, ce n'est pas un matériau de construction "naturel" - c'est du plastique, après tout. De plus, l'ETFE transmet plus de son que le verre et peut être trop bruyant pour certains endroits. Pour un toit sujet aux gouttes de pluie, la solution de contournement consiste à ajouter une autre couche de film, diminuant ainsi les coups de tambour assourdissants de la pluie mais augmentant le prix de la construction. L'ETFE est généralement appliqué en plusieurs couches qui doivent être gonflées et nécessitent une pression d'air constante. Selon la façon dont l'architecte l'a conçu, le «look» d'un bâtiment pourrait changer radicalement si les machines qui fournissent la pression tombent en panne. En tant que produit relativement nouveau, l'ETFE est utilisé dans les grandes entreprises commerciales - travailler avec l'ETFE est trop complexe pour les petits projets résidentiels, pour le moment.

Comment se fait-il qu'un film plastique synthétique soit connu sous le nom de le matériau de construction de la durabilité?

Lors du choix des produits de construction, tenez compte du cycle de vie des matériaux. Par exemple, le revêtement de vinyle peut être recyclé après son utilité, mais quelle énergie a été utilisée et comment l'environnement a-t-il été pollué par son processus de fabrication d'origine? Le recyclage du béton est également célébré dans le monde de la construction respectueux de l'environnement, mais le processus de fabrication est l'un des principaux contributeurs aux gaz à effet de serre. Un ingrédient de base dans le béton est le ciment, et l'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA) nous dit que la fabrication du ciment est la troisième plus grande source industrielle de pollution au monde.

Lorsque vous pensez au cycle de vie de la production de verre, en particulier par rapport à l'ETFE, considérez l'énergie utilisée pour le créer et l'emballage nécessaire pour transporter le produit.

Amy Wilson est "explicatrice en chef" pour Architen Landrell, l'un des leaders mondiaux de l'architecture de traction et des systèmes de tissus. Elle nous dit que la fabrication d'ETFE cause peu de dommages à la couche d'ozone. "La matière première associée à l'ETFE est une substance de classe II admise en vertu du traité de Montréal", écrit Wilson. "Contrairement à ses homologues de classe I, il n'endommage que très peu la couche d'ozone, comme c'est le cas pour tous matériaux utilisés dans le processus de fabrication. "La création d'ETFE aurait consommé moins d'énergie que la fabrication verre. Wilson explique:

"La production d'ETFE implique la transformation du monomère TFE en polymère ETFE par polymérisation; aucun solvant n'est utilisé dans cette procédure à base d'eau. Le matériau est ensuite extrudé à différentes épaisseurs selon l'application; un processus qui utilise un minimum d'énergie. La fabrication de la feuille implique le soudage de grandes feuilles d'ETFE; c'est relativement rapide et encore une fois un faible consommateur d'énergie. "

Parce que l'ETFE est également recyclable, la culpabilité environnementale n'est pas dans le polymère, mais dans les cadres en aluminium qui retiennent les couches de plastique. "Les cadres en aluminium nécessitent un niveau élevé d'énergie pour la production", écrit Wilson, "mais ils ont également une longue durée de vie et sont facilement recyclés lorsqu'ils atteignent leur fin de vie."

Un voyage photo de l'architecture ETFE dissipe rapidement l'idée qu'il s'agit d'un simple matériau de revêtement en plastique que vous pourriez mettre sur votre toit ou votre bateau un jour de pluie. L'équipe d'architecture suisse de Jacques Herzog et Pierre de Meuron a créé un look sculpté pour l'Allianz Arena (2005), l'une des plus belles structures en ETFE de München-Fröttmaning, en Allemagne. Salle des mangroves (1982) au Royal Burgers 'Zoo à Arnhem, aux Pays-Bas, serait la première application du revêtement en ETFE. Le site du Water Cube (2008) construit pour les Jeux olympiques de Beijing, en Chine, a attiré l'attention du monde sur le matériel. Le biodome Eden Project (2000) à Cornwall, en Angleterre, a créé une teinte «verte» au matériau synthétique.

En raison de sa flexibilité et de sa portabilité, les structures temporaires telles que les pavillons de la Serpentine Gallery à Londres, L'Angleterre a été créée récemment au moins partiellement avec l'ETFE; le pavillon 2015 en particulier ressemblait à un colon coloré. Les toits des stades sportifs modernes, y compris le stade de la banque américaine (2016) à Minneapolis, Minnesota, sont souvent en ETFE - ils ressemblent à des vitres, mais le matériau est en plastique très sûr et non déchirable.

La famille du Pont a émigré en Amérique peu de temps après la Révolution française, apportant avec elle des compétences dans la fabrication d'explosifs au XIXe siècle. Utiliser la chimie pour développer des produits synthétiques ne s'est jamais arrêté au sein de la société DuPont, créateurs de nylon en 1935 et de Tyvek en 1966. Quand Roy Plunkett a travaillé chez DuPont dans les années 1930, son équipe a accidentellement inventé le PTFE (polytétrafluoroéthylène), qui est devenu le Téflon.^® L'entreprise, qui se considère comme «un pionnier de la science des polymères avec un héritage d'innovation», aurait créé l'ETFE dans les années 1970 comme revêtement isolant pour l'industrie aérospatiale.

L'architecture de traction de Frei Otto, lauréat du Prizker dans les années 1960 et 1970 a été une inspiration pour les ingénieurs de trouver le meilleur matériau à utiliser pour ce que les constructeurs et les architectes appellent le «revêtement», ou le matériau que nous pourrions appeler le revêtement extérieur pour notre maisons. L'idée de l'ETFE comme revêtement de film est venue dans les années 1980. L'ingénieur Stefan Lehnert et l'architecte Ben Morris ont cofondé Vecteur Foiltec pour créer et commercialiser Texlon^® ETFE, un système multicouche de feuilles ETFE et de revêtements architecturaux. Ils n'ont pas inventé le matériau, mais ils ont inventé le procédé pour souder ensemble des feuilles d'ETFE - et donner à un bâtiment l'aspect en couches.

• Birdair. Types de structures membranaires en traction. http://www.birdair.com/tensile-architecture/membrane
• Birdair. Qu'est-ce qu'un film ETFE? http://www.birdair.com/tensile-architecture/membrane/etfe
• Dupont. Histoire. http://www.dupont.com/corporate-functions/our-company/dupont-history.html
• Dupont. Plastiques, polymères et résines. http://www.dupont.com/products-and-services/plastics-polymers-resins.html
• EPA. Initiative d'application de la loi sur la fabrication du ciment. https://www.epa.gov/enforcement/cement-manufacturing-enforcement-initiative
• Wilson, Amy. Feuille ETFE: Guide de conception. Architen Landrell, 11 février 2013, http://www.architen.com/articles/etfe-foil-a-guide-to-design/, http://www.architen.com/wp-content/uploads/architen_files/ce4167dc2c21182254245aba4c6e2759.pdf