VSS 6 2016

2 | Laborarbeit für den Strassenbau – Jeoffroy mischt Nanopartikel in eine Lösung. 2 | Travail de laboratoire pour la construction routière – Jeoffroy mélange des nanoparticules dans une solution. 3 | Eine Spule erzeugt ein Magnetfeld um die Probe. 3 | Une bobine produit un champ magnétique autour de l’échantillon. 4 | Eine Infrarotkamera zeigt auf, wie sich die Probe erwärmt. 4 | Une caméra infrarouge met en évidence l’échauffement de l’échantillon. diese Weise von innen her ausgebrannt und zerstört werden. Inspiriert von diesem Verfahren, ging Jeoffroy zwei Grössen- ordnungentiefer–vomMillimeter-indenNanometerbereich– und setzte anstelle von metallischen Stahlpartikeln magne- tische Nanopartikel ein. «Je kleiner dabei die Teilchen sind, desto schneller erwärmen sie sich», erklärt Jeoffroy. Tatsäch- lich gelang es ihm mit Hilfe der Eisenoxid-Nanopartikel aus der Krebsbekämpfung, die Aufwärmzeit auf wenige Sekun- den zu verkürzen. Gleichzeitig lösten die Nanopartikel das Rostproblem. Eisenoxid ist kein Metall, und wo kein Metall, da entsteht auch kein Rost. Ainsi, les microfissures de l’asphalte seraient éliminées et le revêtement routier serait beaucoup plus durable. Mieux que la laine d’acier Il y a quelques années, le laboratoire Road-Engineering de l’Empa, sous la direction de Manfred Partl, avait déjà suivi une approche similaire. En lieu et place de nanoparticules, les chercheurs avaient utilisé des fibres de laine d’acier. Ce procédé présentait toutefois trois faiblesses: • Tout d’abord, les fibres étaient difficiles à mélanger au bitume. Au lieu de se répartir uniformément, elles s’aggloméraient à différents endroits. E. Jeoffroy appelle cela «l’effet pelote de laine». Il entraînait des surchauffes locales lorsque les fibres s’échauffaient sous l’effet d’un champ magnétique, pouvant causer des dommages au revêtement. • Ensuite, les fibres, composées de laine d’acier, se corro- daient. Après un certain temps, de la rouille de formait à la surface. • Mais le plus gros problème, et de loin, étaient que les fibres métalliques de cette taille ne s’échauffent que lentement dans un champ magnétique. Il aurait donc fallu plusieurs minutes d’exposition pour «soigner» 50 cm de route, soit un à deux mois pour un tronçon routier de 12 kilomètres (environ la longueur du contour- nement Nord de Zurich). Etant donné qu’il faut fermer une route pour la traiter avec un véhicule produisant un champ magnétique, une durée de service aussi longue aurait été tout simplement irréaliste. Pour remédier aux faiblesses de l’ancienne méthode, E. Jeof- froy a poursuivi plusieurs approches. Il a d’abord utilisé des particules d’acier à la place des fibres de laine d’acier de l’ordre du millimètre, ce qui lui a certes permis d’éviter «l’effet pelote de laine», mais sans résoudre le problème de corrosion et des temps de chauffe, quelque peu raccourcis mais toujours beaucoup trop longs. Une solution dérivée de la médecine high-tech Finalement, c’est dans la médecine qu’E. Jeoffroy a trouvé une solution: l’hyperthermie magnétique est un procédé uti- lisée depuis quelque temps pour lutter contre les tumeurs cancéreuses. En l’occurrence, on injecte des nanoparticules d’oxyde de fer dans une tumeur et, comme pour l’asphalte, on applique un aimant de l’extérieur et on les échauffe. Ce procédé doit brûler et détruire la tumeur de l’intérieur. Inspiré par ce procédé, E. Jeoffroy a baissé de deux ordres de grandeur, passant du millimètre au nanomètre, et a em- ployé des nanoparticules magnétiques au lieu des particules d’acier métalliques. «Plus les particules sont petites, plus elles s’échauffent vite», explique E. Jeoffroy. Et il est effec- tivement parvenu à réduire le temps de chauffe à quelques secondes à l’aide des nanoparticules d’oxyde de fer issues de la lutte contre le cancer. Ces nanoparticules résolvaient parallèlement le problème de corrosion. En effet, l’oxyde de fer n’est pas un métal – et sans métal, pas de rouille. THEMA THÈME16 STRASSEUNDVERKEHRNR.6,JUNI2016 ROUTEETTRAFICNo 6,JUIN2016

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