Vers le zéro carbone : un béton qui absorbe le CO2

L’Université d’État de Washington a mis au point une formule de béton plus respectueux de l’environnement et négatif en carbone, presque aussi solide que le béton ordinaire.

Dans le cadre d’un travail de démonstration, les chercheurs ont incorporé au ciment ordinaire du biocharbon renforcé au préalable avec de l’eau usée de béton. Ce biocharbon, un type de charbon de bois produit à partir de déchets organiques, a montré la capacité d’absorber jusqu’à 23% de son poids en dioxyde de carbone de l’air, tout en atteignant une résistance comparable à celle du ciment ordinaire.

Dirigée par le doctorant Zhipeng Li, cette recherche, publiée dans la revue Materials Letters, pourrait réduire considérablement les émissions de carbone de l’industrie du béton, l’une des plus énergivores et carbonées de toutes les industries manufacturières. « Nous sommes très enthousiastes à l’idée que cela contribuera à la mission d’un environnement bâti zéro carbone« , a déclaré Xianming Shi, professeur au Département de Génie Civil et Environnemental de la WSU et auteur correspondant de l’article.

Plus de 4 milliards de tonnes de béton sont produites chaque année à l’échelle mondiale. Sa fabrication nécessite des températures élevées et la combustion de combustibles. De plus, la décomposition du calcaire utilisé dans sa production génère du dioxyde de carbone.

Ainsi, la production de ciment est considérée comme responsable d’environ 8% des émissions totales de carbone dues aux activités humaines dans le monde.

Les chercheurs ont tenté d’ajouter du biocharbon au ciment pour le rendre plus respectueux de l’environnement et réduire son empreinte carbone. Cependant, l’ajout de seulement 3% de biocharbon réduisait considérablement la résistance du béton.

Après avoir traité le biocharbon dans l’eau usée du béton, les chercheurs de la WSU ont réussi à incorporer jusqu’à 30% de biocharbon à leur mélange de ciment. La pâte obtenue à partir du ciment amendé au biocharbon a atteint une résistance à la compression comparable à celle du ciment ordinaire, soit environ 4000 livres (1800 kg) par pouce carré après 28 jours.

L’eau usée caustique du béton est un déchet parfois problématique de la production de béton. Très alcaline, cette eau usée sert également de précieuse source de calcium. Les chercheurs ont utilisé ce calcium pour induire la formation de calcite, bénéfique pour le biocharbon et, par conséquent, pour le béton l’incorporant.

La synergie entre l’eau usée très alcaline, riche en calcium, et le biocharbon très poreux a permis la précipitation de carbonate de calcium sur ou dans le biocharbon, le renforçant et permettant la capture du dioxyde de carbone de l’air. Un béton fabriqué à partir de ce matériau continuerait à séquestrer le dioxyde de carbone pendant toute la durée de vie du béton, généralement 30 ans pour un pavage ou 75 ans pour un pont.

Pour commercialiser cette technologie, les chercheurs collaborent avec le Bureau de Commercialisation afin de protéger la propriété intellectuelle et ont déposé une demande de brevet provisoire pour leur travail sur le béton négatif en carbone. Ils ont récemment reçu une subvention initiale de la Washington Research Foundation pour produire plus de données pour diverses applications. Ils sont également à la recherche active de partenaires industriels dans le secteur du bâtiment et de la construction pour intensifier la production en vue de démonstrations sur le terrain et la licence de cette technologie WSU.

Cette innovation de l’Université d’État de Washington promet de révolutionner l’industrie du béton en proposant une solution viable et respectueuse de l’environnement. En intégrant du biocharbon renforcé dans la composition du béton, les chercheurs ont non seulement réussi à créer un matériau presque aussi résistant que le béton ordinaire, mais également capable de capter le dioxyde de carbone. Le futur du béton pourrait bien être ici, dans cette formule innovante et respectueuse de l’environnement.