Des scientifiques utilisent des cendres textiles pour créer un ciment extrêmement résistant

Des chercheurs de l’Université de Technologie de Kaunas (KTU) développent de nouvelles méthodes pour transformer les déchets textiles en énergie et en matériaux cimentaires haute performance, offrant des solutions durables pour deux secteurs gourmands en ressources – le textile et la construction.

Les déchets ne sont plus seulement un problème ; ils peuvent devenir une ressource précieuse. Les scientifiques de l’Université de Technologie de Kaunas (KTU) en Lituanie explorent comment les déchets textiles peuvent être convertis en énergie ou incorporés dans la production de ciment et de béton. De telles solutions réduisent la pollution environnementale, soutiennent l’économie circulaire et ouvrent de nouvelles opportunités pour l’industrie.

Chaque année, plusieurs milliards de tonnes de déchets sont générés dans l’Union européenne. L’UE met actuellement à jour sa législation sur la gestion des déchets pour passer à un modèle d’économie circulaire plus durable. Contrairement au système linéaire traditionnel – où les ressources sont extraites, utilisées puis jetées – l’économie circulaire se concentre sur la réduction des déchets grâce à une conception intelligente des produits, la réutilisation, la réparation, le recyclage et une consommation plus durable. Une attention particulière est portée au textile et à la construction, deux secteurs ayant une forte empreinte environnementale.

Le défi des déchets textiles

La gestion des déchets textiles reste un défi mondial. La plupart des produits textiles sont encore incinérés ou mis en décharge, et seule une petite part est recyclée ou réutilisée. En Europe, seule une fraction des textiles post-consommation est collectée séparément, et seulement quelques pour cent des vêtements usagés sont transformés en nouveaux produits – les technologies de recyclage fibre-à-fibre émergent encore.

Actuellement, la plupart des matériaux textiles recyclés sont réaffectés à des produits de faible valeur tels que des chiffons de nettoyage, des isolants ou des rembourrages. Le recyclage des vêtements synthétiques est particulièrement difficile en raison des additifs utilisés lors de la production, ce qui complique le tri et le traitement. Des microplastiques sont également libérés lors du lavage ou du traitement. Étant donné que la plupart des vêtements sont constitués de mélanges de fibres, l’incinération et la mise en décharge restent les méthodes d’élimination les plus courantes – pourtant l’incinération directe augmente les émissions de CO₂ et la pollution environnementale.

Utiliser les déchets textiles dans l’industrie du ciment et du béton

Une orientation prometteuse pour une réutilisation à plus haute valeur est l’incorporation de matériaux dérivés du textile dans d’autres secteurs gourmands en ressources, comme la production de ciment et de béton.

« L’industrie cimentière, en particulier les processus de cuisson du clinker dans les fours rotatifs, contribue significativement à la pollution environnementale. C’est pourquoi les chercheurs cherchent activement des moyens de réduire la quantité de ciment conventionnel dans les mélanges à base de ciment en le remplaçant par des liants ou des charges alternatifs, explique le Dr Raimonda Kubiliūtė de la Faculté de Technologie Chimique de KTU.

Dans les secteurs du ciment et de la construction, les scientifiques développent des stratégies innovantes pour réduire la part du ciment Portland ordinaire sans compromettre – et parfois même en améliorant – les performances des matériaux. Réduire la teneur en clinker est également essentiel pour diminuer les émissions de CO₂. Des recherches récentes soutiennent cette orientation : une publication Springer de 2025 a démontré que des déchets d’argile smectitique calcinés peuvent partiellement remplacer le ciment Portland dans les liants de type LC3 tout en atteignant des résistances à la compression compétitives, soulignant le potentiel des déchets industriels comme matériau complémentaire viable.

Les premiers résultats des chercheurs de KTU travaillant à l’interface des industries textile et cimentière montrent que l’ajout de 1,5 % de fibre de polyester recyclée provenant de vêtements mis au rebut peut augmenter la résistance du béton de 15 à 20 % et améliorer significativement la résistance au gel-dégel.

Les cendres textiles augmentent significativement la résistance

Le traitement thermique des déchets textiles à 300 °C dans un environnement inerte produit des granulés riches en carbone à haut pouvoir calorifique. Leur utilisation comme combustible alternatif pourrait réduire la dépendance aux ressources fossiles. Cependant, comme pour d’autres combustibles, leur combustion génère des déchets secondaires – des cendres.

La composition minérale et chimique des cendres varie selon le type de combustible, ce qui signifie que son effet sur la résistance et la durabilité des matériaux cimentaires peut différer considérablement. Les études de KTU ont montré que les cendres textiles peuvent remplacer jusqu’à 7,5 % du ciment conventionnel et augmenter la résistance à la compression des échantillons de ciment jusqu’à 16 % dans des conditions de cure standard.

« Cette solution technologique réduit non seulement les émissions de CO₂ lors de la production de ciment, mais offre également une approche innovante et respectueuse de l’environnement pour la gestion des déchets textiles, ajoute le Dr Kubiliūtė. Bien que la production de combustibles alternatifs à partir de déchets textiles en soit encore à ses débuts en Lituanie et ailleurs, le potentiel de ce domaine est de plus en plus reconnu.

La recherche décrite ci-dessus fait partie du projet « Production de combustible alternatif à partir de déchets textiles dans les industries à forte intensité énergétique (Textifuel) », mené par KTU et l’Institut lituanien de l’énergie.

Article : Application of smectitic clay waste for limestone calcined clay cement production – Journal : Journal of Thermal Analysis – Méthode : Experimental study – DOI : 10.1007/s10973-025-14681-z

Source : KTU