FAIT : En 79 après J.-C., l’auteur romain Pline l’Ancien s’est émerveillé de voir comment la poussière pouvait se transformer en pierre.
Il y a plusieurs siècles, Pline l’Ancien s’émerveillait de la transformation des cendres volcaniques. Aujourd’hui, les chercheurs réinventent le ciment en exploitant la chimie volcanique pour créer des matériaux de construction plus durables.
« Qui, en effet, ne peut s’étonner, écrit-il dans Naturalis Historia, de voir les éléments les plus insignifiants qui composent la Terre, que l’on appelle simplement « poussière », former une barrière contre les vagues de la mer, se transformer en pierre dès qu’ils sont immergés et gagner chaque jour en dureté ? »
Pline décrivait les cendres volcaniques de Puteoli – cendres que nous appelons aujourd’hui pouzzolane, car la ville moderne de Pozzuoli est l’ancienne Puteoli – qui peuvent en effet se transformer en pierre solide lorsqu’elles sont frappées par l’eau. Cette propriété permet de construire des structures d’une endurance étonnante, comme le Panthéon, dont le dôme en béton est toujours debout près de 2 000 ans plus tard.
Aujourd’hui, le ciment est souvent l’élément central des gratte-ciel et des maisons. Sa production nécessite de chauffer le calcaire à plus de 1 400 degrés Celsius dans un processus appelé calcination. Ce processus à haute température émet environ 8 % du CO₂ mondial, ce qui en fait l’un des plus grands contributeurs industriels au réchauffement climatique. Pour lutter contre cette conséquence, Tiziana Vanorio, professeure associée en sciences de la Terre et des planètes, bouleverse cette histoire en s’inspirant de la chimie volcanique de Pozzuoli pour réinventer le ciment avec une empreinte carbone radicalement réduite.
S’inspirant de Pozzuoli dans les Champs Phlégréens (sa région volcanique natale), Vanorio et ses collègues de Stanford, dont Alberto Salleo, professeur de sciences des matériaux, et Matteo Cargnello, professeur associé de génie chimique, ont découvert comment exploiter et traiter un mélange à base de roches beaucoup plus abondantes que les cendres volcaniques classiques et déjà chauffées naturellement. Cela signifie que les roches ne contiennent plus le carbonate qui libère du CO₂ lorsqu’il est chauffé. « C’est la Terre qui le fait », a déclaré Vanorio. « J’ai été inspirée par la façon dont la nature cimente les roches, mais avec mes collègues, nous avons utilisé la science et l’ingénierie pour aller plus loin. »
En transformant un mélange broyé de roches ignées naturellement « précuites » en un liant artificiel similaire à la pouzzolane, le laboratoire de Vanorio a découvert comment développer de manière ciblée un réseau de fibres microscopiques au sein du matériau, imitant ainsi la cimentation naturelle des sédiments rocheux. (Le béton, en revanche, est souvent renforcé par l’ajout de barres d’acier.)
Vanorio et ses collègues ont récemment fondé Phlego, qui obtiendra une licence de la technologie de l’université de Stanford afin de commercialiser ce ciment plus écologique. Vanorio étant née à Pozzuoli, Phlego est véritablement le fruit de l’imagination d’une « pouzzolane », tant dans son nom que dans les faits !
Source : U. Stanford
