La production de ciment, l’un des matériaux les plus utilisés au monde, est responsable d’une part importante des émissions de CO₂. Face à cet enjeu environnemental majeur, Sublime Systems, une entreprise fondée par le professeur Yet-Ming Chiang et l’ancienne post-doctorante Leah Ellis, a développé une méthode innovante et durable pour fabriquer ce matériau incontournable.
En mai dernier, Sublime a franchi un cap important lorsque 3 tonnes de son ciment ont été coulées dans le plus grand bâtiment commercial à consommation énergétique nette zéro de Boston, situé dans le quartier de Seaport. Cette réalisation témoigne de l’efficacité et de la viabilité de la solution proposée par l’entreprise.
Fort de ce succès, Sublime construit actuellement une usine de production à l’échelle commerciale à Holyoke, dans le Massachusetts. Cette nouvelle installation, dont la mise en service est prévue dès 2026, sera capable de produire 30 000 tonnes de ciment par an. Comme l’explique Leah Ellis, « l’usine de Holyoke est conçue comme un module que nous pourrons reproduire pour atteindre une capacité de production d’un million de tonnes par an. Cela nous permettra d’éliminer les risques liés au changement d’échelle et de nous déployer simultanément dans le monde entier. »
Leah Ellis est arrivée au MIT en 2018 en tant que post-doctorante, après avoir obtenu une bourse du gouvernement canadien pour étudier où elle le souhaitait. Elle a choisi de travailler avec Yet-Ming Chiang, reconnu pour sa créativité et l’utilité de ses travaux scientifiques. Bien qu’ils soient tous deux experts en batteries, Ellis a accepté la suggestion de Chiang d’explorer de nouvelles voies, notamment l’utilisation de l’électrochimie pour rendre la production de ciment plus durable.
Les recherches d’Ellis et de son équipe les ont conduits à développer un procédé électrochimique innovant, qui permet de décomposer les roches de silicate de calcium à température ambiante. Cette réaction, qui utilise des matières premières abondantes, crée du calcium et des silicates réactifs, qui sont ensuite séchés et mélangés pour obtenir le ciment Sublime. Ce mélange présente une résistance finale et des phases durcies identiques à celles du ciment Portland, tout en répondant aux normes de performance de l’industrie.
Selon Leah Ellis, Sublime est, à leur connaissance, la seule solution véritablement zéro émission pour fabriquer un substitut au ciment Portland. En effet, leur procédé n’utilise ni combustibles fossiles, ni calcaire, évitant ainsi toutes les émissions liées à la production de ciment Portland.
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L’impact potentiel de cette innovation a suscité l’intérêt de WS Development, un important promoteur immobilier de Boston. Yanni Tsipis, vice-président senior de l’entreprise, a contacté Sublime après avoir entendu parler de leur procédé lors d’un événement organisé par MIT Technology Review. Cette prise de contact a abouti à la première coulée commerciale de ciment Sublime dans le plus grand bâtiment de bureaux à consommation énergétique nette zéro de Boston.
Pour Yet-Ming Chiang, qui a fondé plusieurs entreprises depuis qu’il a rejoint le MIT en tant que professeur il y a près de 40 ans, le parcours de Sublime illustre parfaitement la capacité de la communauté du MIT à faire progresser des technologies nouvelles et à fort impact. Selon lui, « Sublime est née de la reconnaissance d’un problème pour lequel il existe clairement un besoin non satisfait, et de la volonté d’y apporter rapidement une solution évolutive pour atténuer le changement climatique. C’est tout à fait dans l’esprit du MIT. Nous voulons vraiment nous concentrer sur des choses qui comptent, non seulement pour les universitaires, mais aussi pour la société et le monde. »
Crédit image: Sublime Systems
Article : « Toward electrochemical synthesis of cement—An electrolyzer-based process for decarbonating CaCO3 while producing useful gas streams »- DOI: 10.1073/pnas.1821673116
