Une équipe de chercheurs de l’Université de l’État de Washington annonce avoir développé un nouveau béton capable d’absorber plus de CO2 qu’il n’en émet pour sa fabrication. Pour ce faire, ils ont arrangé la recette avec du biochar traité avec des eaux usées. Le béton est un matériau composite constitué de ciment, d’agrégats (comme le sable et le gravier) et d’eau. Le ciment représente en quelque sorte la "colle" permettant de lier le tour ensemble. Il est fabriqué à partir d’une combinaison de calcaire, d’argile et de minéraux. Les agrégats, qui constituent la partie solide du béton, sont ajoutés pour donner de la force et de la résistance. L’eau est ensuite nécessaire pour activer la réaction chimique qui durcit le ciment et forme le béton.
Le béton est un matériau très durable et résistant à la compression, ce qui signifie qu’il peut supporter des charges lourdes sans se déformer ou se briser. Et même s’il peut se fissurer sous l’effet des vibrations, du gel et du dégel répétés ou de l’exposition à des produits chimiques corrosifs, il est globalement résistant aux intempéries. Pour ces raisons, il s’agit donc d’un matériau de construction très courant et très important dans l’industrie du bâtiment.
Malheureusement, la fabrication du ciment est une source importante d’émissions de dioxyde de carbone (CO2). Cette matière est en effet produite en chauffant un mélange de calcaire et d’argile dans un four à des températures très élevées, ce qui provoque une réaction chimique appelée calcination. Cette réaction libère du CO2 à partir du carbonate de calcium présent dans le calcaire. En outre, l’énergie nécessaire pour chauffer les fours est souvent générée à partir de combustibles fossiles tels que le charbon ou le gaz naturel qui contribuent également aux émissions de CO2.
Selon l’Agence internationale de l’énergie, la production de ciment serait responsable d’environ 7 à 8 % des émissions mondiales de CO2 liées à l’énergie et à l’industrie. Cela en fait l’une des principales sources d’émissions de gaz à effet de serre dans le monde.
Depuis quelques années, l’industrie du ciment travaille donc à réduire ses émissions. Pour ce faire, certains ont peaufiné la formule en remplaçant le calcaire par de la roche volcanique. D’autres ont ajouté des ingrédients comme du dioxyde de titane, du bicarbonate de soude ou de l’argile, couramment jetée lors de l’exploitation minière. Dans le cadre de nouveaux travaux, des chercheurs ont utilisé du biochar. Il s’agit d’un matériau carboné solide produit à partir de la biomasse végétale comme les résidus de cultures, le bois, les feuilles et les déchets de jardin. Son processus de production (la pyrolyse) implique de chauffer la biomasse en l’absence d’oxygène.
Le biochar est un matériau très poreux avec une grande surface spécifique, ce qui lui permet de retenir l’eau et les nutriments et de les libérer lentement aux plantes. En agriculture, il permet ainsi d’améliorer la fertilité des sols. Par ailleurs, et c’est ce point qui nous intéresse aujourd’hui, le biochar peut également aider à réduire les émissions de gaz à effet de serre en stockant le carbone dans le sol sur une longue période.
Du biochar a déjà été ajouté au ciment, avec plus ou moins de succès. Ici, les chercheurs l’ont cette fois d’abord traité à l’aide d’eaux usées de lavage du béton. Ce processus a permis de renforcer sa résistance et d’en mélanger une plus grande proportion. Cependant, ce processus a surtout permis de maximiser son pouvoir d’absorption du CO2 (jusqu’à 23 % de son propre poids).
Dans le cadre de leurs expériences, les chercheurs ont concocté un ciment contenant 30 % de biochar traité. Ils ont alors découvert que le béton résultant était négatif en carbone. Autrement dit, il absorbait plus de dioxyde de carbone que ce qui était émis lors de la production du matériau. Selon les calculs des chercheurs, 1 kg de béton à 30 % de biochar éliminerait environ treize grammes de CO2 de plus que ses rejets de production. À titre de comparaison, le béton ordinaire est généralement responsable de la libération d’environ 0,9 kg de CO2 par kilo de matériau. Par ailleurs, ce nouveau béton semble également conserver sa résistance. Mesurée après 28 jours, la résistance à la compression du béton était en effet de 27,6 MPa, ce qui est à peu près équivalent à celle du béton ordinaire.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
