12 Fév, 2021

Une nouvelle formule de béton améliore l’efficacité du captage du carbone

Biotechnologie, Business, Energie, Environnement, Informatique, Logiciel, Matériel, Technologie

Des échantillons de pâte de ciment, contenant différentes concentrations de dioxyde de titane et différents rapports eau/ciment, ont été placés dans une chambre où ils ont été exposés à des concentrations plus élevées de CO2

Le béton est l’un des matériaux les plus utilisés dans le monde, et sa production est malheureusement une source importante de dioxyde de carbone dans l’atmosphère. Aujourd’hui, les ingénieurs de l’université de Purdue ont mis au point une nouvelle formule de ciment qui peut absorber le CO2 deux fois plus vite que d’habitude, ce qui, espérons-le, le transformera en un puits de carbone utile.

La production de béton représente plus de 8% des émissions mondiales de dioxyde de carbone, et avec une demande qui augmente chaque année, les chercheurs ont étudié les moyens de rendre le béton plus respectueux de l’environnement. Certaines mesures ont consisté à modifier la formule afin de réduire ou de remplacer le liant qui produit la réaction chimique émettant le CO2. Certaines alternatives consistent même à capturer le CO2 d’autres sources et à l’utiliser dans le mélange.

Mais une autre voie de recherche donne au matériau un rôle plus actif. Une fois posé, le béton absorbe naturellement le CO2 de l’atmosphère pendant toute sa durée de vie. Cela ne suffit pas à contrer totalement les émissions libérées lors de sa production, mais cela permet au moins de réduire l’empreinte écologique. Certaines études ont trouvé des moyens d’augmenter cette absorption pour rendre le béton encore plus écologique – et maintenant, l’équipe de Purdue a découvert une nouvelle façon de le faire.

« Nous ne pouvons pas attendre des décennies pour que le béton absorbe le dioxyde de carbone produit lors de son processus de fabrication », déclare Mirian Velay-Lizancos, auteur principal de l’étude. « Mon équipe fait en sorte que le béton lui-même absorbe le dioxyde de carbone plus rapidement et en plus grand volume. Nous n’essayons pas de changer la façon dont nous utilisons le béton, nous faisons en sorte que le béton travaille pour nous ».

Un tas de poudre de ciment (à gauche) et la quantité de nanoparticules de dioxyde de titane (à droite) mélangées dans le ciment pour augmenter son absorption de dioxyde de carbone

L’ingrédient secret est le dioxyde de titane. En mélangeant de petites portions de ce matériau avec la pâte de ciment, l’équipe a découvert qu’il réduisait la taille des molécules d’hydroxyde de calcium, ce qui rendait le béton plus efficace pour absorber le dioxyde de carbone.

L’équipe a testé l’absorption du béton en plaçant des échantillons dans une chambre remplie de fortes concentrations de CO2 pendant 24 heures, puis a analysé leurs changements de masse au fil du temps et a effectué des scans radiographiques 3D de la structure des pores. Ils ont découvert que le dioxyde de titane pouvait presque doubler la vitesse à laquelle le béton absorbe le CO2.

Cela dit, il ne s’agissait pas seulement d’ajouter du dioxyde de titane et de renforcer encore l’effet. L’équipe a constaté que cela fonctionnait jusqu’à un certain pourcentage, avant de retomber. Ce pourcentage dépendait du rapport eau/ciment et de l’âge du ciment.

Les chercheurs prévoient d’approfondir la nouvelle recette de ciment, dans l’espoir de la rendre plus durable et plus viable.