Une expérience illustre le processus d’électrolyse à l’aide d’un colorant : le rose représente l’acide créé à une électrode et le violet la base à l’autre extrémité.

En tant que matériau de construction le plus utilisé au monde, il n’est pas surprenant que la fabrication du ciment soit l’un des principaux facteurs contribuant à notre problème d’émissions carbone. Les chercheurs du MIT prétendent maintenant avoir mis au point une nouvelle méthode qui peut nettoyer le processus de production du ciment, en éliminant la plupart des émissions carbone sans affecter le produit obtenu.

Le ciment Portland, qui est le type le plus courant, est fabriqué en broyant du calcaire, en le mélangeant avec du sable et de l’argile, puis en le cuisant à très haute température – jusqu’à 1450 °C. Non seulement l’énergie utilisée pour chauffer le mélange produit d’énormes quantités de dioxyde de carbone, mais le gaz à effet de serre est également libéré par le calcaire lui-même durant ce processus. Au total, cela signifie qu’environ 1 kg de CO2 est libéré pour chaque kilogramme de ciment produit, ce qui représente 8 % des émissions mondiales de CO2.

Bien que l’on prétende que le béton finit par libérer une grande partie du CO2 émis lors de sa production, ce ne serait pas une mauvaise idée d’essayer d’assainir le processus de fabrication. Les chercheurs ont expérimenté l’évolution des taux d’ingrédients, le développement de nouvelles recettes « géopolymères » ou le remplacement du ciment par des liants composites respectueux de l’environnement.

Le problème avec toutes ces idées, c’est que le résultat final est un type de béton différent. Et l’industrie du bâtiment peut être réticente, du moins au début, à commencer à utiliser un autre matériau. Les chercheurs de la nouvelle étude se sont donc concentrés sur l’amélioration d’une étape du processus régulier, en rendant le vieux ciment plus vert sans avoir à changer le matériau lui-même.

Une électrode produit de l’acide (rose) tandis que l’autre produit une base (violette), dans une démonstration d’une technique d’électrolyse similaire à celle utilisée dans un nouveau procédé de fabrication de ciment.

Plutôt que de chauffer le calcaire broyé, le nouveau procédé utilise un électrolyseur, où les électrodes divisent les molécules d’eau en oxygène et hydrogène. Cela crée un acide à une électrode et une base à l’autre. Le calcaire est dissous dans l’acide, et l’hydroxyde de calcium est créé à l’autre extrémité, dans des flocons solides. Ces flocons de chaux peuvent ensuite être récoltés pour produire du ciment.

Bien sûr, le dioxyde de carbone est encore produit pendant le processus, car le calcaire se dissout. Mais il n’est pas rejeté dans l’air – au contraire, il peut être capturé et, parce qu’il est pur, il est utilisé à d’autres fins, comme la fabrication de combustibles liquides ou de boissons gazeuses. L’équipe dit même qu’il peut être combiné avec l’oxygène produit par le même système et brûlé pour alimenter le reste du nouveau procédé de fabrication du ciment.

Les chercheurs ont fait la démonstration de la technique en laboratoire et ont montré qu’elle fonctionnait à petite échelle. L’équipe affirme qu’il pourrait être mis à l’échelle assez facilement, mais qu’il ne s’agit encore que d’une partie du processus plus large de fabrication du ciment. Il reste encore du travail à faire avant qu’il puisse être mis en œuvre dans le monde réel, mais c’est une étape prometteuse.

https://www.pnas.org/content/early/2019/09/10/1821673116

http://news.mit.edu/2019/carbon-dioxide-emissions-free-cement-0916