Deux échantillons de béton de carbonate de calcium, l'un utilisant une pâte de ciment durcie (à gauche) et l'autre utilisant du sable siliceux. Ces deux matières premières sont des déchets de construction et de démolition courants. Crédit : © 2021 Maruyama et al.
Un nouveau type de béton pourrait réduire les émissions de l'industrie de la construction. Le béton de carbonate de calcium est fabriqué à partir de déchets de béton et de dioxyde de carbone provenant de l'air ou des gaz d'échappement industriels. Il est prometteur en tant que futur matériau de construction, en particulier dans les endroits où les ressources naturelles sont limitées.
Le monde moderne est construit en béton. Chaque grand bâtiment de chaque ville sur Terre utilise ce matériau durable et polyvalent pour lui donner forme et résistance. L'industrie du béton est donc énorme, et cela a un coût : on estime qu'environ 7 % des émissions mondiales de dioxyde de carbone proviennent de la fabrication et de l'utilisation du ciment, le principal composant du béton. Et une grande partie de ces 7% est due à l'utilisation nécessaire de calcium, qui est généralement obtenu en brûlant du calcaire.
Une nouvelle façon de réduire les niveaux d'émissions causées par l'utilisation du béton a été proposée et éprouvée par le professeur Ippei Maruyama et C4Professeur Takafumi Noguchi, responsable du projet S (Calcium Carbonate Circulation System for Construction), tous deux du Département d'architecture de l'Université de Tokyo. Ils ont trouvé un moyen de prendre les déchets de béton et le dioxyde de carbone capturé, et de les combiner dans un nouveau procédé en une forme utilisable de béton appelée béton de carbonate de calcium.
Inspiré par la façon dont certains organismes aquatiques se durcissent en fossiles au fil du temps, Maruyama s'est demandé si le même processus qui forme des dépôts de carbonate de calcium dur à partir de matière organique morte pouvait être appliqué au béton. Le calcium est essentiel à la réaction entre le ciment et l'eau pour former le béton, et Maruyama a vu cela comme une opportunité d'étudier une manière moins intensive en carbone d'accomplir la même fonction.
"Notre concept est d'acquérir du calcium à partir de béton mis au rebut, qui serait autrement gaspillé", a déclaré Maruyama. «Nous combinons cela avec du dioxyde de carbone provenant des gaz d'échappement industriels ou même de l'air. Et nous le faisons à des températures bien inférieures à celles utilisées actuellement pour extraire le calcium du calcaire. »
Le carbonate de calcium est un matériau très stable, ce qui en fait un matériau de construction durable. Et la possibilité de recycler de grandes quantités de matériaux et de déchets est un grand avantage. Cependant, le béton de carbonate de calcium ne peut pas remplacer le béton typique à l'heure actuelle. Il n'est pas aussi solide que le béton typique, bien que pour certains projets de construction, comme les petites maisons, cela ne pose pas de problème. Aussi à l'heure actuelle, seuls de petits blocs de quelques centimètres de longueur ont été réalisés.
"C'est excitant de faire des progrès dans ce domaine, mais il reste encore de nombreux défis à relever", a déclaré Noguchi. « En plus d'augmenter les limites de résistance et de taille du béton de carbonate de calcium, ce serait encore mieux si nous pouvions réduire davantage la consommation d'énergie du processus de production. Cependant, nous espérons que dans les décennies à venir, le béton de carbonate de calcium neutre en carbone deviendra le type de béton courant et sera l'une des solutions au changement climatique.
Référence : "Un nouveau concept de béton de carbonate de calcium utilisant du béton démoli et du CO2” par Ippei Maruyama, Wataru Kotaka, Bui Ngoc Kien, Ryo Kurihara, Manabu Kanematsu, Hikotsugu Hyodo, Hiroshi Hirao, Ryoma Kitagaki, Masaki Tamura, Masato Tsujino, Satoshi Fujimoto, Takafumi Noguchi, 8 octobre 2021, Journal de la technologie avancée du béton.
DOI : 10.3151/jact.19.1052
