En raison d’une consommation élevée du sable naturel dans le monde (50 milliards de tonnes par an), l’on redoute une pénurie de cette ressource dans les années à venir. Mais pour y remédier, des groupes d’ingénieurs cherchent actuellement des solutions pouvant remplacer le sable, une matière première essentielle à la production du béton traditionnel. Ce groupe d’étudiants de l’Université Bauhaus de Weimar, en Allemagne, suggère notamment de recycler les briques granulées afin de produire du biociment à l’aide des microbes. Friedrich Gerlach et Julia Huhnholz ont fabriqué une chaise à partir de ce nouveau matériau sans carbone afin de tester ses propriétés physiques et mécaniques. Au James Dyson Award 2023, ce projet était l’un des finalistes au niveau national, sélectionné par des professionnels locaux de l’ingénierie et du design. Décryptage.
Quels sont les atouts de ce procédé ?
Cette solution résout deux problématiques majeures, selon ces jeunes ingénieurs. Elle permet de valoriser les déchets des chantiers de construction, principalement les briques usagées. Avec ces déchets, cette équipe est parvenue à fabriquer un nouveau matériau écologique et durable. Ce projet démontre également qu’il existe un moyen d’éviter les problèmes de consommation d’énergie et de rejets de CO2 liés aux processus traditionnels de production de matériaux minéraux (ciment, céramique, etc.). En effet, cette équipe a récupéré et traité de vieilles briques provenant d’un site de construction sur le campus universitaire. De l’urée et du chlorure de calcium, ainsi que des milliers de bactéries ont été mélangés à ces résidus. Ces microbes avaient pour fonction de relier les déchets au carbonate de calcium pour former des structures solides.
Comment s’est déroulée cette recherche ?
Ce biociment a été produit sans passer à un four de 1 200 °C. Ainsi, ce processus ne consomme pas d’énergie et n’émet aucun gaz à effet de serre. Au cours de leur expérience, Friedrich Gerlach et Julia Huhnholz ont créé un « laboratoire de bricolage ». Ils ont mis au point une machine de fabrication de ciment biosourcé et un appareil de coffrage imprimé en 3D. Ils ont réalisé plusieurs échantillons de matériaux et ont amélioré constamment leur procédé. Ils ont réussi à construire une chaise à partir de ce matériau naturel innovant. Ils ont profité des conseils d’experts et de chercheurs dans les domaines du génie civil, de la microbiologie et de la recherche sur les matériaux pour réaliser cette prouesse dans l’industrie de la construction et de la décoration intérieure.
Quelles sont les propriétés de ce biociment ?
En fabriquant un tabouret, ces deux jeunes ingénieurs allemands ont pu tester physiquement les capacités de ce matériau de construction innovant. Ce prototype à l’échelle 1 leur a permis de s’assurer de la viabilité de leur projet. De plus, il est constitué de trois profilés qui ont été produits individuellement (chacun en 12 jours). Cette équipe d’inventeurs a privilégié une méthode permettant d’utiliser maintes fois les pièces du coffrage des profilés de la chaise. Selon elle, le biociment résiste beaucoup à la compression. En revanche, sa résistance à la traction serait faible.
C’est pour cette raison que ce meuble a des pieds arrière positionnés légèrement vers l’avant, lui permettant de mieux supporter la charge. En termes d’entretien et de réparation, ce type de matériau serait capable de s’auto-cicatriser. Il convient de noter que ce projet d’invention a été distingué « Best of Best » au concours One&Twenty Design Award 2023. Il était finaliste au concours Isola Design Award 2022. Plus d’informations : Jamesdysonaward.org / friedrichgerlach.de. Que pensez-vous de cette innovation ? N’hésitez pas à partager votre avis, vos remarques ou nous signaler une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .
En utilisant le même type de bactéries et le chlorure de calcium il pourrait à priori être possible d’utiliser le sable du désert au lieu de briques. ?