Le béton est le matériau de construction le plus utilisé dans le monde et l’un des plus polluants, car il est constitué majoritairement de ciment, dont l’ingrédient principal est le clinker. En effet, pour fabriquer ce dernier, on fait brûler de l’argile et du carbonate de calcium dans un four, libérant une importante quantité de dioxyde de carbone. La production d’une tonne de clinker émet environ 0,706 tonne de CO₂, selon une étude mise en avant sur le site ScienceDirect. Pour réduire l’impact environnemental du béton, les ingénieurs du RMIT University (Royal Melbourne Institute of Technology) ont décidé de substituer une grande partie de ce composant par des cendres volantes de charbon. Ils se sont associés à la centrale électrique de Loy Yang d’AGL et à l’Ash Development Association of Australia pour produire un type de « béton vert » à faibles émissions polluantes.
Utilisation de cendres volantes de charbon
Les ingénieurs du RMIT ont expliqué que s’ils ont opté pour les cendres de charbon, c’est parce que celles-ci sont abondantes dans les centrales électriques. Environ 1,2 milliard de tonnes par an sont produites par ces centrales, à l’échelle mondiale ; et en Australie, près de 20 % des déchets sont des cendres de charbon. Pour eux, les réutiliser dans des matériaux de construction permet non seulement de réduire les déchets, mais également de minimiser l’utilisation du ciment qui, à lui seul, représente approximativement 8 % de toutes les émissions mondiales de CO₂. Ils ont souligné que le plus grand avantage avec ce béton réside dans le fait que les cendres volantes utilisées remplacent plus de 80 % du ciment, alors que la plupart des bétons à faible teneur en carbone existants (moins de 40 %).
Plus résistant et durable que le béton classique
Les chercheurs du RMIT ont utilisé un mélange de cendres volantes à faible teneur en calcium, avec 18 % de chaux hydratée et 3 % de nano-silice (agent de renforcement). Le Dr Chamila Gunasekara, responsable du projet, a déclaré dans un communiqué de presse : « L’ajout de nano-additifs ultrafins améliore considérablement le matériau, en augmentant sa densité et sa compacité ». Le béton conçu par les ingénieurs serait ainsi plus résistant et durable qu’un béton standard. Ils ont déjà testé ses propriétés mécaniques et le résultat s’est avéré très intéressant. Selon eux, le béton est resté intact alors qu’il avait été exposé aux acides et aux sulfates pendant deux ans. Pour information, l’équipe en charge du projet a aussi fabriqué des prototypes de poutres en béton avec des cendres d’étang et de charbon de qualité inférieure et sous-utilisées. Celles-ci ont obtenu avec succès la Certification des normes australiennes en matière de performances techniques et d’exigences environnementales.
Conception d’un système de modélisation informatique pour plus d’efficacité
Pour prédire les performances du béton à faible teneur en carbone au fil du temps, les chercheurs du RMIT University ont développé un programme pilote de modélisation informatique, en partenariat avec le Dr Yogarajah Elakneswaran de l’Université d’Hokkaido. « Cela nous offre la possibilité de faire de l’ingénierie inverse et d’optimiser les mélanges à partir d’informations numériques », a expliqué le Dr Yuguo Yu, expert en mécanique informatique virtuelle. Les ingénieurs prévoient d’utiliser ce logiciel pour analyser et optimiser d’autres nouveaux mélanges. « Cette modélisation, avec sa large applicabilité à divers matériaux, marque une avancée cruciale vers la simulation assistée numériquement dans la conception et la construction d’infrastructures », ont-ils ajouté. Plus d’informations : rmit.edu.au. Que pensez-vous de ces innovations pour décarboner le secteur de la construction ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .