Sable de ciment durable
Northwestern University
Cette simple pâte blanche pourrait résoudre la pénurie mondiale de sable tout en rendant la production de ciment capable de capturer le CO₂ au lieu de l’émettre. Des chercheurs de Northwestern University ont mis au point ce matériau à partir d’eau de mer, d’électricité et de CO₂.
Le béton est le matériau manufacturé le plus utilisé au monde, mais aussi l’un des plus polluants à produire. De plus, la demande croissante en sable, essentiel à sa fabrication, devient de plus en plus difficile à satisfaire en raison des défis environnementaux et économiques liés à son extraction.
Un nouveau matériau pour lutter contre la pénurie de sable et les émissions de carbone
Le matériau innovant de Northwestern pourrait résoudre ces deux problèmes. Composé de carbonate de calcium et d’hydroxyde de magnésium en proportions variables, il est relativement simple à produire : il suffit de combiner de l’eau de mer, d’appliquer de l’électricité et d’y faire circuler du CO₂.
Selon l’équipe de recherche, cette méthode imite la formation des coquilles de coraux et de mollusques.
Voici son fonctionnement : deux électrodes plongées dans la solution génèrent un faible courant électrique, décomposant l’eau en gaz hydrogène et ions hydroxydes. L’ajout de CO₂ modifie la composition chimique de l’eau, augmentant la concentration d’ions bicarbonate. Ces ions réagissent ensuite avec les éléments naturels de l’eau de mer pour former des minéraux solides qui s’accumulent sur les électrodes.
Un matériau polyvalent pour la construction et le stockage du carbone
Le résultat est une substance blanche flexible qui stocke le carbone et peut remplacer le sable ou le gravier dans le ciment. Elle peut aussi servir de base pour des matériaux comme le plâtre et la peinture.
L’équipe a découvert qu’en ajustant le débit, le timing du CO₂ et de l’eau de mer, ainsi que la tension et le courant appliqués, elle pouvait affiner les propriétés du matériau.
Northwestern University
Alessandro Rotta Loria, auteur principal de l’étude, explique : « Nous avons démontré que nous pouvons entièrement contrôler les propriétés de ces matériaux, comme leur composition chimique, leur taille, leur forme et leur porosité. Cela nous permet de les adapter à diverses applications. »
Ce procédé est bien plus écologique que les méthodes traditionnelles. Il réduit l’extraction massive de sable et produit uniquement de l’hydrogène comme sous-produit gazeux, qui peut être capté et utilisé comme carburant propre. De plus, le CO₂ utilisé pourrait provenir des émissions de la production de ciment, rendant ainsi cette industrie plus verte.
Créer un système circulaire de captage du carbone dans la production de ciment
Rotta Loria ajoute : « Nous pourrions créer un système circulaire en captant le CO₂ directement à la source. Si les cimenteries sont situées près des côtes, nous pourrions utiliser l’océan voisin pour alimenter des réacteurs transformant le CO₂ en matériaux grâce à une électricité propre. Ces matériaux deviendraient alors des puits de carbone. »
L’eau de mer, l’électricité et le CO₂ sont des ressources abondantes et peu coûteuses. Bien que ce procédé doive encore prouver sa viabilité à grande échelle, son potentiel est prometteur.
Si ce substitut de sable capturant le carbone s’avère plus économique que le transport de sable naturel à grande échelle, il pourrait contribuer significativement à la décarbonation. Cependant, il ne résoudra pas à lui seul le problème du ciment vert. La principale source d’émissions de carbone reste le broyage du sable avec le calcaire et son chauffage à plus de 1 400 °C dans un four.
Lisez l’article original sur : New Atlas
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