Le béton durable peut aider à réduire l'empreinte environnementale de l'industrie de la construction

Dans une nouvelle solution, les scientifiques ont remplacé les matériaux synthétiques par des fibres naturelles et des matériaux provenant de flux de déchets.

Photo : Pixabay/Darkmoon_Art

Le béton a été surnommé le "matériau le plus destructeur sur terre" et pour une bonne raison.

"Au moment où vous êtes à mi-chemin de cet article, le volume remplirait l'Albert Hall et se déverserait dans Hyde Park. En une journée, ce serait presque la taille du barrage des Trois Gorges en Chine. En une seule année, il y en a assez pour terrasser chaque colline, vallée, coin et recoin en Angleterre", explique le journal The Guardian.

"Après l'eau, le béton est la substance la plus utilisée sur Terre. Si l'industrie du ciment était un pays, elle serait le troisième émetteur de dioxyde de carbone au monde avec jusqu'à 2,8 milliards de tonnes, dépassé seulement par la Chine et les États-Unis", poursuit le journal.

Il n'est donc pas surprenant que la course aux alternatives durables au béton soit lancée. Une équipe de chercheurs internationaux, dirigée par des scientifiques de l'Université Flinders en Australie, a trouvé une nouvelle solution en remplaçant les matériaux de renforcement synthétiques par des fibres naturelles et des matériaux provenant de flux de déchets.

Leur technique, rapportent-ils, a donné "des géopolymères renforcés avec des fibres naturelles renouvelables et fabriqués avec des sous-produits industriels et des sables à base de déchets provenant de la fonte du plomb ou de la fabrication du verre peuvent égaler la résistance, la durabilité et les qualités de retrait au séchage de ceux contenant du sable naturel, qui à son tour consomme plus de ressources brutes et génère des émissions supplémentaires lors de son traitement".

La nouvelle alternative au béton conventionnel est très prometteuse avec l'utilisation de fibres naturelles dans les matériaux de construction de qualité structurelle. Les résultats des tests montrent que les géopolymères fabriqués avec des déchets de sable de verre ont une résistance supérieure et une absorption d'eau inférieure à celle des géopolymères fabriqués avec du sable de rivière naturel.

Dans le même temps, les géopolymères à base de laitier de fonderie de plomb ont un retrait de séchage inférieur à celui des géopolymères préparés avec du sable de rivière naturel. Des fibres naturelles telles que la ramie, le sisal, le chanvre, la fibre de coco, le jute et le bambou ont également été testées lors d'expériences.

"Les géopolymères contenant 1 % de fibres de ramie, de chanvre et de bambou - et 2 % de fibres de ramie - présentent une résistance à la compression et à la traction plus élevée et un retrait au séchage plus faible que les géopolymères non renforcés, tandis que ceux contenant 1 % de fibres de ramie ont la résistance la plus élevée et le retrait au séchage le plus faible", rapportent les chercheurs.

Chaque année, quelque 25 milliards de tonnes de béton sont utilisées dans le monde, la fabrication du béton consommant environ 30 % de ressources naturelles non renouvelables et émettant environ 8 % de gaz à effet de serre. Cependant, le nouveau substitut du béton, s'il est suffisamment développé, pourrait rendre l'industrie beaucoup plus durable, selon les scientifiques.

"[N]ous pouvons non seulement recycler d'énormes volumes de sous-produits industriels et de déchets, y compris des granulats de béton, pour améliorer les propriétés mécaniques et de durabilité du béton, mais aussi utiliser des fibres naturelles alternatives respectueuses de l'environnement qui, autrement, ne seraient pas utilisées de manière constructive", déclare Aliakbar Gholampour, chercheur en ingénierie structurelle et auteur d'une étude sur les résultats.

"[Nous] chercherons également à concevoir des mélanges d'agrégats grossiers recyclés et d'autres types de fibres cellulosiques, y compris du papier à l'eau, pour différentes applications de construction et de construction. Nous prévoyons également d'étudier leur application dans l'impression 3D de construction pour l'avenir."