Trouver un moyen de renforcer le ciment et de réduire les émissions de gaz à effet de serre

Après avoir analysé la structure moléculaire du matériau, les experts peuvent dériver une nouvelle formule qui aidera à modifier les qualités du matériau, ainsi qu'à affecter la quantité de gaz à effet de serre émis dans l'atmosphère.

Dans la construction, le matériau le plus courant est le béton, qui est également l’un des principaux contributeurs au réchauffement climatique, produisant 1/10 des gaz à effet de serre émis dans l’atmosphère.

Une étude récente menée par des experts a permis aux scientifiques de développer une nouvelle technique qui permettra de réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre (d’environ la moitié).

De plus, après avoir réalisé une analyse moléculaire complexe de la structure du béton, les experts sont arrivés à la conclusion qu'il était possible de le rendre plus durable et plus résistant aux dommages. Le béton est composé de sable, d'eau et de ciment. Pour la production de ciment, on utilise un mélange de deux types de matériaux: l'un enrichi en calcium (généralement du calcaire), l'autre en silicium (généralement de l'argile). Lorsque le mélange est chauffé à 1 500 °C, on obtient une masse solide appelée clinker. C'est lors de la production de matériaux de construction (chauffage et décarbonatation) que se produisent la plupart des émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère.

Lors de l'analyse de la structure, les scientifiques sont arrivés à la conclusion qu'en réduisant la quantité de calcium dans le matériau, il est possible non seulement de réduire les émissions, mais également de rendre le matériau plus résistant.

Le ciment est largement utilisé à travers le monde et, comme le montrent les études, il est trois fois plus utilisé que l'acier. Dans le ciment ordinaire, le rapport calcium/silicium peut varier d'environ 1:1 à 2:1, 1,7:1 étant considéré comme la norme. Cependant, une comparaison détaillée de ce matériau présentant différents rapports de structures moléculaires n'avait jamais été réalisée auparavant. Comme le souligne l'auteur de l'étude, lui et son équipe ont créé une base de données reprenant toutes les compositions chimiques, ce qui a permis d'établir que le rapport optimal, actuellement utilisé, est de 1,5:1.

Comme l'a expliqué l'expert, si l'on modifie le rapport, la structure moléculaire du matériau commence à s'améliorer (passant d'une structure cristalline étroitement ordonnée à une structure vitreuse chaotique). De plus, les spécialistes ont constaté qu'avec un rapport de 1,5 part de calcium pour 1 part de silicium, le mélange double sa résistance et acquiert une plus grande résistance aux dommages.

Toutes les conclusions tirées par les experts ont été confirmées par un grand nombre d’expériences.

Lors de la production de ciment, jusqu'à 10 % des émissions de gaz à effet de serre sont rejetées dans l'atmosphère. Selon les experts, la réduction de la teneur en calcium du matériau permettrait de réduire considérablement les émissions de CO2. Les scientifiques affirment que la production de ciment avec une teneur réduite en calcium permettrait de réduire les émissions de carbone de 60 %.

Ce travail des spécialistes représente l'aboutissement de cinq années de travail conjoint des spécialistes du Massachusetts Institute of Technology et du Centre national de la recherche scientifique (CNRS), avec Roland Peleng comme chef de projet scientifique.

Les experts suggèrent que la nouvelle formule de production de ciment, grâce à sa haute résistance et à sa résistance à divers types de dommages mécaniques, pourrait intéresser les sociétés gazières et pétrolières, où le ciment empêche les fuites et les percées des canalisations.

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