Un chercheur de l'USP São Carlos travaille à réduire les dommages environnementaux causés au ciment, responsable de 5% des émissions de CO2 dans le monde
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Le ciment est responsable de 5% des émissions de dioxyde de carbone (CO2) dans le monde. C'est également le deuxième matériau le plus consommé de la planète, juste derrière l'eau. Malgré les avantages, sa présence à grande échelle dans la construction civile implique des dommages environnementaux importants. Le professeur Bruno Luís Damineli, de l'Institut d'architecture et d'urbanisme (IAU) de l'USP, à São Carlos, travaille sur les formes de béton durables depuis son doctorat, tenu à l'École polytechnique de l'USP (Poli), avec un stage à l' Institut royal de technologie. (Suède).
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Au doctorat, le chercheur a développé des mélanges de béton à faible teneur en ciment. Autrement dit, il a créé des compositions plus douces pour le béton - essentiellement composées d'eau, de ciment, de sable et de gravier - sans compromettre ses performances. Le chercheur a étudié comment réduire les écarts entre les agrégats qui entrent dans le mélange. Plus il y a de vides entre eux, plus il faut utiliser de ciment pour les combler. De même, moins il y a de vides, moins il faut de ciment.
En utilisant deux techniques différentes (emballage et dispersion de particules), Damineli a réduit le vide entre les agrégats et réduit de 75% la quantité de ciment utilisé dans le béton, par rapport au béton de bonne qualité produit sur le marché. «Dans les tests en laboratoire, cette réduction est très élevée, car la maîtrise des tests et des matériaux utilisés est plus grande. Même ainsi, dans la pratique, nous pensons qu'il est possible de réduire de 50% sans réduire la résistance du béton », dit-il. Les résultats ont valu au scientifique la 1ère place du Starkast Betong, en 2012, en plus de l'USP Tese Highlight Award 2015.
Schéma illustratif: a) des vides entre les granulats dans le béton conventionnel, contenant du gravier (cercles gris) et du sable (jaune); b) réduction des vides dans le béton avec un degré d'emballage plus élevé (Crédits: Bruno Damineli)
Pas de gravier: maison prototype avec granulats recyclés
Le deuxième aspect de la durabilité du béton avec lequel Damineli travaille consiste à remplacer le gravier par des agrégats recyclés. "Le problème est que le granulat recyclé est plus faible que le granulat naturel et, pour compenser cela, il est courant d'augmenter la teneur en ciment du mélange, augmentant également encore plus l'impact sur l'environnement", critique le professeur.
Par conséquent, votre préoccupation actuelle est de réfléchir à la manière de maintenir la résistance du «béton durable». À cette fin, il a déjà signé un accord avec une entreprise nationale pour la construction d'un prototype de maison, dont le démarrage est prévu en août 2019, en utilisant des granulats recyclés. L'idée est d'analyser dans quelle mesure il est possible d'utiliser ce matériau, en maintenant une bonne relation entre la quantité de ciment dans le mélange et les performances mécaniques, c'est-à-dire sans compromettre sa résistance.
Damineli a déjà publié un article en 2017 décrivant l'utilisation d'agrégats recyclés à faible teneur en ciment. Dans la maison prototype, plusieurs tests sont en cours afin d'obtenir la meilleure relation possible entre la teneur en ciment et les performances. Si les tests réussissent, le principal matériau utilisé dans la construction dans le monde verra son impact environnemental considérablement réduit.
