Davantage de déchets dans les ciments

On estime que la production mondiale de ciment approche les 3 milliards de tonnes. Les rejets de gaz carbonique associés au produit fini sont relativement faibles. Cependant, l'échelle de la production fait que ce secteur représente de 5 à 8 % des rejets d'origine anthropique.

Une méthode efficace pour améliorer la durabilité est de mélanger des additifs au ciment de type Portland (fait de calcaire et d'argile). Mais la production habituelle de ces additifs diminue (cendres volantes et laitiers de haut fourneau), il faut donc trouver des alternatives durables et locales. C'est dans ce but que des scientifiques ont lancé le projet AMORPH («Analysis and modelling of the reactivity of pozzolans during cement hydration»), financé par l'UE.

Les chercheurs ont étudié les effets de divers additifs et de la chimie en solution sur la dissolution et la précipitation à l'échelle nanométrique. Ils visaient des matériaux plus durables comme des sous-produits industriels, des déchets de la société ou des matériaux naturels à faible énergie.

Les scientifiques ont modélisé les effets des additifs sur la formation et la microstructure du ciment, et comparé les résultats avec les observations expérimentales. Ils ont intégré la cinétique de la réaction et les résultats expérimentaux de l'hydratation dans un modèle de l'hydratation du ciment mélangé, avec une modélisation thermodynamique. L'équipe a aussi mis au point plusieurs techniques de mesures et protocoles de laboratoire, plus performants, pour évaluer la réactivité.

De nouvelles informations sur la réactivité des additifs suggèrent que l'association de certains d'entre eux augmente la réactivité globale, ce qui pourrait améliorer notablement l'efficacité des ressources. Ceci réduira l'usage de ciment Portland et améliorera l'utilisation des flux de déchets, réduisant notablement l'impact sur l'environnement de la production de ciment.

La modélisation et les protocoles de laboratoire élimineront la plupart des tâtonnements qui accompagnent actuellement la sélection des additifs et la formulation du ciment. Les travaux du projet pourraient faciliter le choix de matériaux permettant de remplacer le ciment lui-même. Ceci aidera l'UE à passer d'une économie consommatrice de ressources à un système bien plus durable, utilisant les déchets pour fabriquer des produits nouveaux et de haute qualité.