Des scientifiques améliorent le ciment grâce à des nanoparticules de coquilles de crevettes

Le béton est le deuxième matériau le plus utilisé sur Terre, après l’eau. Il joue un rôle crucial dans les infrastructures critiques, telles que les bâtiments, les ponts et les routes. Cependant, la production de ciment est à forte intensité de carbone, nécessitant l’utilisation de combustibles fossiles pour atteindre les températures élevées requises de 1 500°C. De plus, le calcaire utilisé dans sa production est également une source de dioxyde de carbone lors de sa décomposition. Les scientifiques estiment que la production mondiale de ciment représente environ 15 pour cent de la consommation industrielle d’énergie et 5 pour cent des émissions mondiales de gaz à effet de serre.

Aujourd’hui, une équipe de recherche dirigée par l’Université de l’État de Washington (WSU) a découvert que l’incorporation de nanoparticules de carapaces de crevettes dans la pâte de ciment rendait le matériau beaucoup plus résistant. Cette innovation pourrait contribuer à réduire les déchets de fruits de mer – qui génèrent entre six et huit millions de livres de déchets par an dans le monde – et à réduire les émissions de dioxyde de carbone provenant de la production de béton.

Les chercheurs ont créé des nanocristaux et des nanofibres de chitine – le deuxième biopolymère le plus abondant – à partir de déchets de carapaces de crevettes. Lorsque ces nanoparticules ont été ajoutées à la pâte de ciment, le matériau obtenu était 40 % plus résistant que d’habitude et présentait une meilleure consistance, durabilité et temps de prise. « Ce sont des chiffres très significatifs », a déclaré Michael Wolcott, co-auteur de l’étude et expert en matériaux composites à la WSU. « Si vous pouvez réduire la quantité que vous utilisez et obtenir la même fonction mécanique ou structurelle et doubler sa durée de vie, vous serez alors en mesure de réduire considérablement les émissions de carbone de l’environnement bâti. »

« L’industrie du béton est sous pression pour réduire ses émissions de carbone liées à la production de ciment », a ajouté l’auteur principal de l’étude, Somayeh Nassiri, professeur agrégé de génie civil à l’Université de Californie à Davis. « En développant ces nouveaux adjuvants qui améliorent la résistance du béton, nous pouvons contribuer à réduire la quantité de ciment requise et à réduire les émissions de carbone du béton. »

Les scientifiques espèrent désormais intensifier leurs travaux afin de commencer à produire l’additif à plus grande échelle, dans le but de réduire l’empreinte carbone du béton tout en résolvant le problème des déchets de fruits de mer. « Dans le monde actuel, confronté au changement climatique grâce à l’économie circulaire, nous souhaitons utiliser autant que possible les déchets. Les déchets d’une personne sont le trésor d’une autre personne », a conclu le co-auteur Hui Li, professeur adjoint de matériaux composites à la WSU.

L’étude est publiée dans la revue Composites de ciment et de béton.

—

Par Andreï Ionescu, Espèces-menacées.fr Rédacteur