Une équipe de recherche espagnole découvre que la pâte de ciment peut stocker 15 % de son propre poids en dioxyde de carbone

fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche de l'Institut mondial de recherche sur l'énergie (Global Energy Research Institute) du Conseil national de recherches espagnol (CSIC) et d'autres institutions a publié ses résultats dans la revue Nature Energy : la pâte de ciment Portland ordinaire peut stocker, dans des conditions contrôlées, une quantité de dioxyde de carbone équivalente à 15 % de son propre poids. Cette recherche est dirigée par Matthew Hines.

L'industrie mondiale du ciment génère environ 4 milliards de tonnes de dioxyde de carbone chaque année, ce qui en fait de loin la plus grande source unique d'émissions industrielles de carbone. Le béton est le matériau artificiel le plus produit sur Terre et repose traditionnellement sur le ciment comme composant liant ; l'industrie cimentière représente environ 8 % des émissions mondiales de dioxyde de carbone d'origine anthropique.

L'équipe de recherche a placé de la pâte de ciment Portland ordinaire dans des conditions de laboratoire contrôlées, dans un environnement à 20 % de concentration en dioxyde de carbone, 60 % d'humidité relative et une température de 30 °C, pendant 30 jours. Les résultats montrent que la pâte de ciment peut stocker une quantité de dioxyde de carbone équivalente à 15 % de son propre poids.

L'analyse du mécanisme de stockage révèle que le dioxyde de carbone peut pénétrer dans les couches à gradient de densité et déclencher des réactions de carbonatation à l'intérieur du matériau. Au cours du processus de carbonatation continue, les minéraux de carbonate de calcium nouvellement formés précipitent dans les pores internes, confirmant les voies de diffusion du dioxyde de carbone. L'étude a également identifié les caractéristiques microstructurales clés qui contrôlent les voies de diffusion du dioxyde de carbone, à savoir les canaux essentiels qui régulent l'absorption d'eau et la réaction de carbonatation.

En ce qui concerne les propriétés mécaniques, les performances des échantillons restent stables, avec une résistance à la flexion réduite en moyenne de 12 % et une résistance à la compression réduite en moyenne de 10 % sur une période de cure de 35 jours. Les chercheurs estiment que cette perte de résistance est un compromis acceptable.

Dans le contexte des objectifs climatiques actuels, la décarbonation profonde du processus de production du ciment reste extrêmement difficile. L'équipe de recherche estime que l'exploitation de la capacité de stockage du ciment peut constituer l'une des voies vers des bâtiments à plus faibles émissions nettes de carbone. À l'avenir, d'autres facteurs tels que les effets à long terme du temps et de la carbonatation sur la résistance dans des conditions environnementales réelles restent à quantifier ; cette étude n'en a analysé qu'une partie.