Des chercheurs ont trouvé comment transformer le dioxyde de carbone en matériaux de construction durables. Cette innovation pourrait réduire l'empreinte carbone du secteur tout en produisant de l'hydrogène propre.
Le béton, matériau le plus utilisé au monde, est responsable de près de 8 % des émissions mondiales de CO₂. Une équipe de l'Université Northwestern propose une solution inédite: utiliser l'électricité et l'eau de mer pour fabriquer des substituts de sable et de gravier capables de piéger durablement le carbone.
Les chercheurs ont créé des matériaux solides à base de C02 pouvant être utilisés dans le béton en remplacement du sable et/ou du gravier. Ils pourraient également servir à la fabrication de ciment, de plâtre et de peinture, autant de finitions essentielles dans l'environnement bâti. Une inspiration venue des océans
Le procédé s'inspire de la formation des coquillages et des récifs coralliens. En appliquant un courant électrique à de l'eau de mer enrichie en CO₂, les scientifiques provoquent la formation de minéraux solides comme le carbonate de calcium.
Ces réactions chimiques reproduisent en accéléré un processus naturel qui met des millénaires en géologie. Les chercheurs peuvent ajuster la texture et la densité des matériaux obtenus en modifiant l'intensité du courant ou le débit de CO₂ injecté.
D'après les travaux publiés dans
Advanced Sustainable Systems, ces minéraux synthétiques stockent jusqu'à la moitié de leur poids en CO₂. Leur composition, proche du calcaire, en fait des candidats idéaux pour remplacer le sable dans le béton.
Des applications à grande échelle
En partenariat avec Cemex, les scientifiques ont démontré que ces matériaux pouvaient aussi servir de base pour le ciment, les enduits ou les peintures. Leur production génère parallèlement de l'hydrogène, une énergie propre valorisable.
L'approche évite l'extraction de sable, dont la demande mondiale menace les écosystèmes marins et fluviaux. Les réacteurs modulaires pourraient être installés près des cimenteries côtières pour une intégration industrielle.
Selon les calculs de l'équipe, une tonne de ce matériau stockerait plus de 500 kg de CO₂. Contrairement au stockage géologique, cette méthode donne une seconde vie au carbone capturé sous forme de produits utiles à la construction.
Pour aller plus loin: Comment fonctionne la minéralisation du CO₂ ?
Ce processus chimique convertit le dioxyde de carbone en minéraux stables. Dans l'eau de mer, les ions calcium et magnésium réagissent avec le CO₂ dissous sous l'effet d'un courant électrique.
La réaction produit principalement du carbonate de calcium, identique à celui des coquillages. Contrairement aux solutions liquides de captage, ces solides ne présentent aucun risque de fuite.
Cette technique diffère de la carbonatation traditionnelle du béton, qui ne piège que 5 à 10 % du CO₂ émis lors de sa fabrication. Ici, le matériau devient un puits de carbone avant même son utilisation.