Le béton à base de dioxyde de carbone
Cette filière est pour l’instant la plus prometteuse, le dioxyde de carbone pouvant être incorporé tel quel dans la fabrication. D’ailleurs certaines entreprises comme CarbonCure Technologies au Canada et Solidia Technologies aux États-Unis commercialisent déjà leur béton à base de dioxyde de carbone.
C’est d’autant plus nécessaire que le béton est le deuxième matériau le plus utilisé dans le monde après l’eau : 1m3 par habitant par an, alors que le ciment qui le constitue est responsable d’environ 5 % des émissions de gaz à effet de serre (GES), classé numéro 2 sur le podium des émissions industrielles.
Le principe de la fabrication du béton à base de dioxyde de carbone varie peu du procédé de base ce qui le rend très intéressant. Le béton ne varie que par la composition du ciment breveté dont la formule nous est inconnue, et par les proportions de chaque composant selon les propriétés voulues. La différence majeure réside dans la prise du béton, le « concrete curing ». Plutôt que d'injecter de la vapeur d’eau au mélange et d'attendre pendant un mois une solidité qui permettent son utilisation, on va injecter du dioxyde de carbone liquéfié.
Le procédé est donc assez simple : remplacer une partie de l’eau nécessaire à la fabrication par du dioxyde de carbone. Les autres ingrédients restent les mêmes : ciment, granulats.
La fabrication de base est identique, on mélange de l’eau avec des granulats et le ciment. Mais ensuite, plutôt que de laisser durcir lentement le béton on injecte du dioxyde de carbone liquéfié sous pression à un peu plus de 7,00 MPa, à température ambiante dans le béton humide. Ce procédé se nomme carbonatation aqueuse. Il permet, par une meilleure mise en contact des réactifs que dans une carbonatation gaz-solide, d’augmenter la vitesse de réaction. Ici les ions carbonates, obtenues grâce à la réaction entre les molécules d’eau et de dioxyde de carbone, vont réagir avec les cations calcium libérés dans l’eau de gâchage. Ils formeront le liant du béton, le carbonate de calcium CaCO3, des minéraux de taille nanométrique. Le dioxyde de carbone est ainsi capturé de manière permanente en minéraux qui ne peuvent plus jamais s’échapper dans l’atmosphère. Ces minéraux ont en plus la capacité de permettre une meilleure résistance à la compression d’environ 10 % ce qui permet de réduire la teneur en ciment de 5 à 8 % réduisant encore les émissions de dioxyde de carbone
L’eau sert juste à donner la forme au béton, et une partie pourra être ensuite récupérée et réutilisée. L’économie d’eau est donc également non négligeable. De plus la prise passe de 28 jours pour 95% de la solidité maximale à seulement 24 heures. Enfin d’après les sociétés qui commercialisent ce nouveau béton les émissions pourraient être réduites de 70% à 80%.
La valorisation du dioxyde de carbone par l’ajout dans le béton est une solution d’avenir. On a pu constater qu’elle présente de nombreux avantages par rapport à la fabrication traditionnelle du béton, notamment par la vitesse de sa prise, sa meilleur résistance et par sa teneur plus faible en ciment extrêmement émetteur de dioxyde de carbone .De plus ce nouveau matériau est industriellement rentable ce qui a permis son exploitation commerciale et sa mise sur le marché par déjà deux sociétés : CarbonCure au Canada et Solidia Technologies aux États-Unis.