Un nouveau matériau d’impression 3D pour la construction pourrait capter le CO₂

L’Oregon State University et le laboratoire national Sandia ont reçu une subvention de 540 000 dollars sur trois ans du ministère américain de l’énergie pour étudier s’il serait possible de capturer le dioxyde de carbone des émissions industrielles avant de piéger sa forme minéralisée dans des matériaux de construction imprimés en 3D. L’objectif des chercheurs est de rendre plus écologique un secteur important de l’économie, la construction, qui est l’un des plus polluants. L’étude sera menée par une équipe dirigée par Pavan Akula, professeur adjoint de génie civil à l’OSU College of Engineering, et composée de chercheurs de Sandia, de l’Indian Institute of Science, de l’Indian Institute of Technology Roorkee et des deux partenaires industriels, Graymont et Verdant Building Alternatives.

Ces dernières années, le problème du réchauffement climatique et la nécessité de prendre des mesures pour le réduire et protéger notre planète ont pris de l’ampleur. L’industrie de la construction est à elle seule responsable de 13 % des émissions mondiales de CO₂. L’impression 3D est considérée comme une solution possible au problème, et nous avons déjà vu un certain nombre de projets d’impression 3D béton qui pourraient résoudre une partie de ce défi de taille. Pourtant, selon les chercheurs à l’origine de cette étude, le problème pourrait en fait résider dans le matériau même utilisé. « Ces dernières années, la technologie d’impression 3D béton a gagné en popularité dans la construction de bâtiments, car elle constitue une alternative plus durable – elle réduit à la fois les déchets et les coûts de transport. Cependant, la plupart des impressions 3D béton ne font appel qu’à des matériaux traditionnels à forte intensité de carbone« , commente le professeur Pavan Akula.

Plus précisément, il s’agit du ciment Portland, qui a été mis au point en Angleterre au début des années 1800. Actuellement, c’est le type de liant le plus couramment utilisé dans le béton. Il est généralement produit en extrayant, en broyant et en chauffant de l’argile et du calcaire dans des fours industriels à des températures pouvant atteindre 1 550 degrés Celsius. Ce processus modifie la chimie des matériaux et crée le « clinker », principal composant du ciment. Cependant, ce processus génère également de grandes quantités de dioxyde de carbone. C’est ce à quoi les chercheurs espèrent remédier.

Un nouveau matériau d’impression 3D pourrait conduire à une construction plus durable

Comment l’impression 3D peut-elle contribuer à résoudre ce problème ? Le projet vise à capturer le CO₂ émis par les industries de la chaux et du ciment et à mettre au point des liants durables capables de stocker et de minéraliser le dioxyde de carbone capturé dans les éléments de construction imprimés, tels que les murs. « Notre projet vise à développer des technologies et des matériaux qui peuvent réduire de manière significative l’empreinte carbone des matériaux utilisés dans l’impression 3D« , a déclaré Pavan Akula.

La question est d’autant plus importante et urgente que la demande de béton devrait continuer à croître, tout comme la tendance à l’urbanisation à l’échelle mondiale. L’utilisation de nouvelles technologies est donc essentielle pour résoudre les problèmes actuels, tout comme de nouveaux matériaux et de nouvelles façons de faire sont et seront nécessaires à l’avenir pour faire face à un monde en constante évolution. Ces nouvelles solutions pourraient permettre d’atteindre les objectifs fixés dans le traité de Paris. Signé en 2015, le traité international conclu par les États membres de la Convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques appelle à contenir l’augmentation de la température moyenne mondiale sous le seuil de 2 °C par rapport aux niveaux préindustriels, et à limiter cette augmentation à 1,5 °C, ce qui réduirait considérablement les risques et les effets du changement climatique.

Ce n’est pas le seul projet en cours avec cet objectif, nous avons couvert à plusieurs reprises la question de la durabilité en fabrication additive et les projets innovants qui contribuent, grâce à l’utilisation des technologies 3D, à la protection de l’environnement. Dans le domaine de la construction, par exemple, nous avons déjà vu de l’argile ou des matériaux d’origine biologique être utilisés pour fournir des logements plus durables. En outre, nous avons vu des initiatives récentes telles que le projet européen ConstructAdd, qui étudie les avantages de l’adoption du métal comme matériau d’impression 3D dans les secteurs de la construction et de l’automobile. Pour en savoir plus sur les travaux du professeur Akula, consultez le communiqué de presse ICI.

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*Crédits photo de couverture : COBOD