Le bon moment est essentiel pour faciliter l’utilisation d’un béton plus écologique

Une chercheuse et un chercheur de l’École de génie et d’informatique Gina-Cody de l’Université Concordia s’efforcent de créer des matériaux de construction plus respectueux de l’environnement et plus faciles à utiliser sur les chantiers.

Dans une étude parue dans Construction and Building Materials, la doctorante Nourhan Ali s’est penchée sur la manière d’améliorer les possibilités d’utilisation des solutions de rechange durables en matière de béton. L’étude a été menée sous la direction d’Ahmed Soliman, professeur au Département de génie du bâtiment, civil et environnemental.

Leur objectif était de trouver une alternative plus propre au ciment, l’ingrédient qui lie le béton. Ce dernier est un mélange de ciment, d’eau, de sable et de gravier. Le ciment agit comme une colle en maintenant le tout ensemble une fois qu’il durcit. Or, la production de ciment classique est l’une des plus grandes sources de dioxyde de carbone du monde – représentant environ 8 % des émissions planétaires de CO₂ –, car elle repose sur la combustion de calcaire à des températures très élevées.

Pour réduire ces émissions, les chercheurs ont étudié un substitut appelé « laitier activé par les alcalins ». Celui-ci est fabriqué à partir de laitier granulé de haut fourneau moulu, une fine poudre recyclée de la production d’acier, mélangée à une solution alcaline qui la fait durcir comme du ciment. Ce type de matériau permet de conserver le reste de la recette du béton, mais remplace le liant polluant.

L’un des défis que pose cette approche est que le mélange peut devenir trop épais trop rapidement. Il est alors plus difficile de le couler, de le façonner ou de l’utiliser à temps. L’équipe de Concordia a testé différents moyens d’ajouter un adjuvant modifiant la viscosité, un ingrédient épaississant déjà employé dans le ciment classique, pour voir comment il influe sur la facilité d’utilisation.

Les chercheurs ont constaté que l’ajout de l’ingrédient plus tard dans le processus, et sans le dissoudre dans l’eau, donnait les meilleurs résultats. Le mélange restait manipulable plus longtemps et durcissait plus uniformément, avec moins de fissures dues au séchage.

« Si vous choisissez le bon moment et la bonne méthode, vous pouvez améliorer le comportement du matériau sans compromettre sa résistance, explique le P^r Soliman. Cela signifie une meilleure performance sur le chantier et un plus grand potentiel d’utilisation dans le monde réel. »

Ces résultats pourraient contribuer à rendre les solutions de rechange au béton à faible teneur en carbone plus pratiques pour la construction, y compris dans des domaines émergents tels que l’impression 3D ou la construction par temps froid.

L’étude a bénéficié du soutien du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.