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Un ciment « auto-régénérant » capable de stocker de l’énergie

Des chercheurs de l’université de Lancaster, ont élaboré un nouveau mélange de ciment « intelligent » capable de stocker de l’énergie électrique et dans un même temps de surveiller son intégrité structurelle.

Convertir des bâtiments, immeubles, maisons, trottoirs ou même des réverbères en batteries à même de stocker des énergies renouvelables au moyen d’un seul et unique matériau, c’est la promesse d’une équipe de chercheurs de l’université de Lancaster (Royaume-Uni) qui composent un nouveau type de ciment « intelligent ».

Le futur ciment écologique

Le ciment est aujourd’hui omniprésent dans nos infrastructures. Et pour cause, plus de 2 milliards de tonnes de ciment sont fabriquées chaque année partout dans le monde.

Reste que la production de ciment s’avère relativement énergivore tout en étant polluante. Elle est d’ailleurs la cause de près de 5% des émissions de gaz à effet de serre anthropiques, soit 5% des émissions de gaz à effet de serre.

Capital, le ciment n’en demeure donc pas moins polluant. Et s’il était possible de tirer profit du ciment pour le transformer en un matériau écologique, producteur d’énergies et restructurant à la fois ? C’est ce sur quoi de nombreux chercheurs dans le monde planchent aujourd’hui, et ce depuis quelques années déjà.

Le ciment, un matériel au cœur de nos préoccupations

 

En 2015, chercheurs belges et hollandais s’associaient déjà afin de donner vie à un ciment auto-régénérant.

Ils sont en effet parvenus à élaborer un béton qui, bien que d’apparence ordinaire, est capable de s’auto-générer. Comment ? Grâce à des polymères qualifiés de « superabsorbants ».

Concrètement, dès qu’apparaît une fissure et que l’eau s’y infiltre, ces dits polymères se gonflent et participent alors à combler la brèche.

Ainsi, ils sont parvenus à discerner des bactéries, permettant l’auto-régénération du ciment.

Ces bactéries anodines tant pour l’Homme que pour l’environnement, ayant des similitudes avec le béton, ont la particularité de produire du carbonate de calcium dès que mélangée à l’eau., Elles ont le mérite, elles aussi, de colmater les micro-fissures dès qu’elles sont injectées dans le béton

Le but de ces essais ? Créer un béton pouvant offrir une plus longue durée de vie tout en diminuant les frais de maintenance liés.

Un ciment batterie intelligent

Aujourd’hui encore, le ciment est sous le feu des projecteurs. Des chercheurs sont sur le point de donner vie à un ciment, non seulement capable de veiller à toute altération de sa structure, mais également en mesure de stocker de l’énergie électrique

Ces scientifiques anglais ont en réalité conçu un ciment géopolymère (comprenez à base de minéraux d’origine géologique), composé entre autres de potassium et de cendres volantes, résultat de la combustion de charbon.

Le secret de ce ciment révolutionnaire? Les ions de potassium. Grâce à leur circulation à travers la structure du ciment se produit une conductivité électrique.

D’après ces mêmes chercheurs, une fois le ciment parfaitement au point, ce dernier pourrait offrir une capacité de charge et de décharge allant de 200 à 500 watts /m². De quoi transformer bâtiments, ponts, bordures et même lampadaires en batteries bon marché.

L’autre propriété intéressante qu’offre ce matériau est la capacité de signaler en temps réel toute altération de la structure. Un stress mécanique tel qu’une fissure va perturber la conductivité des ions, ce qui permet de détecter automatiquement tout problème menaçant l’intégrité d’un bâtiment sans recourir à des capteurs externes.

 

Si ce n’est pas la première version de ciment intelligent proposée, ces chercheurs assurent qu’il s’agit de la solution la moins onéreuse à ce jour. Le mélange coûterait en effet moins cher que le ciment Portland, ciment aujourd’hui le plus répandu.

Alors même que les ciments intelligents antécédents ne pouvaient convenir à des constructions de grandes dimensions, il n’existe aucune contre-indication à noter dans le cas présent.

Ce ciment est pensé pour être imprimé en 3D, ce  qui bien entendu enchantent nos municipalités : quand il sera au point, ce mélange devrait donc être moins coûteux que le ciment Portland, matériau de construction le plus répandu aujourd’hui. Comme en plus ce ciment sera en mesure de signaler en temps réel toute altération structurelle, c’est la DDE qui va être ravi. Quant à savoir si nous pourrons bientôt alimenter électriquement nos villes, patience…S’agissant de science, un pas à la fois :  “Tout vient à point à qui sait attendre.”