Le ciment écologique tient le haut du pavé

Probablement mis au point par les Égyptiens il y a plusieurs millénaires, le ciment aura été amélioré à travers les siècles par bon nombre de civilisations, n’hésitant pas à y ajouter une touche à la fois personnelle et locale dans le seul but de le renforcer. Une étude récente diligentée par l’institut Niels Bohr de Copenhague et publiée dans le journal Scientific Reports, vient démontrer que le ciment élaboré à l’aide de déchets provenant de l’industrie du sucre (notamment la bagasse, le résidu fibreux de la canne à sucre) serait plus résistant qu’un ciment ordinaire. L’étude met notamment l’accent sur les cendres obtenues après combustion de la bagasse, cendres qui une fois mélangées au ciment renforceraient les liaisons entre la matière pulvérulente et les molécules d’eau, créant ainsi un matériau plus solide, résistant mieux aux pressions élevées et qui s’effriterait moins qu’un ciment lambda.

Signe de la marche du temps, certains pays producteurs de cannes à sucre – comme Cuba ou encore le Brésil – utilisent depuis de nombreuses années la bagasse et ses dérivés dans l’élaboration du ciment local. Lorsque le précieux sucre a été extrait de la canne, les déchets fibreux connaissent une seconde vie et servent à produire de la bioénergie, la bagasse ayant une valeur calorifique tout à fait honorable de 7900 kJ/kg. Dépourvue de dioxyde de soufre, la bagasse dégage également assez peu de dioxyde de carbone lors de sa combustion, le gros du CO₂ étant stocké dans le sucre. La combustion produit une cendre qui, une fois mélangée au ciment, semble le renforcer.

Chercheuse en nanophysique à l’université de Copenhague, Heloisa Bordallo s’est mise en tête de trouver ce qui pouvait distinguer les différents ciments en étudiant de nombreux échantillons, tous en provenance du Brésil. Son arme : la diffusion élastique des neutrons. Son but : étudier les propriétés de ces derniers à l’échelle nano, et se pencher sur la mobilité des molécules d’eau dans chacun des échantillons. En effet, la qualité et la solidité du ciment sont directement liées à cette mobilité, car plus l’eau peut se déplacer, moins le ciment pourra être robuste et durable.

En bombardant de neutrons les échantillons au sein du laboratoire Rutherford Appleton, situé en Angleterre, les tests révélèrent que le ciment contenant environ 20% de cendres présentait les meilleurs résultats, les interactions entre les cendres et les molécules d’eau laissant moins de mobilité à ces dernières.

Le ciment met en général une semaine pour se solidifier. Après un mois, le processus est aux 3/4 complet, et se poursuit encore durant de nombreuses années. Le ciment ordinaire serait plus solide dans les premiers mois, mais le ciment « écologique » aux cendres lui damerait le pion avant la fin de la première année. Il serait donc être intéressant de produire ce matériau à une échelle autre que locale, à la lumière de ces performances et de son impact bien moindre sur l’environnement.

Par Moonzur Rahman