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Mardi 24 octobre 2017
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Réutilisation de CO2 pour des blocs de béton plus résistants et plus verts

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Qu’ont en commun le Tridel Hullmark Centre dans le quartier North York à Toronto et les rénovations faites à l’Université de la Californie (UC Davis) ? Ces deux bâtiments sont maintenant recouverts d’un nouveau type de béton utilisant la technologie développée par la compagnie CarbonCure Technologies Inc. d’Halifax en Nouvelle-Écosse. En créant ce nouveau matériau, on veut rassurer les environnementalistes qui considèrent l’industrie du béton comme étant très polluante.

article-co2-beton1Robert Niven, fondateur de CarbonCure Technologies. Photo : CarbonCure Technologies Inc.

Le fondateur de CarbonCure, Robert Niven, reconnaît que seules les centrales thermiques émettent plus de gaz à effet de serre (GES) que les cimenteries. Les sources de CO² proviennent de la dépense d'énergie liée à la nécessité de produire de très hautes températures pour réaliser le processus physico-chimique ainsi qu'au phénomène de tarnsformation du calcaire sous l'effet de la chaleur en chaux et en CO².

Lorsqu’il était étudiant en 2005, Robert Niven s’est demandé si le surplus de CO² pouvait être réinjecté dans les composantes du béton pour remplir les minuscules cavités dans ce matériau. Le résultat a été concluant, créant une sorte de nano matériau, qui rend les blocs de béton 20 % plus solides que les blocs classiques et ceux-ci requièrent moins de temps pour durcir. Cela signifie que les producteurs de béton peuvent expédier plus rapidement les blocs sur les chantiers et que les entrepreneurs gagnent ainsi du temps sur leur échéancier de travail.

« Le béton est un matériau résistant et durable, mais il a été devancé par d’autres matériaux reconnus comme étant plus verts », a admis M. Niven. Il ajoute : « Non seulement les constructeurs qui utilisent de tels blocs de béton se différencient sur le marché avec un béton vert, mais ils sont également en mesure de diminuer leurs coûts de production en profitant des avantages du CO² (résistance accrue et faible absorption d’eau). »

Technique apprise à l’Université McGill

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Robert Niven utilise la technologie de capture du carbone qu’il a étudiée à l’Université McGill de Montréal pour fabriquer des blocs de béton plus écolos, du moins en principe, même si le béton conserve toujours sa couleur grise. Possédant une maîtrise en génie de l’environnement de McGill et un baccalauréat en chimie de l’Université de Victoria, il a basé son raisonnement sur deux réalités : les problèmes causés par les changements climatiques et l’importance de la notion de développement durable (technologies propres).

L’industrie de la réutilisation de CO² prend de l’ampleur. De plus en plus d’entreprises se servent de CO² pour la fabrication de produits en plastique, de produits chimiques, de granulats routiers et même pour le bicarbonate de soude. Les constructeurs recherchent avant tout la durabilité en se servant de matériaux qui ont un impact positif sur l’environnement. Par exemple, le nouveau bâtiment de la Northern California University (recherches sur le vin) devrait être le premier à énergie nette zéro (net-zero energy) aux États-Unis. L’enveloppe de ce centre de recherches est faite de blocs de béton de CarbonCure Technologies. L’équipement et les systèmes de capture et de stockage du CO² assurent la fermentation du vin, le filtrage et la récupération de l’eau pour le vin, la bière et la transformation des aliments. Pour la compagnie canadienne, il s’agit là d’une véritable vitrine pour toute la recherche universitaire aux États-Unis.

Déclaration environnementale de produit

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Tridel Hullmark Centre – Toronto. Photo : Tridel

L’objectif ultime poursuivi par l’équipe de CarbonCure Technologies réside évidemment dans la production d’un bloc de béton sans aucune émission nocive pour l’environnement. Tous les espoirs sont permis pour qu’un jour on puisse produire de tels blocs de béton. Le concept de la Déclaration environnementale de produit suit son cours depuis 2007, incitant les entreprises à signaler les impacts environnementaux des matériaux sélectionnés pour réaliser leurs projets de construction. Avec la version LEED v4 nouvellement disponible au Canada, les critères concernant la catégorie Matériaux et Ressources ont été revus à la hausse et plusieurs fournisseurs de matériaux considèrent désormais le fait de réduire l’empreinte environnementale de leurs produits afin de s’y conformer. Pour réduire l'empreinte carbone du béton, il faudra accroître l’utilisation de matériaux comme le calcaire et les ajouts cimentaireset augmenter l’efficacité énergétique des cimenteries.

Une technologie en pleine croissance

La compagnie Calera en Californie et Solidia Technologies au New Jersey se spécialisent également dans la réutilisation du CO² pour la fabrication de leurs matériaux. Autre aspect à considérer pour l’avenir de cette technologie : le marché du béton prêt à l’emploi (BPE). Actuellement, les blocs de béton utilisant la technologie de CarbonCure sont livrés entièrement formés sur les chantiers. En 2015, on pourrait voir des camions-malaxeurs ou camions-bennes transportant cette nouvelle génération de béton.

Un prix pour CarbonCure

CarbonCure Technologies a remporté le Prix spécial pour petites entreprises remis par Mainstay Safety Awards 2014, qui a eu lieu en mai dernier, lors d’un gala organisé durant la Semaine nord-américaine de la santé et de la sécurité du travail.

Précisions

  • Les émanations de GES dans la fabrication du ciment proviennent de deux sources : les combustibles pour atteindre les hautes températures pour obtenir les réactions chimiques (40 %) et la décarbonatation du calcaire sous l'effet de chaleur (60 %).
  • Le ciment est la principale source de GES du béton. Pour réduire l'empreinte carbone du béton, il faut réduire la quantité de ciment par des ajouts cimentaires ou l'utilisation d'un ciment au calcaire ou réduire l'empreinte carbone du ciment par l'amélioration du rendement énergétique des cimenteries.

Autres technologies pour la production de bétons plus verts

  • TiO² par Italcementi Group, cinquième producteur mondial de ciment, technique qui confère au ciment et au béton deux propriétés : autonettoyage et dépollution de l'atmosphère.
  • Lafarge - captation de CO² avec des micro-algues.

Définitions

Capture et stockage de CO²
La capture et le stockage de dioxyde de carbone (CO²) sont des procédés de réduction des émissions atmosphériques de gaz à effet de serre (GES) qui consistent à extraire le CO² des flux gazeux normalement rejetés lors de la production d’électricité, du traitement des combustibles et d’autres procédés industriels.

Transport
Une fois recueilli et comprimé, le CO² est transporté par pipeline ou par citernes vers un site de stockage pour souvent être injecté dans un réservoir souterrain (ou une formation géologique) où il sera entreposé de façon sécuritaire à long terme.

Emplacements

  • Usines de traitement du gaz
  • Installations de fabrication d’engrais
  • Centrales thermiques
  • Formations géologiques
  • Réservoirs actifs ou épuisés de pétrole, de gaz ou de méthane de houille
  • Aquifères salins profonds
  • Cavernes de sel.

Source : Ressources naturelles Canada

Télécharger la feuille de route technologique sur la capture et le stockage du dioxyde de carbone au Canada

À propos de CarbonCure Technologies Inc.

CarbonCure Technologies Inc. est une entreprise engagée dans le développement durable en produisant du béton écologique pour la construction de bâtiments. Sa technologie repose sur la récupération de dioxyde de carbone servant à la fabrication du béton. La compagnie CarbonCure Technologies et ses partenaires fournissent une solution novatrice pour répondre à la demande croissante pour les matériaux de construction écologiques. Le béton produit selon la technologie CarbonCure est distribué par les plus grands fabricants de béton en Amérique du Nord : Anchor, Basalite Concrete Products, Brampton Brick, Northfield Block, Permacon et Shaw Brick.

 

Remerciements à MM. Yves Dénommé, ing., M.Sc.A., directeur technique, Association Béton Québec et Guillaume Lemieux, ing., M.Sc.A., directeur, marchés et affaires techniques - Québec et Amérique, Association canadienne du ciment.

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