Le béton renaît de ses cendres
Les cendres de rouille fixent durablement le CO2 pour la construction routière et la production de béton
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Si les cendres d'incinération des ordures ménagères rencontrent le CO2, une nouvelle matière première pourrait voir le jour pour le secteur du bâtiment. Un consortium interdisciplinaire auquel participe l'université technique de Cologne étudie donc un nouveau procédé permettant de fixer durablement le dioxyde de carbone. Le produit final devrait être utilisé comme matériau de construction de substitution dans la construction routière ou la fabrication de béton.
Chaque année, l'Allemagne produit environ six millions de tonnes de cendres de rouille issues de l'incinération des déchets municipaux. Celles-ci sont traitées dans des installations de traitement spécialisées afin de récupérer les métaux et de les transformer en cendres finies purifiées grâce à des étapes de criblage et de tri ciblées. "Les fractions minérales qu'elles contiennent sont capables d'absorber le CO2 et de le fixer durablement - c'est ce qu'on appelle la carbonatation. Dans notre projet, nous souhaitons développer un procédé de carbonatation proche de la pratique et vérifier si notre produit final convient à une utilisation dans la construction routière ou la fabrication de béton", explique le professeur Björn Siebert de l'Institut des matériaux de construction, de la géotechnique, des transports et de l'eau de l'Université technique de Cologne.
Différentes approches dans l'installation d'essai
Pour ce faire, il est prévu de créer une installation technique expérimentale qui sera mise en place par les deux partenaires scientifiques du projet, la TH Cologne et la RWTH Aix-la-Chapelle, au centre de traitement des déchets de Leppe. Celui-ci est exploité par le chef de file du consortium, le Bergischer Abfallwirtschaftsverband (BAV), à proximité de Lindlar. En tant que partenaire industriel, refer GmbH met à disposition le matériau de base, des cendres d'incinération d'ordures ménagères traitées provenant de son installation de traitement des cendres de grille.
La question technique centrale est de savoir quelle méthode est la plus efficace pour fixer le CO2 dans les cendres. "Nous suivons deux approches qui présentent chacune des avantages et des inconvénients spécifiques : La carbonatation humide sous eau permet d'absorber davantage de dioxyde de carbone, mais nécessite de l'énergie pour le séchage ultérieur. Dans le cas de la carbonatation humide avec peu d'humidité, une couche carbonisée relativement dense se forme à la surface des cendres, de sorte que moins de CO2 est stocké, car il ne peut pas pénétrer à l'intérieur", explique le professeur Axel Wellendorf de l'Institut de construction mécanique générale de la TH Cologne.
Utilisation dans la construction routière ou dans la production de béton
Dans un premier temps, les partenaires testent différents procédés de carbonatation et construisent pour cela une installation d'essai flexible et proche de la pratique, qui permet de régler et de comparer les processus dans des conditions aussi réalistes que possible. Ensuite, l'accent est mis sur l'application du matériau obtenu : "Notre objectif est de remplacer les matières premières qui sont normalement extraites à grand renfort d'énergie. Sous une forme non liée, nos cendres carbonatées pourraient par exemple remplacer le gravier ou le sable dans la construction de routes ou les travaux de terrassement", explique Siebert.
Parallèlement, les chercheurs examinent le potentiel pour la fabrication de béton, un processus intensif en CO2. Dans ce cas, les cendres pourraient faire office de liant. La condition préalable à cette utilisation est une qualité de matériau définie et constante. C'est pourquoi des essais sont également menés dans le cadre du projet en vue d'un traitement ultérieur ou d'un concassage par type. "Si nous parvenons à mettre à disposition des cendres carbonatées qui répondent aux normes et aux exigences environnementales correspondantes, ce serait un pas important pour l'économie circulaire et la protection du climat", souligne Wellendorf.
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