Polycor élabore un additif écologique pour le béton

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Le béton est le matériau de construction le plus utilisé dans le monde, mais son empreinte écologique est gigantesque, en raison du ciment qu’il contient. Si l’industrie du ciment était un pays, il serait le troisième plus grand émetteur de gaz à effet de serre, après la Chine et les États-Unis. Il est donc crucial de développer des bétons plus durables et plus verts.

 

Polycor, le plus grand producteur de pierre naturelle dans le monde travaille avec l’Université Laval depuis janvier 2019 à l’élaboration d’un béton plus vert et de haute qualité en misant sur la valorisation d’un résidu de production des morceaux de granite produits à Rivière-à-Pierre. L’entreprise fondée à Québec en 1987 compte près de 1 200 employés et 50 carrières au Canada, aux États-Unis et en France.

 

« Dans la production de la pierre naturelle, la coupe se fait avec des lames d’acier et de diamant, raconte Mathieu Bergeron, ingénieur et directeur des opérations de Polycor. De l’eau est envoyée sur les lames pour les refroidir pendant la coupe. Elle capte la poussière de granite et s’écoule dans un bassin. Nous récoltons la poussière mélangée à l’eau qui s’est accumulée au fond de ce bassin. » Mais que faire ensuite de toute cette matière ? Luca Sorelli, chercheur en génie civil à l’Université Laval, leur a proposé de la valoriser en trouvant une méthode pour la réutiliser dans du béton.

 

Remplir le vide

 L’idée de base semble simple. Environ 60 % du CO2 émis dans la fabrication du ciment provient en fait du « clinker », un produit de la fusion partielle d’un mélange de chaux, d’alumine, de silice et d’oxyde de fer par chauffage à haute température. Le projet de M. Sorelli consiste à remplacer une bonne partie de ce clinker par de la poudre de granite, ce qui le rendrait plus vert.

 

Un tel béton deviendrait aussi plus efficace, donc plus durable. « Pour augmenter la durabilité du béton, on doit réduire sa porosité de la matrice, ce qui améliore aussi sa résistance à la compression, explique M. Sorelli. Dans un béton ordinaire, on retrouve beaucoup de minuscules espaces vides. La poudre très fine peut venir remplir ces trous et accroître la résistance à la compression. » Cette résistance se calcule en mégapascal (MPa). Dans un béton normal, elle se situe autour de 30 MPa, alors que dans les bétons à ultra-hautes performances elle atteint au moins 120 MPa.

Pour créer un béton très durable, on doit faire passer la porosité qu’il contient de 30 % à 5 %. La taille de ces vides va de dix nanomètres à un micromètre. Or, un grain de poudre de granite a un diamètre d’environ un micromètre. Il faut donc élaborer une méthode scientifique pour réussir à remplir efficacement les espaces avec la poudre, notamment en la combinant avec d’autres ingrédients. Mettre au point la recette secrète, quoi !

 

« Pour nous, ce projet représente l’occasion de transformer un résidu industriel en produit de vente et de répondre à une demande croissante sur le marché pour des matériaux plus écologiques et plus performants », conclut M. Bergeron.