Le béton a une empreinte carbone énorme. Le graphène pourrait changer cela

Le béton a été décrit comme le matériau le plus destructeur sur Terre. Après l’eau, c’est la substance la plus utilisée au monde, avec deux fois plus d’acier, de bois, de plastique et d’aluminium combiné.

Pour fabriquer tout ce béton, plus de 4 milliards de tonnes de ciment sont produites chaque année. Selon le groupe de réflexion Chatham Housequi génère environ 8 % de toutes les émissions de CO2, soit plus que ce qui est causé par tous les camions du monde.

Les cimentiers ont un besoin urgent de réduire cette empreinte. Pour répondre aux exigences de l’Accord de Paris sur le changement climatique, l’industrie doit réduire ses émissions de au moins 16% d’ici 2030. Dans le même temps, le secteur fait face à une demande croissante due à une urbanisation et à une croissance démographique rapides.

C’est un problème inquiétant. Mais les ingénieurs pensent que le graphène offre une solution.

« Seulement 0,01 % du matériau est nécessaire.

Isolé pour la première fois à l’Université de Manchester en 2004, la nature 2D du graphène offre une combinaison unique de résistance, de flexibilité, de légèreté et de conductivité. Ces propriétés ont attiré l’attention de Nationwide Engineering, une entreprise de construction britannique.

La filiale de R&D au sigle mémorable de l’entreprise, NERD (Nationwide Engineering Research and Development), a été chargée de transformer le « matériau miracle » dans un nouvel additif : béton.

Concretene est composé de graphène produit à l’Université de Manchester. De petites quantités de la formulation liquide sont ajoutées pendant le processus de malaxage du béton.

Le graphène fournit à la fois support mécanique et surface active pour les réactions chimiques qui se produisent lors de l’hydratation et du durcissement du ciment.

« De très faibles doses de matériau, dans certains cas inférieures à 0,01 %, sont nécessaires pour obtenir des gains de performances substantiels », Alex McDermott, le co-fondateur de Concretene, raconte TNW.

« Cela signifie que Concretene est commercialement viable avec des coûts de gros correspondant aux additifs existants déjà utilisés dans l’industrie du béton. »

Selon McDermott, Le béton utilisé dans les projets de construction réels était jusqu’à 30 à 50 % plus résistant que le béton standard. Des tests de laboratoire ultérieurs ont montré des gains de résistance supérieurs à 100 %. En conséquence, le volume de ciment nécessaire peut être réduit de manière significative sans nuire aux performances.

Les coûts, le rétrécissement et la fissuration peuvent également être réduits, tandis que augmentation de la densité de la porosité du béton coupé.

« Ces facteurs permettront aux ingénieurs de réduire le volume de béton requis dans les conceptions à l’avenir, réduisant encore l’impact du CO₂ », déclare McDermott.

En fin de compte, il croit que Concretene pourrait être utilisé dans plus de 99% des bétons dans le monde.

Les premiers tests de Concretene ont donné des résultats prometteurs.

En 2021, NERD a posé la première dalle de béton au graphène au monde sur le sol de un nouveau gymnase En Angleterre. D’autres essais ont suivi à une discothèque à roulettes et un développement résidentiel.

Au total, plus de 1 000 tonnes de Concretene ont été coulées dans des projets réels. La prochaine cible est de pousser le produit dans le courant dominant.

Le graphène a été difficile à produire à grande vitesse et à grande échelle, mais percées récentes ont fait de la production de masse une perspective plus réaliste.

Ces développements ont restauré la confiance des investisseurs. En décembre, Concretene a levé 8 millions de livres sterling auprès d’un VC le financement ronde menée par LocalGlobe. L’argent sera utilisé pour accélérer les plans de commercialisation.

Concretene va maintenant se tourner vers des collaborations avec Aéroport d’Heathrow, Network Rail, Yorkshire Water et l’Agence de l’environnement. Les travaux débuteront également prochainement sur le premier essai routier de Concretene avec les autoroutes nationales

« Béton fait l’objet d’essais « en direct » dans les endroits où il peut être le plus utilisé », déclare McDermott. « Il s’agit d’une étape clé pour parvenir à l’adoption par l’industrie. »

Cela pourrait être une bonne nouvelle tant pour le secteur de la construction que pour l’environnement. Parce que malgré les revendications des jocks de choc britanniquesvous ne pouvez pas réellement faire pousser du béton – mais vous pouvez faire pousser du graphène.