Cette brique révolutionnaire pourrait-elle être la réponse à une construction durable ?
- Trouver des solutions plus durables au monde du travail est crucial pour la longévité de la planète.
- Image : REUTERS/Mike Hutchings
- Les ingénieurs ont inventé une brique auto-répliquante qui tire le CO2 de l’air.
- La brique est produite en exploitant la photosynthèse et les bactéries.
- Bien que des améliorations soient nécessaires, les chercheurs affirment que la nouvelle technique est une avancée dans la recherche de matériaux de construction à faible consommation d’énergie et à faible émission de carbone.
Qu’obtenez-vous si vous mélangez du sable, des bactéries et de la lumière du soleil ? Un matériau de construction auto-répliqué qui tire le CO2 tout droit de l’atmosphère, selon les ingénieurs de recherche d’une université aux États-Unis.
Au cœur de ce nouveau matériau de construction se trouve Synechococcus, un type de bactérie que l’on trouve dans le plancton et utilise la photosynthèse pour générer de l’énergie.
Les bactéries sont associées au sable et à la gélatine, puis trempées dans de l’eau salée riche en nutriments chauds. La photosynthèse fait le reste, produisant du carbonate de calcium avec de l’oxygène et du glucose.
Les formes courantes de carbonate de calcium comprennent le marbre, le calcaire et la craie. Ce composé représente environ 4 % de la croûte terrestre et constitue un élément majeur des matériaux de construction, en particulier du ciment.
Une nouvelle approche
La production de ciment et de briques est un processus très gourmand en énergie qui nécessitent également de nombreuses matières premières extraites. Les carrières sont creusées pour l’argile et d’autres matériaux agrégés, tels que le calcaire, et des températures de plus de 1 000oC sont nécessaires pour former des briques pour la construction. Ce processus consomme de grandes quantités d’énergie, directement et indirectement. Selon certaines estimations, la production de ciment et de briques pourrait être responsable de 7 à 8% des émissions mondiales de CO2.
La recherche de matériaux de construction à faible énergie et à faible teneur en carbone prend de l’ampleur. En 2010, des chercheurs allemands ont créé un nouvel agent de liaison qui réduit la consommation d’énergie et les émissions de CO2 de la production de ciment. Aux États-Unis, des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont proposé une méthode pour produire du ciment en utilisant l’électrolyse plutôt que des fours pour provoquer les réactions chimiques nécessaires. Mais les chercheurs travaillant avec le Synechococcus de l’université du Colorado, Boulder, affirment qu’ils innovent.
« Je dirais que notre approche est fondamentalement différente parce que nous utilisons des bactéries photosynthétiques et du CO2 et de la lumière du soleil pour fabriquer le matériau », déclare Wil Srubar, un scientifique des matériaux et ingénieur en architecture sur le projet.
« Nous avons permis aux bactéries ... d’aider au processus de fabrication du matériau réel. »
- Les matériaux de construction vivants réduisent considérablement les émissions de carbone.
Les travaux s’inscrivent dans le cadre d’une forte focalisation sur les matériaux de construction vivants, qui sont produits en biochimie, et qui peuvent être entièrement recyclés après utilisation.
The Life Cycle of Living Building Materials
Les matériaux de construction vivants réduisent considérablement les émissions de carbone. Image : Matter
Un nouveau cadre
L’association du sable et de la gélatine crée une ossature rigide ou un échafaudage pour que les bactéries habitent et se multiplient. La génération de parents d’origine de Synechococcus a pu produire trois générations suivantes.
Dans une expérience, une brique formée à partir du nouveau matériau a été brisée en deux et a été resubmergée dans la solution saline, où elle s’est réparée, devenant une nouvelle moitié pleinement correspondante là où l’ancienne avait été.
Formation of the LBM Mineralized Scaffold
Comment gagner une brique vivante. Image : Matter
- Comment gagner une brique vivante.
Le matériel a ses limites. Les bactéries, par exemple, ont besoin des conditions appropriées et de l’humidité pour prospérer.
En outre, il y a quelques questions concernant la ténacité du matériau, selon la revue Scientific American, qui écrit : « Par rapport à un matériau similaire qui ne contenait pas de cyanobactéries, la version vivante était de 15 % plus dure en termes de résistance aux fractures. Mais il n’a pas été à la hauteur de la résilience des briques ou du ciment standard, produisant davantage du ciment à faible résistance ou dure mortier ».
En conséquence, l’équipe de recherche derrière la brique vivante ne voit pas le matériau comme un nouveau produit de construction de masse. Au lieu de cela, ils ont déclaré : « Nous étions motivés par la construction d’infrastructures dans des environnements réellement limités aux ressources. »
Malgré la nécessité d’améliorations continues, l’innovation pourrait avoir un potentiel d’utilisation dans des endroits éloignés où les matériaux, l’énergie et l’argent ne sont pas toujours disponibles gratuitement.
