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La lave des volcans sera-t-elle le béton du futur ? // Will volcanic lava be the concrete of the future?

Le basalte est la roche volcanique la plus abondante sur Terre, sur les continents mais également au fond des océans. On en identifie également à la surface de la Lune ou de Mars. De nombreux édifices construits dans des régions volcaniques confirment que le basalte et d’autres roches volcaniques  sont d’excellents matériaux de construction. Ainsi, la cathédrale de Clermont-Ferrand dresse sa masse de trachy-andésite au-dessus de la ville.

Crédit photo: Wikipedia

Une architecte basée à Reykjavik estime qu’une coulée de lave pourrait fournir suffisamment de matériaux pour ériger les fondations d’une ville en quelques semaines seulement, et ce, sans les conséquences climatiques liées aux méthodes de construction traditionnelles.
La fondatrice et dirigeante d’un cabinet d’architectes, établi à Reykjavik, explique que l’idée lui est venue en 2018 avec son fils,en observant l’éruption dans l’Holuhraun (2014-2015) qui fut la plus importante qu’ait connue l’Islande depuis plus de trois siècles. J’y ai consacré de nombreuses notes dans ce blog. Nous les trouverez en utilisant le moteur de recherche dans la colonne de droite.

Crédit photo: presse islandaise

Le projet d’utilisation de la lave explique que la force destructrice de ce matériau pourrait devenir constructive et permettre de transformer l’industrie mondiale de la construction qui dépend fortement du béton, de l’acier et d’autres matériaux à fort impact environnemental.
L’architecte et son fils ne s’attendent pas à voir leur projet se concrétiser avant 2050. Ils nous expliquent toutefois que des ouvriers humains ne pourraient pas manipuler la lave en raison de températures de plus de 1000°C, comparables à celles du verre en fusion. Pour les remplacer, diverses méthodes et technologies — impression 3D, gestion des coulées, chambres de refroidissement et robots — seraient utilisées pour façonner et mouler la roche en fusion selon les formes souhaitées.

Photo: C. Grandpey

Sans être menacés par la chaleur de la lave comme le seraient des humains, les robots parcourraient les champs de lave, récolteraient la matière en fusion et l’utiliseraient pour créer diverses structures.
Une méthode de préfabrication permettrait aux robots d’acheminer cette lave vers une usine où la pression et la chaleur seraient exploitées pour obtenir le résultat escompté.
Les architectes expliquent que le basalte présente des similitudes avec le béton de construction traditionnel actuel, tout en étant disponible à un coût quasiment nul. Selon eux, le basalte et la lave pourraient être transformés en éléments de construction durables et à faible impact environnemental. Les colonnes de basalte présentes dans la nature en sont une excellente illustration. Très cristallisées et extrêmement résistantes, elles pourraient théoriquement servir de matériau structurel.

Photo: C. Grandpey

 Le secteur islandais de la construction a manifesté un intérêt pour ce projet qui pourrait permettre de réduire l’empreinte carbone de cette industrie. Les producteurs de béton doivent en effet diminuer leurs émissions de CO2, principal responsable de la pollution dans l’industrie du bâtiment.
Ce projet a représenté la contribution de l’Islande à la 19ème Exposition internationale d’architecture de la Biennale de Venise, en 2025.
Source : Sky News.

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Basalt is the most abundant volcanic rock on Earth, found both on continents and on the ocean floor. It has also been identified on the surfaces of the Moon and Mars. Many structures built in volcanic regions confirm that basalt is an excellent construction material.

A Reykjavik-based architect believes that a single lava flow could provide enough material to lay the foundations for a city in just a few weeks, and do so without the climate-related consequences associated with traditional construction methods.

The founder and head of a Reykjavik-based architectural firm explains that the idea came to her and her son in 2018 while observing the Holuhraun eruption (2014–2015), the largest Iceland had seen in over three centuries. I have written extensively about this on this blog; you can find those posts using the search tool in the right-hand column.

The lava-utilization project posits that the material’s destructive force could be harnessed for construction, potentially transforming a global industry that currently relies heavily on concrete, steel, and other materials with high environmental impacts.

The architect and her son do not expect their project to come to fruition before 2050. However, they explain that human workers could not handle the lava, given temperatures exceeding 1,000°C, comparable to molten glass. Instead, various methods and technologies such as 3D printing, flow management, cooling chambers, and robots, would be used to shape and mold the molten rock into the desired forms. Unaffected by the intense heat that would endanger humans, robots would traverse the lava fields, harvest the molten material, and use it to create various structures. A prefabrication method would allow robots to transport this lava to a plant where pressure and heat could be harnessed to achieve the desired outcome.

The architects explain that basalt shares similarities with conventional modern construction concrete, yet is available at virtually no cost. They believe basalt and lava could be transformed into durable building components with a low environmental impact. Naturally occurring basalt columns serve as a prime example; highly crystalline and extremely strong, they could theoretically function as structural material.

Iceland’s construction sector has shown interest in this project, which could help reduce the industry’s carbon footprint. Concrete producers need to cut CO2 emissions, as concrete is the primary source of emissions within the building industry. This project represented Iceland’s contribution to the 19th International Architecture Exhibition at the Venice Biennale in 2025.

Source: Sky News.

https://news.sky.com/

Ciment à base de cendre volcanique // Cement made with volcanic ash

Selon une étude réalisée par des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology et de l’Université du Koweït, publiée dans le Journal of Cleaner Production, les villes du futur pourraient être construites avec du béton à base de cendre volcanique. Ce nouveau béton permettrait de réduire le coût d’énergie nécessaire à sa production, et certains mélanges offriraient une plus grande solidité que le ciment traditionnel. Les scientifiques ont créé un matériau qui mélange de la roche volcanique pulvérisée avec du ciment traditionnel. Le matériau consomme 16% d’énergie de moins pour construire un ensemble de 26 bâtiments en béton. Cette réduction d’énergie a été réalisée avec un matériau composé de 50% de cendre volcanique et de 50% de ciment Portland traditionnel, l’un des plus utilisés dans l’industrie et la construction. .
La fabrication du ciment Portland passe par de nombreux processus, depuis l’extraction du calcaire jusqu’au broyage, en passant par le traitement, puis la production. Il s’agit d’un processus qui demande une grosse dépense d’énergie, alors qu’il suffit de recueillir la roche volcanique et de la broyer pour en faire de la cendre.
Selon les chercheurs, en raison de la chaleur nécessaire à sa production, le ciment Portland représente environ 5% des émissions de dioxyde de carbone à l’échelle de la planète.
Les chercheurs ont testé divers mélanges de cendre volcanique et de ciment avec différents pourcentages pour chaque composant. L’étude de la relation entre la taille des particules de cendre, l’utilisation de l’énergie pour produire les matériaux et le rapport entre le ciment et la cendre volcanique a révélé comment le matériau lui-même pouvait être conçu en fonction des besoins. En effet, plus la cendre est fine, plus le béton est solide.
La cendre volcanique peut prendre différentes formes, il n’y a pas d’uniformité. Il faut juste la broyer au niveau nécessaire dans le mélange, mais, ce processus de broyage ne nécessite pas de chaleur comme pour la production de ciment Portland.
En ajustant les différents éléments du mélange, on pourrait produire un béton spécifique pour différents types de structures. Par exemple, les bâtiments de haute taille ont besoin de béton plus résistant, de sorte que le mélange pourrait contenir de la cendre volcanique plus fine en pourcentage plus élevé. Pour les fondations et les murs, de plus gros morceaux de cendre pourraient être mélangés au ciment, car la densité et la résistance ne sont pas aussi impératives.
L’extraction de la cendre pourrait être locale, ce qui éliminerait le besoin de transport sur de longues distances. La cendre volcanique étudiée par les chercheurs provenait d’Arabie Saoudite, pays voisin du Koweït. Les recherches à venir sur le béton à base de cendre volcanique devront étudier comment la cendre volcanique extraite ailleurs dans le monde réagirait avec le ciment Portland, dans la mesure où les cendres volcaniques ont des propriétés qui varient selon leur le lieu où elles sont produites.
Source: Médias d’information internationaux.

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According to a study by scientists from Massachusetts Institute of Technology, Kuwait Institute for Scientific Research and Kuwait University, published in the Journal of Cleaner Production, cities of the future could be built with concrete made from volcanic ash. The new concrete could also reduce energy costs during concrete production, and some mixes are stronger than traditional cement. The scientists created a material that mixes pulverized volcanic rock with traditional cement. The material would take 16 percent less energy to construct a neighbourhood of 26 concrete buildings, for instance. That specific energy reduction was found in a material made with 50 percent volcanic ash and 50 percent traditional Portland cement, one of the most popular in industry and construction. .

The making of Portland cement goes through many different processes, from limestone collection, to grinding, to treatment, and then finally production. It is a very high energy intensive process whereas you just need to collect volcanic rock and then grind it into ash.

According to the researchers, because of the heat required for its production, Portland cement accounts for about 5 percent of the world’s carbon dioxide emissions.

Researchers tested various volcanic ash and cement mixtures with different percentages of each component. Examining the relationship between ash size, energy use to produce the materials and ratio between cement and volcanic ash revealed how the material itself was customizable. For instance, the tinier the ash was broken down, the stronger the concrete was.

Volcanic ash may come in different forms, there is no uniformity. Obviously, an effort is required to grind them to a level that can be used in the mixture, but, that grinding process for volcanic ash does not require heat in the way that producing Portland cement does.

Adjusting the various elements of the mixture could lead to concrete specifically for different types of structures. For instance, tall buildings need stronger concrete, so the mixture might have tinier pieces of volcanic ash and a higher percentage of it. For foundations and walls, larger pieces of ash could be mixed in with the cement since the density and strength is not as imperative.

Collecting it locally eliminates the need for faraway transportation of materials as well. The volcanic ash the researchers focused on was from Kuwait’s neighbouring country, Saudi Arabia. Future research on volcanic ash concrete mixtures will have to examine how volcanic ash elsewhere would react with Portland cement since volcanic ash has varying properties depending on the location.

Source: International news media.

Des immeubles construits avec de la cendre volcanique un jour dans la ville de Koweït? (Crédit photo: Wikipedia)