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)