Fait de béton

En essayant de résoudre deux problèmes environnementaux à la fois, des chercheurs de l’Université japonaise de Kitakyushu ont découvert que les déchets déchiquetés peuvent remplacer 9 à 40 % du sable utilisé pour fabriquer du béton sans perdre sa résistance. Les couches jetables sont une source croissante de déchets non recyclables, et la production de ciment est responsable de près de 7 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre et consomme environ 50 milliards de tonnes de sable chaque année.

Le béton rempli d’une enveloppe a été utilisé pour construire une petite maison en Indonésie, démontrant comment ces déchets pourraient être détournés des décharges pour construire des logements plus abordables pour les communautés à revenu faible et moyen.

Siswanti Zuraida, ingénieur civil de l’Université de Kitakyushu, a lancé le projet alors qu’il donnait des conférences à l’Institut des sciences et technologies de Bandung près de Jakarta. Alors que la population des pays riches se stabilise et décline souvent, la population de l’Indonésie et d’autres pays à revenu faible et intermédiaire continue de croître, entraînant plus de bébés, plus de couches et plus de demande de logements abordables.

« Il s’agit simplement de la disponibilité des ressources », explique Zuraida. – À mesure que la population augmente, les déchets de couches augmentent. C’est difficile, alors nous avons pensé que cela ferait partie de nos efforts pour recycler ces déchets.

Les couches jetables sont généralement fabriquées à partir de pâte de bois, de coton et de polymères superabsorbants, dont il a été démontré que de petites quantités améliorent les propriétés mécaniques du béton. Grâce au financement de la société de gestion des déchets basée à Jakarta, Awina, Zuraida a cherché à savoir combien de sable pouvait être échangé contre des couches déchiquetées pour fabriquer du béton et du mortier utiles.

Près de la maison

Au début, les chercheurs se sont procuré des couches localement – ​​Zuraida a son propre enfant en bas âge. Une fois les tubages lavés, séchés et déchiquetés, le matériau résultant a été combiné avec du ciment, du sable, du gravier et de l’eau. L’équipe a testé différents mélanges et a remplacé jusqu’à 40 % du béton par du sable.

Après un mois de durcissement, les échantillons ont été testés sous pression pour déterminer le point de rupture du matériau composite. À partir de ces mesures, Zuraida et ses collègues ont calculé la proportion maximale de déchets de couches qui pourrait répondre aux besoins des composants du bâtiment.

Plus il y a de déchets de tubage dans le béton, plus la résistance à la compression est faible. Les éléments structuraux tels que les colonnes et les poutres nécessitaient donc une proportion plus faible d’enveloppes broyées que les éléments architecturaux tels que les murs et les blocs de béton. Pour le prototype de maison à un étage, les chercheurs ont calculé que 27 % du sable pouvait être remplacé par des déchets de couches. Mais si la maison avait trois étages, la proportion devrait tomber à 10 %.

Dans les parties architecturales, jusqu’à 40% du sable pourrait être remplacé par des déchets de coffrage, le plus dans les panneaux muraux en béton. Pour les sols et les pavés de jardin, qui doivent être plus résistants que les murs pour répondre aux normes de construction, seuls 9 % du sable peuvent être remplacés par du coffrage.

La maison que les couches ont construite

Les chercheurs ont ensuite construit leur maison expérimentale selon les normes de construction indonésiennes en utilisant leur béton à base de coque. La maison était petite ; le plan d’étage n’était que de 36 mètres carrés, avec une taille d’environ 2,5 places de parking. Afin d’accélérer le processus de construction, les chercheurs ont utilisé du béton d’enveloppe dans les parties architecturales et des poutres métalliques dans les parties structurelles.

Au total, environ 1,7 mètre cube de déchets de couches ont été utilisés dans la maison, soit environ 8 % du volume total du matériau composite.

Un moyen de valoriser les déchets non dégradables « c’est une pièce agréable et vraiment précieuse dans un processus étape par étape », explique le chimiste Christof Schröfl, qui étudie les matériaux de construction durables à l’Université technique de Dresde en Allemagne.

Cependant, il prévient que le transport des déchets de couches vers les usines de traitement ou les chantiers de construction pourrait « entraîner des trajets de transport assez longs » et que si l’équipe veut augmenter le respect de l’environnement de sa maison abordable, elle pourrait choisir des murs en bois. matériaux composites à base de béton.

Zuraida convient que séparer les couches du flux de déchets serait la partie la plus difficile de la traduction de son travail dans le monde réel. En 2021, l’Indonésie a produit 20 millions de tonnes de déchets, dont environ 10 % de plastique ont été recyclés. « La gestion des déchets municipaux ne dispose pas d’un système de soutien pour séparer les couches », a déclaré Zuraida. « Les bouteilles en plastique sont maintenant séparées car elles sont assez facilement recyclées, mais les couches vont généralement dans le processus d’incinération. »

Cet article a été reproduit avec autorisation et a été publié pour la première fois le 20 mai 2023.

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