Le béton est pire pour le climat que le vol. Le ciment aux algues pourrait changer cela.

L'industrie du ciment est l'un des principaux contributeurs au changement climatique, représentant au moins huit pour cent des émissions annuelles de gaz à effet de serre. Un nouveau calcaire d'algues pourrait aider l'industrie à devenir neutre en carbone.

L'industrie du ciment a doublé ses émissions de CO2 au cours des deux dernières décennies, passant de 1,4 milliard de tonnes de dioxyde de carbone à près de 2,9 milliards de tonnes. Il génère environ 1 370 livres de CO2 pour chaque tonne métrique de ciment fabriquée.

Selon les experts, les taux d'émissions du ciment ont augmenté plus rapidement que la plupart des autres sources de carbone. Mais alors que le ciment produit près de quatre fois les émissions de l'industrie aéronautique, il est rarement appelé pour son impact ou l'objet d'efforts de remédiation et de financement.

Si nous voulons atteindre les objectifs climatiques, les experts disent que l'industrie du ciment devra réduire sa production annuelle d'émissions d'au moins 16 % avant 2030.

Des efforts sont en cours; en 2021, la Californie est devenue le premier État américain à imposer des réductions des émissions de l'industrie du ciment. Il exige des réductions de 40 % par rapport aux niveaux de 2019 par tonne de ciment produite d'ici 2035. New York exige également que l'industrie établisse une norme d'émissions pour le ciment utilisé dans les travaux publics. Plus tôt ce printemps, plus de 50 grandes entreprises, dont Google, Microsoft et Salesforce, se sont engagées à s'approvisionner en matériaux de construction à faible émission de carbone, notamment le ciment, l'acier et l'aluminium.

Et une solution viable à long terme n'est peut-être pas loin ; une équipe de recherche de l'Université du Colorado à Boulder, affirme avoir trouvé comment rendre le ciment neutre en carbone et même négatif en carbone grâce à l'utilisation de microalgues.

"C'est un moment vraiment excitant pour notre équipe", a déclaré Wil Srubar, chercheur principal du projet et professeur agrégé en génie civil, environnemental et architectural et programme de science et d'ingénierie des matériaux de CU Boulder, dans un communiqué. "Pour l'industrie, il est maintenant temps de résoudre ce problème très épineux. Nous pensons que nous avons l'une des meilleures solutions, sinon la meilleure solution, pour l'industrie du ciment et du béton pour résoudre son problème de carbone."

L'équipe a reçu une subvention de 3,2 millions de dollars de l'Agence des projets de recherche avancée - Énergie (ARPA-E) du Département américain de l'énergie (DOE), et a récemment été sélectionnée par le programme HESTIA (Harnessing Emissions into Structures Taking Inputs from the Atmosphere) pour développer et écailler le calcaire.

Le béton est fabriqué avec du ciment Portland, qui nécessite du calcaire, le plus souvent extrait de carrières et brûlé à haute température. Cela libère des niveaux élevés de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Mais les chercheurs affirment avoir trouvé une alternative viable avec du calcaire cultivé biologiquement produit par certaines espèces de microalgues calcaires complètes par photosynthèse. Le résultat est une croissance comme les récifs coralliens, et parce qu'il capte le CO2 de l'atmosphère, c'est une alternative neutre en carbone au calcaire.

Selon l'équipe, ce qu'ils produisent avec juste la lumière du soleil, l'eau de mer et le dioxyde de carbone dissous, les microalgues séquestrent le CO2 tout en produisant un calcaire identique à ce qui est déjà utilisé, sauf que l'un prend quelques millions d'années à produire, l'autre peut se dérouler en temps réel.

"En surface, [les microalgues] créent ces belles coquilles de carbonate de calcium très complexes. C'est essentiellement une armure de calcaire qui entoure les cellules", a déclaré Srubar.

"Si toutes les constructions à base de ciment dans le monde étaient remplacées par du ciment calcaire biogénique, chaque année, 2 gigatonnes de dioxyde de carbone ne seraient plus rejetées dans l'atmosphère et plus de 250 millions de tonnes supplémentaires de dioxyde de carbone seraient extraites de l'atmosphère et stockées dans ces matériaux », expliquent les chercheurs.

Le temps presse. La construction mondiale se déroule à un rythme rapide. Selon les chercheurs, nous construisons "une ville de New York chaque mois pendant les 40 prochaines années".

"Nous fabriquons plus de béton que tout autre matériau sur la planète, et cela signifie que cela touche la vie de tout le monde", a déclaré Srubar. "Il est vraiment important pour nous de nous rappeler que ce matériau doit être abordable et facile à produire, et que les avantages doivent être partagés à l'échelle mondiale."

Et parce que le nouveau ciment aux microalgues est si accessible, l'équipe de recherche affirme que ce passage à une alternative durable pourrait se produire "du jour au lendemain".

"Nous voyons un monde dans lequel l'utilisation du béton tel que nous le connaissons est un mécanisme pour guérir la planète", a déclaré Srubar. "Nous avons les outils et la technologie pour le faire aujourd'hui."