Les terrasses à carbone négatif pourraient emprisonner du CO2 équivalent à retirer 50 000 voitures de la route


L'un des premiers matériaux composites dont la production réduit réellement les émissions de dioxyde de carbone au cours de son cycle de vie a été créé par des chercheurs du Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), aux États-Unis. Les travaux ont été présentés lors de la réunion de printemps de l'American Chemical Society le 17 mars.

Les planches de terrasse en composite bois-plastique, au lieu du bois d’œuvre, sont une option populaire car elles ont une durée de vie plus longue. Habituellement, ces matériaux composites sont constitués d’un mélange de copeaux de bois ou de sciure de bois et de plastique comme le PEHD.

L’équipe du PNNL a développé une nouvelle approche de captage, d’utilisation et de stockage du carbone pour produire des composites carbone-négatifs, composés de lignine ou de charges de lignite. Ces charges sont fonctionnalisées avec du dioxyde de carbone à l'aide de réactions de Kolbe-Schmitt médiées par une base pour fixer le dioxyde de carbone capturé aux polyphénols présents sur le lignite ou la lignine. Un lavage acide est ensuite effectué sur les particules pour fixer le dioxyde de carbone, qui représente alors environ 4 % en poids des charges. Ces charges sont ensuite mélangées dans une matrice en polyéthylène haute densité (HDPE) – les charges représentent 80 % en poids du composite et emprisonnent donc des quantités importantes de dioxyde de carbone.

Leurs tests ont révélé qu'un composite contenant 80 % de charge maximisait la teneur en dioxyde de carbone tout en démontrant une résistance et une durabilité suffisantes pour satisfaire aux codes de construction internationaux pour les matériaux de terrasse. Le matériau a été fabriqué par extrusion par friction au PNNL, et l'équipe a utilisé ce matériau pour fabriquer des composites de 10 pieds de long qui ont un aspect et une sensation similaires aux composites de bois standard utilisés pour les terrasses ou les meubles de jardin. Il est également nettement plus rentable, estimé à 18 % moins cher qu’une terrasse composite classique.

Il est important de noter que le nouveau matériau stocke plus de dioxyde de carbone qu'il n'en libère au cours de sa fabrication et de sa durée de vie, selon l'un des inventeurs du composite, David Heldebrant. Si les 1,1 milliard de mètres de terrasse vendus chaque année aux États-Unis étaient remplacés par cette terrasse composite à bilan carbone négatif, il estime que plus de 230 000 tonnes de dioxyde de carbone pourraient être séquestrées chaque année. Ce chiffre équivaut aux émissions annuelles d’environ 54 000 voitures.

« Il ne s'agit donc pas seulement d'un petit produit de niche, il aurait le potentiel de supprimer essentiellement les émissions annuelles de plus de 50 000 voitures rien que sur le marché des terrasses », a fait remarquer Heldebrant. Un défi de longue date consiste à trouver un produit qui soit négatif en carbone, puisse être stocké pendant une longue période et puisse générer des bénéfices. « Avec ce produit, nous pensons avoir la solution », a-t-il déclaré.

L'équipe de Heldebrant travaille à la commercialisation de ses lames de terrasse à bilan carbone négatif et on estime qu'elles pourraient être disponibles auprès des fournisseurs de matériaux de construction dès l'été prochain. Les chercheurs visent également à fabriquer d’autres formulations composites et à tester leurs propriétés, dans le but de développer des composites à carbone négatif pour divers types de matériaux de construction, notamment les clôtures et les parements.

Maksud Rahman, un scientifique des matériaux à l'Université Rice au Texas qui n'a pas participé à cette recherche mais qui faisait partie l'année dernière d'une équipe qui a créé du bois d'ingénierie capable de piéger le dioxyde de carbone en incorporant une structure métallo-organique, est optimiste. « Il me semble que du point de vue de la fabrication, l'idée des terrasses en composite est innovante », dit-il. « Les matériaux sont durables et recyclables. Nous pouvons donc dire que le composite est neutre en carbone et moins cher en raison de l'utilisation de produits de faible valeur ou de déchets tels que la lignine et le charbon. »

De plus, il affirme que l’abondance des matériaux signifie que la production pourrait être évolutive et réalisable. « Du point de vue du captage du carbone, selon leur rapport, cela semble également très prometteur », ajoute Rahman. « C'est un grand effort pour un avenir vert et un travail intéressant. »

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