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Jul 19, 2023

Matériaux de construction négatifs en carbone

Peut-être vous demandez-vous si les matériaux de construction négatifs en carbone peuvent effectivement absorber

Peut-être vous demandez-vous si les matériaux de construction négatifs en carbone peuvent effectivement absorber plus de carbone que leur production n'en émet. Si vous le faites, alors vous n'êtes pas seul, beaucoup d'entre nous le font.

En fait, beaucoup de gens se posent la même question… Et ce n'est pas surprenant car les systèmes de construction à bilan carbone sont assez récents mais ils sont là pour rester. Pourquoi?

Plus d'un tiers des émissions mondiales de gaz à effet de serre (GES) proviennent du secteur du bâtiment. Et le monde est au point critique où il doit réduire les émissions de GES. C'est pourquoi.

Tout d'abord, cela aide à faire la différence entre carbone neutre et carbone négatif.

Être neutre en carbone signifie que la quantité de CO2 émise par le matériau est la même que la quantité qu'il élimine de l'atmosphère. Être carbone négatif signifie que la quantité de CO2 que le produit aspire est supérieure à ce qu'il libère.

Les systèmes de construction à bilan carbone négatif impliquent l'utilisation de matériaux et de technologies de construction qui peuvent réduire considérablement les émissions de carbone du secteur du bâtiment en éliminant efficacement le CO2 de l'air. Ceci est possible avec l'application d'une combinaison de ceux-ci :

Les émissions de carbone de l'industrie du bâtiment et son impact sur l'environnement gagnent du terrain ces derniers temps. Le secteur du bâtiment représente une grande quantité d'énergie et d'émissions de carbone.

Il existe simplement de nombreuses sources de GES lors de la construction d'une structure, telles que le dioxyde de soufre, le monoxyde de carbone, le carbone, les particules et d'autres polluants. Parmi les autres sources importantes figurent l'énergie nécessaire à la production et au transport des matériaux de construction, au traitement, au déversement des déchets et à la demande d'équipements de construction.

Les matériaux et les produits utilisés dans un bâtiment comme l'acier et l'aluminium sont créés par divers processus. Il s'agit notamment de l'extraction des matières premières, du traitement des matières premières, de la fusion, de la fabrication des produits finis et du transport vers les chantiers. Chacun de ces processus utilise de l'énergie exprimée en émissions de carbone.

Les émissions totales de tous les matériaux et produits de construction et de la construction impliquée dans leur assemblage font référence au carbone incorporé du bâtiment. Le carbone incorporé représente environ 20 % des émissions totales de GES du secteur du bâtiment.

La réduction du carbone incorporé est l'une des mesures d'atténuation pratiques pour le secteur. Et il peut le faire en optant pour des puits de carbone et des matériaux et produits de construction négatifs en carbone.

Les technologies de construction traditionnelles dépendent largement des combustibles fossiles pour leurs besoins énergétiques, ce qui entraîne d'énormes émissions de carbone. Ajoutez à cela le fait que ces systèmes traditionnels manquent souvent d'approches écoénergétiques. Cela a ensuite entraîné une plus grande consommation d'énergie et des coûts plus élevés.

De plus, les systèmes de construction traditionnels n'ont pas la capacité d'éliminer le carbone de l'environnement. Même si les émissions sont réduites pendant la construction, le carbone émis par le bâtiment lui-même restera positif.

Maintenir les températures mondiales à distance n'est plus un choix ; c'est un impératif. Sinon, la planète devra subir les pires effets du changement climatique.

C'est là que l'importance de passer à des matériaux de construction négatifs en carbone entre en jeu. Outre leur durabilité, ils offrent également d'énormes avantages financiers.

Par exemple, l'utilisation de sources d'énergie renouvelables et d'une ingénierie économe en énergie peut entraîner une baisse des dépenses énergétiques tant pour les constructeurs que pour les locataires. Plus remarquablement mais sans effort, la capacité de séquestration du carbone des matériaux de construction modernes à carbone négatif peut générer des crédits carbone.

Les crédits de carbone sont des unités gagnées en réduisant ou en éliminant le carbone de l'atmosphère. Chaque crédit représente une tonne de carbone évitée ou supprimée.

La génération de crédits carbone a donné aux détenteurs un revenu supplémentaire en vendant les crédits.

Maintenant, vous vous demandez peut-être quel matériau de construction a la plus faible empreinte carbone pour obtenir le plus de crédits ?

Cela dépend en fait de la façon dont le matériau ou le produit est traité, de la technologie sous-jacente, de la consommation d'énergie, des matières premières utilisées, etc. Rappelez-vous le carbone incorporé.

Le béton est bon marché et facile à fabriquer, ce qui en fait un matériau de prédilection dans le secteur de la construction à travers le monde. Mais cela se fait au détriment de la santé de la Terre -7%des émissions mondiales de carbone.

Ce fait stimule une course parmi les scientifiques et les ingénieurs pour concevoir des matériaux de construction plus durables. En dehors du béton à bilan carbone négatif ou vert, quels sont les autres exemples de matériaux de construction à faible émission de carbone ?

Apprenons à tous les connaître.

La recherche et le développement de matériaux de construction à faible émission de carbone ont abouti à des produits innovants utilisant des produits recyclés. Voici quelques exemples de matériaux de construction négatifs en carbone récemment développés.

Les processus impliqués dans la production de métaux sont très intensifs en carbone. Mais la prise en compte de leurs performances tout au long de leur cycle de vie peut réduire leur consommation totale d'énergie. En effet, l'utilisation répétée de métaux recyclés n'affecte pas leurs propriétés.

De plus, il est possible de réutiliser des pièces structurelles métalliques existantes telles que des colonnes et des poutres en acier, même sans le processus de recyclage complet. Il est encore plus intéressant de savoir que les constructeurs peuvent utiliser des produits métalliques qui ne sont pas destinés à la construction. Par exemple, les conteneurs maritimes peuvent également être réutilisés dans la construction de nouvelles structures.

En utilisant40% les cendres volantes - fine poudre de verre composée principalement de fer, de silice et d'alumine - aident à réduire le carbone incorporé dans les briques conventionnelles. C'est un sous-produit de la combustion du charbon pour la production d'électricité. L'utilisation de ce matériau de construction à faible émission de carbone existe depuis 2009.

Ce qui rend les carreaux verts, c'est l'utilisation de céramiques à partir d'environ 50 % de verre recyclé et d'autres minéraux. Les déchets de verre transformés en carreaux sont ensuite utilisés dans les sols et revêtements intérieurs et extérieurs. Les composants en verre étincelants ajoutent une qualité plus esthétique aux carreaux.

Le bois est composé d'environ 50% de carbone en poids sec. Compte tenu du carbone incorporé et du carbone stocké dans le bois, de nombreux matériaux de construction en bois sont négatifs en carbone.

Grâce à ses propriétés négatives en carbone, le bois fait un grand retour en tant que matériau de construction populaire. Contrairement au béton et au métal fabriqués à partir de combustibles fossiles à forte intensité de carbone, le bois est un matériau renouvelable qui aide à éliminer le CO2 de l'atmosphère.

Un autre matériau de construction négatif en carbone est le béton de chanvre, qui est plutôt impopulaire. C'est un composite de fibres de chanvre et c'est un liant semblable à de la colle. Le chanvre peut aspirer deux fois plus de carbone qu'une forêt typique.

Sous-produits de procédés industriels et matériaux recyclés utilisés pour remplacer les matières premières pour fabriquer du béton traditionnel. Par exemple, les cendres volantes et le laitier granulé de haut fourneau remplacent le ciment à forte intensité de carbone.

De même, le laitier de cuivre lavé peut être utilisé à la place des granulats ou du sable. L'utilisation de granit recyclé à partir de débris démolis contribue également à réduire les émissions de béton.

Il existe plusieurs façons de fabriquer des blocs de béton à faible teneur en carbone, voire négatifs en carbone.

Une façon consiste à ajouter un calcaire biogénique, un matériau neutre en carbone, qui peut extraire le CO2 de l'air, le rendant négatif en carbone.

Une autre voie consiste à remplacer le mélange traditionnel de ciment par un ciment à base de magnésium utilisant de l'eau de mer. Il peut absorber du carbone au lieu d'en émettre comme le fait le ciment conventionnel.

La fabrication du ciment, ingrédient clé du béton, représente une énorme8% des émissions totales mondiales. Mais il n'est pas possible d'arrêter d'utiliser des blocs de béton pour construire des structures.

Ainsi, des moyens innovants émergent pour faire du béton non seulement un matériau de construction neutre en carbone, mais également négatif en carbone. Après tout, nous avons besoin de maisons plus solides pour résister à des tempêtes et des ouragans beaucoup plus puissants.

Avec toutes ces options, quels seraient les meilleurs matériaux de construction neutres en carbone ? Pour vous aider à décider ou simplement démarrer votre processus de sélection, nous vous proposons les meilleurs produits du secteur.

Bien qu'il existe de nombreuses entreprises pionnières qui tentent de se faire un nom dans l'espace, voici les meilleures qui se démarquent.

En haut de notre liste des meilleurs matériaux de construction négatifs en carbone se trouvent les produits de Plantd. Plantd est une entreprise révolutionnaire de matériaux de construction durables qui transforme l'herbe vivace à croissance rapide en matériaux de construction durables et négatifs en carbone.

La technologie brevetée de production à faibles émissions de carbone de Plantd a récemment attiré 10 millions de dollars dans le cadre d'un cycle de financement de série A. Les American Family Ventures ont mené le tour.

Les co-fondateurs et les ingénieurs de l'entreprise - Huade Tan et Nathan Silvernail, ont travaillé ensemble et ont perfectionné leurs compétences chez SpaceX. Là-bas, ils conçoivent et construisent des systèmes et des composants clés du vaisseau spatial de l'équipage depuis des années. L'entrepreneur en série Josh Dorfman, co-fondateur et PDG, complète leur équipe pionnière.

Avec son équipe hautement compétente, Plantd redéfinit la chaîne de valeur des matériaux de construction durables et négatifs en carbone.

En commençant par les produits de panneaux structuraux pour les murs et les toits comme dans l'image ci-dessus, Plantd fabriquera des matériaux de construction qui remplacent directement les produits de construction de maisons traditionnelles. Ils n'ont pas non plus besoin de techniques d'installation alternatives.

L'entreprise cultive de l'herbe vivace à croissance rapide au lieu d'abattre des arbres et lance une nouvelle technologie de production pour réduire les émissions de carbone. Le produit résultant appelé Plantd Structural Panels™ est capable de retenir 80 % du CO2 capté sur le terrain.

Ce CO2 est ensuite enfermé à l'intérieur des murs et des toits des nouvelles maisons.

Comme pour les matériaux de construction à carbone négatif de Plantd, CarbiCrete développe des produits de construction innovants et à faible coût qui aident à réduire les émissions. Sa technologie brevetée permet la production de béton sans ciment et négatif en carbone en utilisant des déchets minéraux et du CO2 comme matières premières.

L'entreprise propose du béton préfabriqué de haute qualité à moindre coût et de manière à réduire son empreinte carbone. Cela attire l'attention des investisseurs, permettant à l'entreprise de lever un total d'environ 28 millions de dollars à ce jour. Les principaux investisseurs comprennent NGen, la supergrappe de la fabrication de pointe du Canada.

Avec le béton à base de ciment, la première étape du processus consiste à mélanger le ciment avec des granulats et de l'eau. Avec CarbiCrete, le ciment est hors de l'équation. Le laitier d'acier est utilisé à la place et est mélangé avec les autres matériaux de construction.

Il convient également de noter que la création des CMU (unités de maçonnerie en béton) de CarbiCrete implique une chambre d'absorption spécialisée dans laquelle le CO2 est injecté. Dans les 24 heures, le béton atteindra sa pleine résistance.

En comparaison avec les CMU à base de ciment, les CMU CarbiCrete présentent des propriétés mécaniques et de durabilité équivalentes ou supérieures. Ils ont également les mêmes propriétés d'absorption d'eau, mais ont une résistance à la compression supérieure jusqu'à30%et afficher une meilleure résistance au gel/dégel.

L'analyse du cycle de vie (ACV) de CarbiCrete montre une réduction de 100 % des émissions de CO2 grâce à l'élimination de l'utilisation du ciment.

Le résultat?

3kg de CO2 éliminés par CMU 2kg évités en n'utilisant pas de ciment + 1kg capté lors de la cure. En d'autres termes, des émissions négatives nettes avec la séquestration permanente du carbone minéralisé dans le durcissement du produit.

Si le ciment était considéré comme un pays, il serait le 3e émetteur mondial de carbone. Il a même dépassé un grand pays comme l'Inde.

Mais une entreprise sociale, GreenJams, basée à Roorkee et Visakhapatnam propose une solution. La startup reçoit un soutien financier grâce à des subventions de diverses institutions, y compris des universités. Il a terminé sa ronde d'anges pour un montant non divulgué.

GreenJams crée des matériaux de construction négatifs en carbone à partir de biomasse agricole et de blocs de chanvre. Leurs premiers prototypes de produits ressemblent à ci-dessous.

Son produit appelé Agrocrete est fabriqué à partir de matériaux recyclés. Ses fondateurs ont déclaré que le produit peut :

Les résidus agricoles tels que la paille de paddy, les tiges de coton, la bagasse, etc. utilisés pour fabriquer Agrocrete sont mélangés avec le produit innovant de l'entreprise BINDR. Il s'agit d'une alternative 100 % recyclée à faible teneur en carbone au ciment Portland fabriqué à partir de sous-produits industriels des industries de l'acier, du papier et de l'énergie. Voici comment se déroule la vie d'Agrocrete.

Agrocrete a la même résistance que celle d'une brique rouge conventionnelle du four. Pourtant, il offre moins de tendance à l'absorption d'eau, capture des tonnes d'émissions de CO2 et peut rester pendant au moins 75 ans.

Pour couronner le tout, les blocs Agrocrete sont 30 % plus légers, ce qui réduit également les coûts de main-d'œuvre et est plus pratique pour les maçons.

Les matériaux de construction négatifs en carbone comme ceux ci-dessus réduisent en fait les émissions de GES lorsqu'ils sont utilisés. Au cours de leur cycle de vie, ils élimineront plus de carbone de l'air qu'ils n'en libéreront. Ils peuvent aider à compenser l'impact environnemental de votre projet de construction ou contribuer à rendre votre maison plus durable.