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Des architectes des Émirats arabes unis fabriquent du ciment à partir de sel

Un duo d’architectes basé à Dubaï cherche à rompre avec les pratiques de construction conventionnelles avec un ciment alternatif conçu dans les marais salants des Émirats arabes unis et fabriqué à partir de déchets problématiques.

Wael Al Awar et Kenichi Teramoto, architectes principaux de waiwai, a fait appel au savoir-faire scientifique des universités des Émirats arabes unis et du Japon pour créer un ciment fabriqué à partir de saumure générée par les usines de dessalement des Émirats arabes unis, qui éliminent le sel de l’eau de mer.

Ils ont été inspirés par le sabkha riche en minéraux des EAU – des salines qui font partie des zones humides du pays. “C’est une zone immense … qui est souvent négligée”, a déclaré Al Awar à CNN.

Sabkha a été utilisé dans l’architecture avant: il y a des siècles, des blocs ont été taillés dans des marais salants et utilisés pour construire Siwa, une ville médiévale en Egypte près de la frontière libyenne. Mais plutôt que d’exploiter le délicat écosystème sabkha, Al Awar et Teramoto se sont tournés vers la saumure usée, qui contient bon nombre des mêmes minéraux.
Les anciennes fortifications de Shali à l'oasis de Siwa, en Égypte.

Les anciennes fortifications de Shali à l’oasis de Siwa, en Égypte. Crédit: CRIS BOURONCLE / AFP / AFP via Getty Images

Les EAU, qui manquent d’eau douce, comptent l’une des plus grandes opérations de dessalement au monde. Il produit environ un cinquième de la saumure mondiale en tant que sous-produit – environ 28 millions de mètres cubes par jour, selon un Rapport 2019 soutenu par l’ONU. Mais rejeter de la saumure dans la mer peut nuire à la vie marine. La recherche d’utilisations pour la saumure de dessalement est devenue une préoccupation nationale, entraînant le lancement d’un 3,4 millions de DEA (930 000 $) “Repenser le défi de la saumure” plus tôt cette année.
Un gros plan d'un appartement sabkha aux Emirats Arabes Unis. Les appartements contiennent des microbes et sont

Un gros plan d’un appartement sabkha aux Emirats Arabes Unis. Les appartements contiennent des microbes et sont “un milieu de vie [that] absorbe réellement le CO2 “, selon l’architecte Wael Al Awar. Crédit: Avec l’aimable autorisation du National Pavilion UAE La Biennale Di Venezia / waiwai

La saumure contient des minéraux de magnésium. Kemal Celik, professeur adjoint de génie civil et urbain à l’Université de New York à Abu Dhabi et membre d’une équipe du laboratoire AMBER de l’université, a extrait un composé de magnésium du liquide et l’a utilisé pour fabriquer le ciment.

Celik dit que le ciment a été coulé en blocs, qui ont ensuite été placés dans une chambre de dioxyde de carbone pour durcir – une innovation qui accélère le processus de production. Le ciment a été soumis à des tests aux EAU avant d’être envoyé au Japon, où des blocs ont subi d’autres tests de résistance et de rigidité. En outre, un algorithme a été développé pour calculer la sécurité des blocs s’ils étaient utilisés dans la construction, a déclaré à CNN Mika Araki, concepteur de structures à l’Université de Tokyo.

Des blocs préfabriqués pourraient être utilisés pour construire un bâtiment à un étage “demain”, dit Al Awar, mais lui et Teramoto espèrent développer davantage le produit pour une utilisation dans des bâtiments à plusieurs étages.

Al Awar affirme que leur ciment à base de magnésium peut “fonctionner à l’équivalent du ciment Portland”, qui utilise du carbonate de calcium comme ingrédient brut et est le ciment le plus couramment utilisé dans la fabrication du béton.

Cependant, le ciment de magnésium a ses limites. En tant que produit à base de sel, il est susceptible de corroder les armatures en acier, dit-il, bien que des renforcements avec d’autres matériaux soient possibles.

Blocs préfabriqués de ciment à base de saumure créés par Al Awar, Teramoto et leurs collaborateurs universitaires.

Blocs préfabriqués de ciment à base de saumure créés par Al Awar, Teramoto et leurs collaborateurs universitaires. Crédit: Courtesy National Pavilion UAE La Biennale di Venezia, photographie de Sahil Abdul Latheef

Les blocs préfabriqués sont durcis dans une chambre de dioxyde de carbone, car le ciment nécessite un pourcentage plus élevé de dioxyde de carbone pour durcir suffisamment que ce qui est contenu dans l'atmosphère.

Les blocs préfabriqués sont durcis dans une chambre de dioxyde de carbone, car le ciment nécessite un pourcentage plus élevé de dioxyde de carbone pour durcir suffisamment que ce qui est contenu dans l’atmosphère. Crédit: Courtesy National Pavilion UAE La Biennale di Venezia, photographie de Dina Al Khatib

Le professeur John Provis est directeur adjoint du département des sciences et de l’ingénierie des matériaux à l’Université de Sheffield au Royaume-Uni et n’est pas affilié au projet. Il dit que le ciment à base de sel est “une très bonne idée”, expliquant que dans le monde, seulement un tiers du ciment est utilisé dans le béton armé.

“Ces saumures sont difficiles à éliminer”, ajoute-t-il. “Ils prennent des déchets locaux et font des choses sympas avec ça. Je pense que c’est une très belle synergie là-bas.”

Al Awar dit que lui et Teramoto sont motivés par le désir de construire une architecture plus durable et respectueuse de l’environnement. “Compte tenu des émissions de CO2 dans le monde et du réchauffement climatique, et de toutes ces alarmes qui sonnent depuis de nombreuses années, il est de notre devoir – c’est notre responsabilité – d’agir”, dit-il.

La production de ciment est souvent énergivore et a une grande empreinte carbone. Selon l’Agence internationale de l’énergie, le secteur du ciment est le troisième plus grand consommateur d’énergie industrielle au monde et responsable de 7% des émissions mondiales de dioxyde de carbone. Celik dit que l’établissement de l’empreinte carbone de leur ciment de magnésium fait partie d’une étude de cycle de vie en cours, qui le comparera au ciment Portland ordinaire et à d’autres matériaux.
Kenichi Teramoto et Wael Al Awar, co-conservateurs du pavillon national des EAU à la Biennale d'architecture de Venise.

Kenichi Teramoto et Wael Al Awar, co-conservateurs du pavillon national des EAU à la Biennale d’architecture de Venise. Crédit: Avec la permission du National Pavilion UAE

En mai 2021, Al Awar et Teramoto seront les conservateurs du Pavillon national des EAU à la Biennale d’architecture de Venise, où le ciment alternatif sera présenté dans leur exposition “Wetland”. Le pavillon sera fabriqué à partir de ciment à base de magnésium, bien que Celik affirme que le ciment ne sera pas à base de saumure car ils ne sont pas encore prêts à augmenter la production.

“La recherche est encore tôt”, explique Al Awar. “Il devrait passer par le processus naturel d’expériences et d’essais et d’erreurs pour arriver quelque part. Mais nous sommes très optimistes.”


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