Des ingénieurs australiens ont trouvé un moyen de fabriquer du béton plus résistant à partir de marc de café torréfié. Cette approche pourrait également permettre de réduire les déchets envoyés dans les décharges. Les chercheurs prévoient d’élaborer des stratégies de mise en œuvre pratiques dans le but de pouvoir collaborer avec diverses industries.
Réutiliser le marc de café
Le marc de café est ce qu’il reste dans le filtre ou le dispositif d’infusion une fois que l’eau a traversé les grains de café pour en extraire les saveurs et les composés solubles. Il se compose principalement de particules de café non solubles, telles que des morceaux de grains de café broyés, des fibres et des huiles de café.
Le marc de café est souvent considéré comme un déchet organique. C’est pourquoi de nombreux consommateurs le jettent à la poubelle. Cependant, il peut être utilisé comme matière organique pour enrichir le compost. Certains l’utilisent aussi comme fertilisant naturel pour leurs plantes alors que d’autres le transforment en biomasse pour produire de l’énergie renouvelable, notamment du biogaz. Ce n’est pas tout. Dans certains cas, le marc de café peut en effet être utilisé comme ingrédient pour ajouter de la saveur à certains plats ou sauces. D’autres l’intègrent enfin dans des produits de soins de la peau et des cosmétiques, tels que les exfoliants pour le corps.
Plus récemment, des chercheurs de l’université RMIT ont trouvé une utilisation pratique unique en son genre pour ce type particulier de déchets : l’incorporer dans le béton. La découverte vient de faire l’objet d’une étude publiée dans le Journal of Cleaner Production.
Réduire la quantité de déchets
L’idée de base de cette étude n’était pas d’améliorer la qualité du béton, mais de trouver un nouveau moyen de recycler le marc de café. La décomposition des déchets organiques envoyés dans les décharges produit en effet du méthane. Il s’agit d’un gaz à effet de serre plus de vingt fois plus puissant que le CO2 dans son potentiel de réchauffement climatique. Or, le marc de café représente une proportion importante des déchets organiques envoyés dans les décharges (environ 60 millions de tonnes produites chaque année).
Pour les auteurs de ces travaux, il devenait donc impératif de rechercher une solution de recyclage pour transformer ces déchets en une ressource viable. Et l’industrie du béton a le potentiel de contribuer de manière significative à l’augmentation du taux de recyclage de ces déchets.
Pour leurs travaux, les chercheurs ont d’abord collecté du marc dans divers cafés autour de Melbourne, en Australie. Ces déchets ont ensuite été séchés dans le but d’en extraire l’humidité à deux températures différentes (350 °C ou 500 °C) en utilisant un processus à faible consommation d’énergie et sans oxygène (pyrolyse). Les chercheurs ont alors obtenu du « biochar ». Il s’agit d’un type de charbon végétal produit à partir de matières organiques telles que les déchets agricoles, les résidus de bois et, dans ce cas, le marc de café.
Un béton près de 30 % plus résistant
Pour tester leur approche, les chercheurs ont imaginé plusieurs mélanges intégrant du marc non traité, du marc traité à 350°C ou du marc extrait à 500°C dans du ciment Portland ordinaire. Dans ces mélanges, le marc de café remplaçait les granulats normalement utilisés à hauteur de 5% à 20%. Le béton obtenu a ensuite été coulé dans des moules, puis durci à température ambiante pendant 24 heures. Enfin, les chercheurs ont testé la résistance à la compression de chaque bloc. Ils ont également utilisé plusieurs instruments (diffraction des rayons X et microscopie électronique à balayage) pour examiner la matière au niveau de sa structure.
Les chercheurs ont alors découvert que parmi tous les composites de béton testés, celui qui remplaçait 15 % du granulat par du marc pyrolysé à 350 °C entraînait une amélioration significative de ses propriétés matérielles. Ils ont en effet constaté une amélioration de 29,3 % de ses capacités de résistance à la compression.
Bien que la recherche n’en soit qu’à ses débuts, les chercheurs évoquent des résultats prometteurs. En plus de recycler le marc, cette technique pourrait également répondre à un autre enjeu environnemental. Nous extrayons en effet chaque année environ 40 à 50 milliards de tonnes de sable et de gravier destinés à la construction. Enfin, rappelons que ce n’est pas la première fois que des chercheurs intègrent des déchets dans du mélange à béton. Il y a plusieurs semaines, une équipe avait notamment eu l’idée d’utiliser des couches.
