Les scientifiques ont mis des excréments humains dans du béton et ont attendu 91 jours. Un résultat a bondi de 42 %

Le béton est l’un des matériaux les plus utilisés au monde. Sa résistance, sa durabilité et sa capacité à le mouler dans presque toutes les formes le rendent idéal pour de nombreux projets différents. Cependant, le béton est également responsable d’une grande partie des émissions mondiales de dioxyde de carbone et utilise une grande quantité de ressources. Les scientifiques recherchent des alternatives au ciment conventionnel dans la production de béton, et une étude récente a étudié l’utilisation de ciment fabriqué à partir d’excréments humains. Plus précisément, ils ont testé du biocharbon fabriqué à partir de boues provenant de stations d’épuration des eaux usées. Après 91 jours, les chercheurs ont découvert que l’un des mélanges testés présentait une résistance à la flexion de 42 % supérieure à celle du béton standard.

La résistance à la flexion est la résistance d’un matériau à la flexion. Le béton a normalement une résistance à la compression très élevée, ce qui en fait un bon choix pour les routes et les trottoirs. En fait, le même mélange de béton avait une résistance à la compression 21 % supérieure. Cependant, sa résistance à la flexion est généralement assez faible, c’est pourquoi les bâtiments, routes et ponts en béton incluent des matériaux de renforcement en acier. Une plus grande résistance à la flexion et à la compression démontre que ce ciment de substitution fabriqué à partir de crottes humaines peut être un matériau prometteur pour une production de béton plus durable.

Le béton est constitué d’un mélange de particules appelées granulats comme le sable, le gravier et le ciment qui maintient les grains de granulats ensemble. Il y a des siècles, les Romains utilisaient un ciment appelé pouzzolane, qu’ils fabriquaient à partir de matériaux volcaniques broyés. Aujourd’hui, nous utilisons un mélange de calcaire et d’argile ou de schiste connu sous le nom de ciment Portland pour fabriquer du béton. L’extraction et le traitement des matériaux pour fabriquer du ciment Portland nécessitent beaucoup d’énergie et les réactions chimiques entre l’eau et le ciment qui ont lieu lorsque le béton durcit libèrent du dioxyde de carbone.

Pour relever ces défis, l’industrie a recherché des matériaux pouzzolaniques alternatifs allant des cendres volantes au biocharbon fabriqué à partir de marc de café. Cependant, on a accordé moins d’attention au biocharbon produit à partir des boues issues du traitement des eaux usées en tant que matériau pouzzolanique. L’élimination dangereuse des boues fécales peut être dangereuse pour la santé humaine et l’environnement en raison des agents pathogènes qu’elles peuvent contenir. La fabrication de biochar tue ces agents pathogènes car le processus de production chauffe les boues à des températures comprises entre 660 et 1 400 degrés Fahrenheit sans oxygène. Le biochar est de plus en plus utilisé pour améliorer la qualité des sols et séquestrer le dioxyde de carbone, mais il s’est également révélé prometteur comme alternative au ciment conventionnel.

Pour tester ce nouveau matériau dérivé des excréments, les chercheurs ont fabriqué des lots de béton à base de mélanges de ciment contenant 5 %, 10 % et 15 % de biocharbon, le reste étant du ciment conventionnel. Ils ont observé comment le béton durcissait au fil du temps, mesurant l’absorption d’eau, la formation de pores, la résistance et le retrait.

Après 28 jours, ils ont constaté que le béton contenant 15 % de biocharbon avait une porosité et une absorption d’eau similaires à celles du béton conventionnel. Après une période de durcissement de 91 jours, ils ont mesuré la résistance à la compression et à la flexion des échantillons et ont constaté que le mélange à 10 % de biocharbon présentait la plus grande augmentation de résistance mécanique, tandis que le mélange à 15 % était en réalité plus faible mécaniquement. Un mois plus tard, les chercheurs ont mesuré le retrait du béton depuis sa fabrication. Ils ont constaté que le mélange à 10 % présentait un retrait similaire à celui du béton ordinaire, ce qui montre que le biochar est stable sur une période relativement longue.

Cela montre que le biocharbon fabriqué à partir de crottes pourrait être utilisé pour fabriquer du béton plus solide et plus durable. Cependant, des études plus approfondies seront nécessaires pour déterminer si des contaminants potentiels pourraient s’infiltrer dans le béton au fil du temps. Dans le même temps, les chercheurs devront se pencher sur les aspects économiques de la production à grande échelle de biocharbon dérivé des boues. Avec la demande croissante de béton, la perspective de pouvoir fabriquer des matériaux plus solides et plus durables à partir de crottes pourrait être prometteuse.