Marc de café dans le béton : Comment votre café du matin peut révolutionner le secteur de la construction

Saviez-vous que votre café quotidien du matin peut contribuer à rendre le secteur de la construction plus durable ? Cela semble fou, mais c'est exactement ce qui se passe ! L'Australie génère chaque année environ 75 000 tonnes de marc de café, qui finissent généralement dans les décharges et libèrent du méthane, un gaz à effet de serre extrêmement nocif. Cependant, Roychand et al. a publié un article dans le Journal of Cleaner Production en 2023 et a montré que le marc de café - s'il est traité correctement - peut être une ressource précieuse pour la production de béton. En convertissant le marc de café en biochar par pyrolyse, il pourrait à l’avenir remplacer le sable naturel dans les mélanges de béton et ainsi résoudre plusieurs problèmes environnementaux d’un seul coup. Lisez la suite pour découvrir comment votre café peut changer le monde !

Des châteaux de sable à base de marc de café ? Le sort de l’exploitation du sable

L'élimination des déchets organiques représente un impact environnemental majeur car leur décomposition produit des gaz à effet de serre comme le méthane, 21 fois plus nocif pour le climat que le CO2. Du dioxyde de carbone, du protoxyde d’azote et de l’ammoniac sont également libérés. Une partie importante de ces déchets est constituée de grains de café usés (Spent Coffee Ground (SCG)). Rien qu'en Australie, environ 75 000 tonnes de marc de café sont produites chaque année, dont une grande partie finit dans les décharges et libère du méthane, ce qui contribue de manière significative au changement climatique. Il est donc urgent de trouver des solutions de recyclage pour transformer ces déchets en ressources commercialement utilisables tout en réduisant les émissions de gaz à effet de serre.

Parallèlement au problème des déchets organiques, le secteur de la construction a un besoin toujours croissant de sable naturel, dont l'extraction pose de graves problèmes environnementaux et de durabilité. Le secteur de la construction doit donc trouver des matières premières alternatives pour assurer sa durabilité à long terme. Des recherches antérieures montrent que l'industrie du béton a un grand potentiel pour utiliser divers sous-produits et déchets industriels tels que les cendres volantes, les scories, le verre, les pneus et le plastique.

Du déchet au matériau de construction : le marc de café dans le secteur de la construction

En raison de sa fine granulométrie, le marc de café a été étudié pour diverses applications dans la construction. Cependant, des études ont montré que le marc de café non traité réduit considérablement la résistance à la compression et à la flexion du béton. L'ajout de 20 % de marc de café en remplacement du sable fin a entraîné une diminution de la résistance à la compression de 44 % et de la résistance à la flexion de 68 % après 28 jours. Des effets négatifs similaires ont été constatés lors de l’utilisation de marc de café dans des matériaux céramiques.

Hot beans : le marc de café pyrolysé à la rescousse

Sous sa forme naturelle, le marc de café ne constitue pas un substitut approprié aux matériaux de construction. Cependant, des études ont montré que des résultats positifs peuvent être obtenus en pyrolysant le marc de café. Lors de la pyrolyse, les déchets organiques sont décomposés à haute température en l’absence d’oxygène, produisant des biocharbons poreux riches en carbone. Des recherches ont montré que l’ajout de charbon actif à base de marc de café aux échantillons de mortier augmente la résistance à la compression.

Effets de différentes températures de pyrolyse

Un projet de recherche complet a étudié l'utilisation de marc de café brut et pyrolysé traité à 350°C et 500°C en remplacement du sable fin dans le béton. Les résultats ont montré que l’ajout de 5 % de marc de café affectait de manière significative la résistance à la compression car les composés organiques interféraient avec la réaction d’hydratation des particules de ciment. En revanche, le marc de café pyrolysé à 350°C (350CBC) a amélioré significativement la résistance à la compression du béton, notamment à un taux de remplacement de 15 %.

De l’espresso au matériau de construction : application pratique

L'Australie produit chaque année environ 75 000 tonnes de marc de café, qui peut être transformé en environ 22 500 tonnes de biochar par pyrolyse à 350°C. Ce biochar peut être utilisé dans le secteur de la construction en remplacement du sable fin, permettant un renforcement significatif de la résistance du béton et une utilisation durable des déchets.

Avantages environnementaux

Ce projet offre une manière écologique d'éliminer les déchets organiques et réduit les émissions de méthane, qui sont 21 fois plus nocives pour le climat que le CO2. Dans le même temps, la dépendance à l’égard de l’extraction continue de ressources naturelles pour la production de béton est réduite.

Avantages économiques et sociaux

L'utilisation du biochar dans la construction crée une nouvelle industrie qui offre des opportunités d'emploi directes et indirectes tout au long de la chaîne de valeur. Cela présente des avantages à la fois économiques et sociaux et contribue à créer un cycle économique fermé.

Conclusion : La révolution dans votre tasse

Cette étude a démontré que la pyrolyse du marc de café à 350°C entraîne une amélioration significative de la résistance du béton. L'utilisation du 350CBC offre une solution durable pour le secteur de la construction et contribue à réduire les émissions de gaz à effet de serre. Des tests mécaniques et de durabilité supplémentaires à long terme sont nécessaires pour explorer davantage l'application du 350CBC dans l'industrie de la construction.

L’avenir du secteur de la construction pourrait être rendu beaucoup plus durable et respectueux de l’environnement grâce à une utilisation innovante des déchets organiques tels que le marc de café.