Du béton de chanvre encore plus propre pour remplacer le béton classique

Le chanvre est une formidable alternative écologique à bon nombre de matériaux polluants en raison de ses applications industrielles diverses : il permet entre autres de faire du textile, du plastique bio-sourcé et du béton de chanvre. Il est de plus en plus utilisé dans le secteur de la construction où il pourrait remplacer le béton classique. Dans cette optique, l’Agence fédérale de Protection de l’Environnement américaine (EPA) vient d’accorder une bourse de 12 000$ à des étudiants californiens pour mettre au point un processus de transformation du chanvre en béton le plus propre possible.

A 2nd #EPAp3 student team @UCRiverside will study hemp fiber properties and ultimately produce hempcrete as a lighter, stronger, and more environmentally friendly alternative to conventional fossil-based concrete. https://t.co/tmt8uLX66i #STEM

— US EPA Research (@EPAresearch) March 29, 2019

Pourquoi remplacer le béton traditionnel ?

Le béton traditionnel que l’on connait souvent sous forme de parpaings est fait à partir de ciment. Or, la production de ciment est polluante et gourmande en énergie. En effet, il faut cuire la roche dans des fours à très haute température (1500°) ce qui produit d’importants rejets de carbone dans l’atmosphère et participe à l’effet de serre. La production d’une tonne de ciment entraîne déjà l’émission d’environ 0,35 tonnes de CO₂rien que par la calcination des matières premières. Elle demande également une grande quantité d’électricité pour le brassage mécanique. Au total, chaque tonne de ciment produite requiert l’équivalent de 60 à 130 kg de carburant et une moyenne de 210 kWh.

Le travail du ciment produit aussi une forme de pollution atmosphérique sous forme de particules (poussières de ciment).En outre, certaines réactions chimiques dans le ciment, comme celle qui produit le carbonate de calcium, produisent également du CO₂. Enfin, le béton de ciment est également un produit lourd dont l’acheminement nécessite beaucoup d’énergie et pollue en proportion. Tous paramètres confondus, l’industrie du béton représente près de 52% des émissions de gaz à effet de serre du secteur de la construction en bâtiment et environ 5 % des émissions totales de la planète.

Le béton de chanvre comme alternative

Renouvelable annuellement, la culture du chanvre a l’avantage d’être relativement facile, de nettoyer les sols, de ne nécessiter que peu d’irrigation et pas d’ajout de substances chimiques. C’est donc une matière première plus écologique et plus facile à obtenir que celles du ciment (pierres, granulats et sable). Le béton de chanvre est le résultat d’un mélange de chènevotte (fibres végétales), d’eau et de chaux, un liant naturel. Sec, il est aussi dur que le ciment mais six fois moins lourd et beaucoup plus souple. En plus d’être recyclable, il stocke leCO₂ ce qui réduit l’empreinte carbone de la maison même post-construction. Il est également antibactérien et insecticide.

Pour toutes ces raisons, il est une alternative préférable ou en tout cas plus écologique au béton de ciment. En revanche, il est souvent plus cher que le béton classique – il faut compter un prix entre 40 à 150 € au mètre carré pour du béton de chanvre. Néanmoins, il est isolant ce qui n’est pas le cas du béton classique. Son coût plus élevé est donc amorti par l’absence d’isolation supplémentaire. Quoi qu’il en soit, en vertu de la nouvelle réglementation thermique et à partir de 2020, les chantiers des constructions neuves en France devront être propres. Le rôle du chanvre dans la construction risque donc d’être de plus en plus important.

Rendre le béton de chanvre encore plus propre

Bien que la production du béton de chanvre soit plus propre que celle du béton classique, elle ne l’est pas totalement. En cause, le procédé utilisé pour séparer les fibres industrielles (chènevotte) de la biomasse : le procédé de pâte de Kraft (Kraft pulping process)hérité de l’industrie du papier.Il produit une quantité non négligeable de déchets. C’est pour réduire cette production de déchets que l’agence américaine a accordé 12 000$ à un projet étudiant visant à mettre au point un procédé plus propre. “L’objectif de notre projet est de produire un béton de chanvre le plus léger, résistant et écologique possible comme alternative au béton conventionnel basé sur des énergies fossiles”, expliquent les chercheurs à Marijuana Moment.

Le procédé de pâte de Kraft est un procédé en plusieurs étapes qui consiste à traiter les tiges de chanvre avec de l’eau chaude, du sodium d’hydroxyde et du sodium de sulfure. Pour une tonne de fibres utilisables, le Kraft pulping process produit presque 7 tonnes de “liqueur noire” inutilisable (résidus de lignine, sulfures organiques et autres éléments chimiques). Cette liqueur est ensuite bouillie puis brûlée et libère à cette occasion du CO₂.

Les étudiants californiens sont donc en train d’étudier un nouveau procédé pour “permettre une séparation des fibres plus propre et plus rapide sans production de “liqueur noire””. Il s’agit de la technologie de Fractionnement Ligno-cellulosique améliorée par co-solvant (CELF) pour le nom barbare. Les fibres de chanvre sont extraite sà basse température et en une seule étape grâce à l’application de tétrahydrofuranne, un composé organique renouvelable, et d’acide sulfurique très dilué sur les tiges. Selon la EPA, ce procédé est similaire au Kraft pulping processmais au lieu de produire de la “liqueur noire” il produit une solution fermentée à base de sucre qui peut être ré-utilisée. Le produit final est également plus pur et plus raffiné.