Les matériaux de construction à bilan carbone négatif pourraient remplacer le béton

Le coût environnemental du béton traditionnel

Lorsqu'on examine le secteur de la construction actuel, il apparaît clairement que le béton est l'un des matériaux les plus utilisés. La majorité des nouvelles constructions font appel au béton en raison de son prix abordable, de sa disponibilité et de sa polyvalence.

Statistiques du marché du béton

Le marché mondial du béton est actuellement évalué à 402.87 milliards de dollars, le marché américain du ciment dépassant ce montant. $ 15.22B Rien qu'en 2025, cette demande provenait de plusieurs sources, notamment des projets d'infrastructure gouvernementaux comme les routes et les autoroutes, qui représentaient 11 % de la demande.

Les centres de données ont également contribué à l'expansion récente du marché du béton. Selon (lire ici)Les centres de données ont nécessité 247 000 tonnes de béton en 2025, et les analystes prévoient une croissance encore plus importante dans ce secteur en 2026.

La construction moderne est gaspilleuse

Plusieurs problèmes liés à la demande croissante de matériaux de construction en béton ont été mis en lumière. D'une part, le processus de fabrication est très polluant. Selon les rapports, la construction en béton est responsable de 8 % des émissions mondiales de CO2. Malheureusement, la méthode de fabrication actuelle est énergivore, car elle nécessite la cuisson du béton à haute température pendant les plusieurs semaines de son processus de durcissement.

Technologies de construction durable

Conscients de la nécessité de trouver un équilibre et de parvenir à une construction durable, les ingénieurs ont consacré d'innombrables heures à la recherche de solutions pour créer des technologies de construction durables. Ces stratégies englobent un large éventail d'approches, allant de l'utilisation de biomatériaux à des conceptions révolutionnaires nécessitant moins de matériaux.

La source - WPI

L'une des méthodes les plus intéressantes employées par les ingénieurs pour réduire les impacts environnementaux liés à la fabrication du béton consiste à utiliser des échafaudages à base d'hydrogel. Ce type de béton lui permet de résister à l'érosion hydrique et d'éviter une lixiviation excessive dans l'eau.

Problèmes liés aux technologies de construction durable aujourd'hui

Ces dix dernières années, des progrès ont été réalisés dans la recherche sur la réduction de l'impact environnemental de la fabrication du béton. Cependant, à ce jour, la plupart des approches ont nécessité des méthodes de fabrication complexes difficilement industrialisables, ou tout au plus un revêtement ou une couche protectrice supplémentaire. Ce manque de résultats a conduit de nombreux chercheurs à penser qu'il était quasiment impossible de créer des matériaux de construction à bilan carbone négatif par des méthodes à faible consommation d'énergie.

Résultats de l'étude WPI : Matériaux enzymatiques vs. Béton

Glissez pour faire défiler →

Heureusement, les chercheurs du WPI n'ont pas reçu le mémo. Le «Matériaux structuraux enzymatiques durables et à haute résistance, à bilan carbone négatif, obtenus par une technique de suspension capillaire ¹” Une étude publiée dans la revue scientifique Matter explique comment l’équipe a pu créer des matériaux de construction de puits de carbone en utilisant des formations composites de minéralisation catalysée par des enzymes.

Minéralisation catalysée par des enzymes

L'équipe a notamment créé un mélange enzymatique spécifique et une technique de suspension capillaire permettant de capturer des minéraux de calcium précipités au sein d'une matrice de carbone. Une fois intégrées à la matrice, les particules s'agglomèrent naturellement.

Matériau structural enzymatique (ESM)

Cette approche élimine le recours à des méthodes de durcissement artificielles telles que la cuisson au four à haute température. Elle permet également de créer un matériau moulable offrant une résistance structurelle comparable à celle du béton. Au cœur de cette technologie se trouve l'utilisation de stratégies de durcissement thermique pour créer naturellement des composites ternaires à ponts de CaCO3, dont la porosité et les propriétés mécaniques sont ajustables.

Captage du CO2

Outre sa facilité de fabrication et son impact environnemental réduit, l'ESM présente un autre avantage majeur : elle agit comme un puits de carbone. Les puits de carbone piègent le CO2, l'éliminant de l'atmosphère et le stockant.

La source - Cellule

De manière impressionnante, l'ESM contient des enzymes qui solidifient le CO2 et le transforment en un matériau plus solide. Cette structure de capture du carbone lui confère un avantage majeur en termes d'impact environnemental. Sa conception à bilan carbone négatif et ses capacités de stockage de carbone font de ce matériau un choix judicieux, en parfaite adéquation avec les directives environnementales des Nations Unies pour un avenir durable.

Essai de matériaux de construction à puits de carbone

Nima Rahbar et son équipe ont testé leur nouveau matériau afin d'évaluer sa résistance, sa durabilité, son imperméabilité et sa capacité à capturer le carbone. Ils ont également testé sa résistance après l'avoir moulé sous différentes formes et selon divers procédés, ce qui leur a permis d'affiner leur approche.

Résultats des tests de l'étude sur les matériaux de construction à puits de carbone

Les résultats de l'étude sont positifs. De manière impressionnante, l'ESM a surpassé le béton en termes de résistance à l'eau. De plus, les rapports ont montré que ce matériau, grâce à sa microstructure d'hydrochar, surpasse le béton traditionnel en termes de résistance structurelle.

Plus précisément, le matériau a enregistré une résistance à la compression moyenne de 25.8 MPa. Ce score place ces matériaux au-delà des capacités actuelles d'autres alternatives de construction durable, notamment les matériaux de construction vivants (MCV) et les matériaux vivants d'ingénierie (MVI).

Les ingénieurs ont également constaté que le procédé de fabrication était bien plus respectueux de l'environnement que le béton traditionnel. La production d'un mètre cube d'ESM ne génère que 6 kg de CO2, contre 330 kg pour la production d'un volume équivalent de béton traditionnel.

Avantages des matériaux structuraux enzymatiques (MSE)

L'ESM présente de nombreux avantages sur le marché. Elle offre notamment une alternative comparable au béton traditionnel qui, grâce à son utilisation répandue, bénéficie déjà d'une infrastructure et de professionnels compétents pouvant désormais l'utiliser sans modifications majeures.

Grâce à son procédé de liaison des particules et de durcissement, l'ESM offre une résistance accrue. De plus, son durcissement est bien plus rapide que celui du béton. Les matériaux traditionnels nécessitent au moins 28 jours pour un durcissement optimal, tandis que l'ESM durcit en quelques heures seulement, permettant une construction et une réparation rapides.

Rentable

Il existe également des raisons financières expliquant pourquoi l'ESM est considérée comme une avancée majeure dans le secteur. D'une part, elle réduit les besoins en main-d'œuvre lors de la fabrication. D'autre part, sa réparabilité engendre des coûts de maintenance moindres. Enfin, l'extrême malléabilité de ce matériau diminue les déchets de construction, réduisant ainsi les coûts et prolongeant la durée de vie des ouvrages.

Évolutivité

Un autre atout majeur de l'ESM réside dans sa capacité à être produit à grande échelle. Il offre une résistance et une moulabilité comparables, tout en réduisant les déchets. Autant de facteurs qui se traduisent par des revenus plus importants pour les fabricants de béton et une qualité supérieure pour les utilisateurs de ces matériaux.

Écologique

En considérant la situation dans son ensemble, l'ESM offre une alternative viable au béton traditionnel. Une alternative respectueuse de l'environnement. Sa conception, qui permet de capter le carbone, pourrait contribuer à lutter contre le changement climatique et à réduire l'impact des villes, des routes et autres infrastructures.

De plus, le matériau a été conçu dès le départ pour être recyclable. L'objectif est de créer un processus de fabrication circulaire. En cas de succès, ESM pourrait jouer un rôle déterminant pour assurer la pérennité des logements abordables, des infrastructures et des projets d'entretien à l'avenir.

Calendrier commercial pour le béton à bilan carbone négatif

Les applications de la gestion intégrée des écosystèmes (GIE) sont nombreuses et prometteuses. On pourrait par exemple l'utiliser dans les infrastructures futures et les grands projets de construction. L'intégration de matériaux de captage du carbone contribuera à atténuer l'impact de l'expansion urbaine et du recul des forêts.

Il est à noter que les routes figurent parmi les principales sources d'émissions de CO2. De la fabrication de l'asphalte et du béton à leur pose, en passant par la circulation automobile, chaque étape contribue à la production de CO2. L'utilisation de matériaux écologiques permettrait de créer des routes capables de piéger le CO2 émis par les véhicules, réduisant ainsi les émissions.

Calendrier de commercialisation et perspectives d'adoption

L'ESM pourrait être utilisée d'ici cinq ans. Des tests supplémentaires sont nécessaires avant que ce matériau ne soit accepté dans les grands projets d'infrastructure. Cependant, il est conforme à la Charte de l'ONU pour la neutralité carbone et offre une fabrication plus abordable, tout en ayant un impact environnemental réduit. De ce fait, cette technologie devrait connaître une forte demande.

Chercheurs en matériaux de construction à puits de carbone

L'étude sur la construction de puits de carbone a été menée par des scientifiques du Worcester Polytechnic Institute (WPI). Plus précisément, Nima Rahbar, professeur titulaire de la chaire Ralph H. White et directeur du département de génie civil, environnemental et architectural, est le responsable de cette recherche. L'article mentionne également Shuai Wang, Pardis Pourhaji, Dalton Vassallo, Sara Heidarnezhad et Suzanne Scarlata comme contributeurs.

Matériaux de construction à puits de carbone : l'avenir

L'équipe va désormais s'attacher à nouer des partenariats avec des acteurs industriels de renom afin de développer son procédé de fabrication ESM. Cette étape nécessitera d'approfondir l'étude des moyens d'améliorer les propriétés mécaniques, la durabilité et l'efficacité de l'ESM.

Exposition du marché public à la construction durable

De nombreuses entreprises ont investi des millions dans la recherche de solutions alternatives aux technologies de construction actuelles, souvent sources de gaspillage. Elles ont bien compris que le développement durable est essentiel à la prospérité future. Voici un exemple d'entreprise qui innove constamment tout en conservant une excellente réputation dans le secteur.

CRH (CRH)

Bien que les solutions de laboratoire comme ESM soient encore à leurs débuts, le géant industriel CRH est l'acteur le plus susceptible de les déployer à grande échelle. Leader des matériaux de construction en Amérique du Nord, CRH a investi massivement dans des solutions autres que le béton traditionnel grâce à son fonds d'investissement et d'innovation de 250 millions de dollars.

Il convient de noter que CRH s'est associé à Carbon Upcycling Technologies (CUT) pour déployer une installation de captage du carbone à l'échelle commerciale. En juillet 2025, la filiale Ash Grove de CRH a lancé la construction d'une installation inédite à Mississauga, en Ontario, conçue pour capter le CO₂ directement à la sortie des fours à ciment et le minéraliser afin d'en faire des matériaux de construction. Cette initiative s'inscrit pleinement dans les principes de puits de carbone mis en évidence par l'étude du WPI.

En investissant dans des startups par le biais de son accélérateur « Matériaux de construction durables », CRH fait le lien entre les découvertes académiques et la réalité industrielle, ce qui en fait une action concrète pour la décarbonation des infrastructures.

À noter que CRH a commencé à afficher une certaine dynamique positive en 2026, passant de 125.51 $ à 131.38 $ le 9 janvier 2026. Actuellement, sa moyenne mobile sur 50 jours indique une tendance haussière qui correspond à ses gains annuels actuels de 31 %.

Dernières actualités et performances de CRH (CRH)

Matériaux de construction à puits de carbone | Conclusion

De manière impressionnante, le travail acharné et le dévouement de l'équipe pourraient engendrer une transformation majeure du marché. Si seulement 1 % de la construction mondiale se tourne vers des matériaux à bilan carbone négatif comme l'ESM, cela pourrait propulser le marché vers de nouveaux sommets tout en réduisant les émissions de CO2 à l'avenir.

Si l'on considère la durabilité accrue, les coûts réduits et la modularité, il est facile d'imaginer un avenir où les fabricants privilégieront l'ESM au béton traditionnel. Tous ces facteurs, associés à un durcissement plus rapide et abordable, une résistance modulable et la recyclabilité, pourraient favoriser son adoption à l'avenir.

Découvrez d'autres projets de développement durable révolutionnaires ici.

Références

^{1. Wang, S., Pourhaji, P., Vassallo, D., Heidarnezhad, S., Scarlata, S., et Rahbar, N. (2025). Matériaux structuraux enzymatiques durables et à haute résistance, à bilan carbone négatif, obtenus par une technique de suspension capillaire. Matter, 102564. https://doi.org/10.1016/j.matt.2025.102564}