Microsoft jette les bases des matériaux de construction écologiques de demain

Quincy, Washington – Des pierres concassées et du sable s'entrechoquaient dans le tambour tourbillonnant d'un camion malaxeur à béton ici sur le terrain d'un entrepreneur en construction adjacent à un centre de données Microsoft. La scène de cette étouffante journée d’été a marqué une nouvelle étape dans le parcours de Microsoft vers un bilan carbone négatif d’ici 2030.

Une équipe de finisseurs de béton se tenait prête à aplatir et à lisser le mélange qui tomberait dans la goulotte du camion malaxeur dans l'un des trois cadres en bois de la taille d'une table et durcirait pour former des dalles de béton.

Le mélange dans le tambour n’était cependant pas typique. En plus de la roche, du sable, de l'eau et du ciment que l'on trouve habituellement dans les mélanges de béton, il contenait un calcaire dérivé de microalgues et d'autres additifs qui réduisent le carbone global incorporé dans le béton.

Le carbone incorporé est une mesure du carbone émis lors de la fabrication, de l’installation, de la maintenance et de l’élimination d’un produit ou d’un matériau. Le carbone intrinsèque du béton est actuellement responsable d’environ 8 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre, selon les calculs de l’industrie et du gouvernement. Le carbone incorporé dans l’acier, un autre matériau utilisé dans la construction lourde, représente environ 7 % des émissions de carbone.

« Dans l'environnement bâti, la décarbonisation du béton et de l'acier est d'une importance cruciale du point de vue de l'impact climatique », a déclaré Brandon Middaugh, directeur principal du Fonds d'innovation climatique de Microsoft, un fonds d'un milliard de dollars destiné à accélérer le développement et le déploiement de solutions climatiques.

Réduire ou éliminer le carbone incorporé dans le béton et l'acier est un défi car les processus traditionnels utilisés pour leur fabrication sont à forte intensité de carbone, a noté Sean James, directeur principal de la recherche sur les centres de données au sein de l'équipe de recherche sur les centres de données de Microsoft.

Surmonter ce défi avec des matériaux alternatifs à faible teneur en carbone, a-t-il déclaré, aidera Microsoft à progresser vers son engagement d'avoir un bilan carbone négatif d'ici 2030. Cela a également des implications pour le reste du monde où l'industrie mondiale de la construction est actuellement en bonne voie pour construire l'équivalent de bâtiments à New York chaque mois pendant les 37 prochaines années.

La majeure partie des émissions associées au béton provient de la production de ciment, a noté Steve Gilges, ingénieur principal en infrastructure au sein de l'équipe de recherche sur les centres de données de Microsoft. Un ingrédient clé du ciment est le calcaire, qui est généralement chauffé avec de l'argile à environ 2 650 degrés Fahrenheit dans un four à charbon ou à gaz où il subit une réaction chimique appelée calcination qui libère du dioxyde de carbone comme sous-produit.

Les mélanges de béton testés à Quincy comprennent un avec du calcaire biogénique, un avec des cendres volantes et des scories activées avec du carbonate de sodium alcalin, et un avec du ciment activé par un alcali et du calcaire biogénique. L'objectif du projet est de tester des conceptions de mélanges capables de réduire le carbone intrinsèque dans le béton de plus de 50 % par rapport aux mélanges de béton traditionnels, selon Microsoft.

Les cendres volantes et les scories du ciment activé par les alcalis sont des déchets industriels issus de la combustion du charbon et de la fabrication de l'acier. Le calcaire biogénique provient de Minus Materials, qui commercialise un procédé mis au point à l'Université du Colorado à Boulder qui accélère la production de calcaire avec des algues marines.

Ces mélanges constituent une solution imparfaite au problème du carbone incorporé dans le béton, a noté James. Mais ça va. C'est un début.

"Le plus grand ennemi du progrès est ce concept selon lequel tout doit être parfait avant de commencer", a-t-il déclaré. "La meilleure façon d'avoir un impact réel est de proposer une solution suffisamment bonne et ce qui est assez bon maintenant, c'est d'utiliser ces éléments qui peuvent réduire les émissions de carbone, afin que nous puissions commencer à avoir un impact immédiatement."

Plus loin, Microsoft envisage des solutions qui pourraient réduire à zéro le carbone incorporé dans le béton et d’autres matériaux de construction et, potentiellement, les rendre négatifs en carbone.

Beaucoup de ces solutions proviennent d'investissements dans des entreprises en démarrage par le Fonds d'innovation climatique de Microsoft, qui a été lancé en 2020 parallèlement aux engagements de l'entreprise axés sur le carbone, l'eau, les déchets et les écosystèmes.