Une équipe de recherche de l'Université de l'État de Washington résout un problème de déchets de haute technologie tout en relevant le défi environnemental du ruissellement des eaux pluviales.

Les chercheurs ont montré qu'ils peuvent considérablement renforcer les chaussées perméables en ajoutant des déchets de matériaux composites en fibre de carbone. Leur méthode de recyclage, décrit dans le numéro de mars du Journal des matériaux en génie civil , ne nécessite pas d'utiliser beaucoup d'énergie ou de produits chimiques, un facteur critique pour le recyclage des déchets.

Traditionnel vs perméable

Contrairement au revêtement imperméable qui est utilisé pour la plupart des routes et des parkings, le béton perméable permet à l'eau de pluie de s'écouler librement et de s'infiltrer dans le sol en dessous. En raison des préoccupations croissantes concernant les inondations dans les zones urbaines et des exigences de contrôle du ruissellement des eaux pluviales, plusieurs villes ont essayé d'utiliser le béton perméable dans les parkings et les rues à faible trafic. Mais parce qu'il est très poreux, il n'est pas aussi durable que le béton traditionnel utilisé sur les routes principales.

Recyclage de la fibre de carbone

Composites en fibre de carbone, pendant ce temps, sont devenus de plus en plus populaires dans de nombreuses industries. Super léger et solide, le matériau est utilisé dans tout, des ailes d'avion aux éoliennes et aux voitures. Alors que le marché croît d'environ 10 pour cent par an, cependant, les industries n'ont pas trouvé le moyen de recycler facilement leurs déchets, ce qui représente jusqu'à 30 pour cent du matériau utilisé dans la production.

Dirigé par Karl Englund, professeur agrégé de recherche, et Somayeh Nassiri, professeur adjoint au Département de génie civil et environnemental, les chercheurs ont ajouté des déchets composites en fibre de carbone qu'ils ont reçus des installations de fabrication de Boeing à leur mélange de béton perméable. Ils ont utilisé le fraisage mécanique pour affiner les pièces composites aux tailles et formes idéales. Le matériau ajouté a considérablement augmenté à la fois la durabilité et la résistance du béton perméable.

« En termes de résistance à la flexion, nous avons obtenu de très bons résultats - aussi élevés que le béton traditionnel, et ça s'écoule toujours très vite, " dit Nassiri.

Fraisage contre chaleur ou produits chimiques

Les chercheurs ont utilisé des techniques de fraisage peu coûteuses au lieu de la chaleur ou de produits chimiques pour créer un élément de renforcement à partir des déchets composites en fibre de carbone. Ils ont conservé et utilisé la résistance d'origine des composites en les gardant sous leur forme composite durcie. Leur mélange a également nécessité d'utiliser beaucoup de matériau composite, ce qui serait idéal pour les producteurs de déchets.

"Vous prenez déjà des déchets - vous ne pouvez pas ajouter beaucoup d'argent aux ordures et obtenir un produit, " a déclaré Englund. " La clé est de minimiser l'énergie et de réduire les coûts. "

Les matériaux composites ont été dispersés dans tout le mélange de chaussée pour fournir une résistance uniforme.

Test et intégration

Bien qu'ils aient montré que le matériau fonctionne à l'échelle du laboratoire, les chercheurs commencent à effectuer des tests en conditions réelles sur des applications de chaussées. Ils travaillent également avec l'industrie pour commencer à développer une chaîne d'approvisionnement.

"En laboratoire, cela permet d'augmenter la durabilité et la résistance de la chaussée perméable, ", a déclaré Nassiri. "La prochaine étape consiste à découvrir comment la généraliser et la généraliser."

La recherche pour ce projet a été rendue possible grâce à un partenariat avec la société Boeing.