On vous entend déjà : cimenteries et minières caracolent au palmarès des entreprises les plus polluantes au Québec. Revaloriser leurs résidus pourrait pourtant atténuer l’empreinte environnementale du béton et soulager la crise du logement dans les régions qui produisent ces matières premières.
Chaque jour, d’immenses quantités de roche sont extraites des entrailles de la terre abitibienne. Objectif: récupérer quelques grammes du métal doré qui fait tourner les têtes. Même pour une petite mine comme Géant Dormant, ce sont chaque jour des « centaines de tonnes de résidus » qui sont produites, selon le chef des opérations de Mines Abcourt, Loïc Bureau.
« C’est l’une des caractéristiques des mines d’or : on va extraire une tonne de roche pour n’en garder que quelques grammes, illustre-t-il. Dans le processus, on déplace une tonne de matière rocheuse pour la déposer ailleurs après sa sortie de l’usine. C’est un produit pratiquement gratuit qu’on pourrait valoriser plutôt que de l’emmagasiner ad vitam aeternam. »
Certaines minières mettent déjà l’économie circulaire de l’avant en transformant une partie de leurs résidus en « pâtes cimentées », un matériau qui comble les trous de gruyère laissés dans le sous-sol à force de progression des galeries. Mais la vaste majorité de ces montagnes de roches broyées — ou « réduites en farine », pour reprendre l’image de Loïc Bureau — est encore stockée à la surface. Et les gérer coûte cher.
« Un parc à résidus, quand il est plein, il est plein. Moins tu en mets dedans, plus il dure longtemps », poursuit le chef des opérations, insistant sur le « chemin de croix » que représente l’obtention d’un permis pour ouvrir un nouveau parc à résidus. À cela s’ajoute le suivi serré qu’il faut faire pour éviter tout déversement dans l’environnement. « Détourner ne serait-ce qu’un pour cent des résidus, ça reste important. »
En faire du béton…
L’ingénieur géologique n’a donc pas réfléchi bien longtemps quand ses anciens collègues du Cégep de l’Abitibi-Témiscamingue l’ont sollicité pour participer aux travaux du Regroupement innovant pour l’impression d’immeubles durables (RI3D). Ce « catalyseur d’innovations » réunit autour de la table six cégeps et leurs centres collégiaux de transfert de technologie (CCTT), trois universités et plusieurs partenaires du secteur privé. Leur but : développer du béton à empreinte carbone réduite, imprimable pour la construction de logements.
… pour imprimer des maisons!
Cette formule doit aussi tenir compte d’une autre contrainte : être imprimable. « On ne parle pas d’un béton ordinaire. Il doit se tenir, c’est-à-dire que chaque couche doit tenir son propre poids ainsi que les couches suivantes, sans que ça s’effondre, spécifie-t-elle. Le matériau doit également être pompé jusqu’à la buse du bras articulé d’une imprimante 3D. Ça doit être un béton résistant, durable et qui ne génère pas plus de CO2. Il n’y a pas vraiment de norme par rapport à ça présentement. »
Kaouther Ben Azouz, directrice scientifique du RI3D, est bien consciente que cette innovation ne réglera pas tous les problèmes liés à la gestion des résidus miniers. Mais pour cette spécialiste du béton, réutiliser les indésirables générés dans sa région d’adoption serait déjà un pas en avant – d’autant que l’Abitibi-Témiscamingue compte plus du tiers des mines de la province.
Dans le béton, on a besoin de ciment et de granulats. Or, le ciment est quand même un matériau très polluant, qui dégage du CO2 lors de sa fabrication. On veut regarder si les résidus miniers peuvent remplacer les ajouts cimentaires.
La réutilisation de béton de démolition sera aussi testée, tout comme des matériaux « biosourcés », c’est-à-dire issus de diverses fibres végétales, voire d’algues.
L’enseignante en génie civil s’affaire à la caractérisation environnementale des résidus miniers afin de s’assurer qu’ils ne contiennent pas d’éléments toxiques (arsenic, sulfures, etc.). Viendra ensuite l’élaboration d’une recette adaptée permettant un usage structurel pour la construction.
Béton d’impression pour le bâtiment
Le premier bâtiment du regroupement sera réalisé à Amos avec le Planitop 3D, la formule de béton d’impression de la multinationale qui a pignon sur rue à Laval, MAPEI. Une fois la caractérisation des résidus miniers terminée, les résultats seront transmis à l’entreprise pour qu’elle les intègre à sa recette brevetée. Le RI3D procédera ensuite à des essais pour trouver la proportion optimale de résidus pouvant remplacer le ciment tout en conservant les propriétés de la recette originale. « On espère que ça offre une résistance semblable au béton ordinaire », espère Kaouther Ben Azouz.
En attendant que ces nouveaux bétons puissent être utilisés pour la construction résidentielle, le RI3D planche déjà sur la méthode, notamment avec la Régie du bâtiment du Québec (RBQ) et l’Association des professionnels de la construction et de l’habitation du Québec (APCHQ). Car là aussi on fait le pari de l’innovation : on veut privilégier la construction modulaire en usine afin de bâtir à longueur d’année et d’accélérer, surtout, les mises en chantier. Il y a en effet urgence, rappelle le directeur et chercheur principal du RI3D, David Laliberté : selon la SCHL, au rythme actuel, il manquera 3,5 millions de logements au pays, d’ici 2030, pour rééquilibrer le marché.
Un mixte de solutions circulaires
« On ne dit pas que cette solution est meilleure que le bois, nuance-t-il quand on le questionne sur la performance environnementale des deux options. On veut tester la technologie. On se voit comme des défricheurs : on veut créer assez de données pour établir les normes et les guides. Le nombre de travailleurs de la construction ne va pas augmenter en raison de la pénurie. On travaille sur la manière dont une personne peut faire davantage d’unités. »
Il est d’ailleurs impatient de voir un premier immeuble de six logements sortir de l’imprimante à Amos. Le RI3D en fera le bilan carbone pour le comparer à celui d’une construction à ossature de bois. S’il ne s’attend pas à des gains environnementaux sur le plan des matériaux, David Laliberté en prévoit cependant sur le plan énergétique, lui qui vise l’ambitieuse norme de bâtiment passif.
« Cette norme, caractérisée par les besoins en chauffage par mètre carré habitable, est la même, que tu habites au Mexique ou à Montréal. L’appliquer à Amos, c’est placer la barre haute », reconnaît-il. Le chercheur mise sur la capacité du béton à emmagasiner la chaleur du soleil le jour et à la redistribuer la nuit. Il prévoit donc une grande fenestration côté sud.
Et déjà, la communauté de pratique qui est en train de se former a les yeux tournés vers l’avenir : une formation d’initiation à l’impression 3D sera bientôt accessible sur la plateforme de Cégep virtuel. Entrepreneurs en construction d’expérience ou néophytes, à vos écrans!
Quand on refuse l’adversité de l’averse
L’intérêt de David Laliberté pour la construction en 3D est né, comme beaucoup de découvertes scientifiques, un peu par hasard. Alors qu’il s’apprête à emménager dans sa maison fraîchement rénovée, c’est l’averse. « De l’eau entrait par le mur! », s’exclame-t-il.
Plutôt que de se décourager, il entreprend d’analyser la façon dont sont fabriqués les murs. « Il y a beaucoup d’étapes, de matériaux différents : on met une membrane, on la coupe pour mettre une fenêtre et on met du ruban adhésif. Je me disais : ça prend du monde qui sont bons à chaque étape! Est-ce que l’automatisation pourrait limiter les risques liés à l’erreur humaine? », s’interroge-t-il.
De fil en aiguille, il entre en contact avec un fabricant d’imprimantes 3D danois, qui le dirige vers Nidus 3D, leader canadien dans le domaine, ironiquement situé à quelques centaines de kilomètres de chez lui, en Ontario! « Maintenant, le regroupement de chercheurs est appuyé par le Fonds de recherche du Québec, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, la Société d’habitation du Québec, Desjardins, AFCI et Développement économique Canada », énumère-t-il, très excité de convoquer tout ce beau monde à Amos pour la troisième assemblée générale annuelle du regroupement, où des murs — qu’ils espèrent sans infiltrations! — s’érigeront littéralement sous leurs yeux!
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