Piégeage du CO2 par carbonatation de granulats recyclés : étude expérimentale de la répartition spatiale des carbonates formés sur granulats « modèles »

Abstract

La carbonatation accélérée des granulats recyclés (GR) est une des voies envisagées pour réduire l’empreinte carbone de la construction. Après concassage, les GR peuvent servir à piéger le CO₂ soumis à des gaz industriels. Pour maitriser de tels procédés, des études sont en cours pour comprendre le phénomène à l’échelle du granulat. Sont présentés ici les résultats d’une campagne expérimentale sur des GR « modèles », billes de pâte de ciment de 15 et 20 mm de diamètre, testées en cours de carbonatation avec des techniques originales, la micro-indentation et la micro-tomographie. Les grains ont été carbonatés à 20°C, 65% HR et 3% de CO₂, après un étuvage à 40°C suivi d’une conservation à 20°C et 55% HR. Les deux techniques de cartographie de l’intérieur des grains s’accordent sur le fait que la carbonatation est uniforme. Pour ce protocole expérimental, et ces tailles de grain, le transfert réactif du CO₂ est donc contrôlé principalement par les cinétiques des réactions chimiques et non la diffusion gazeuse. Les analyses thermogravimétriques montrent que le taux de carbonatation est inférieur à 50% après 20 jours à 3% de CO₂, ce qui confirme la difficulté de reminéraliser tout le CO₂ géogénique émis lors de production du clinker avec ce type de procédé de « carbonatation sèche ».