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La foudre bat des records

CC BY SA André Karwath aka Aka

Les éclairs et la foudre sont parmi les phénomènes naturels les plus spectaculaires. On estime que chaque seconde l’atmosphère terrestre est traversée par une cinquantaine de ces décharges électriques. En effet, ...

Un moteur moléculaire à effet tunnel

Credit: Empa
Un moteur quantique
Comme d’autres moteurs moléculaires de cette échelle, le fonctionnement de ce nanomoteur conçu à l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), met en jeu la mécanique quantique. Mais l’originalité de ce nouveau moteur réside dans le fait que la cause-même ...

Photo-ionisation

A photo of the COLTRIMS reaction microscope built by Alexander Hartung as part of his doctoral research in the experiment hall of the Faculty of Physics. Credit: Alexander Hartung.

La quantité de mouvement de la lumière

Bien que de masse nulle, la lumière possède une quantité de mouvement ...

Vers de nouvelles technologies de chargeurs

Image Vedecom - DR

Des composants indispensables

De nombreux appareils électriques fonctionnant sur piles ont besoin d’être chargés régulièrement. On emploie donc des accumulateurs électrochimiques. Ces derniers sont rechargeables un très grand nombre de fois, contrairement aux piles. Téléphones ...

Un micro-accélérateur de particules

Vue du tunnel du LHC - Auteur : Maximilien Brice, CERN

Des ondes électromagnétiques pour accélérer les particules

Les physiciens de l’infiniment petit emploient des accélérateurs pour communiquer aux particules de très grandes vitesses afin de produire des collisions énergétiques. Au CERN par exemple, ...

Tromper une caméra thermique

Caméras thermiques : « filmer la température »

Tout corps, en raison de sa température, émet par sa surface un rayonnement dont le spectre (fréquence ou longueur d’onde en abscisse, intensité en ordonnée) couvre théoriquement toute la gamme des ondes électromagnétiques, l’intensité de l’émission variant ...

Piles bêtavoltaïques au carbone 14 recyclé

Des piles « bêtavoltaïques »

Certains noyaux radioactifs, généralement ceux possédant trop de neutrons par rapport à leurs protons, transmutent un neutron en proton, électron et antineutrino. Cette réaction s’appelle la radioactivité bêta moins et s’écrit n -> p + e- + v. L’électron est émis avec une énergie moyenne de 50 keV. On parle de « rayonnement bêta » ou « électron bêta ». L’énergie de l’électron peut être mise à profit en étant convertie en électricité dans un semi-conducteur, de la même manière que l’énergie du photon est employée dans les piles photovoltaïques.

Les piles « bêtavoltaïques » ont ainsi vu le jour au cours des années 1970. La source bêta radioactive employée était le prométhium-147 ou Pm-147. Elles ont été surtout utilisées pour alimenter les pacemakers. Mais les piles « lithium-ion » offrant de meilleures performances, notamment avec une meilleure durée de vie, sont venues les supplanter sans leurs défauts. L’inconvénient majeur de ces « bêtapiles » provenait du fait qu’elles contenaient non seulement du Pm-147 mais aussi du Pm-146 émetteur de rayonnement gamma qu’il fallait arrêter. Aussi, l’essentiel du volume de ces piles était occupé par de la matière employée comme écran pour stopper ce rayonnement. Ces piles ont donc disparu du paysage.

Un moyen d’utiliser le carbone 14

L’idée de l’énergie bêtavoltaïque n’a pas été abandonnée pour autant. Elle a d’ailleurs refait surface récemment avec comme objectif d’employer le carbone-14 comme source d’énergie. Pour mémoire, le carbone occupe la sixième case du tableau périodique des éléments et possède donc 6 électrons et 6 protons. L’essentiel du carbone sur Terre possède également 6 neutrons. C’est le Carbone-12 ou 12C. L’isotope naturellement très rare du carbone (1 atome sur 1012) avec 8 neutrons ou 14C est instable, radioactif bêta. Or, les Britanniques possèdent beaucoup de C-14 dont ils ne savent que faire. En effet, la technologie employée dans certaines de leurs centrales nucléaires fait appel au graphite comme modérateur, pour réduire la vitesse des neutrons. Mais ce bombardement neutronique produit d’importantes quantités de C-14. Ce radioisotope serait ainsi recyclé dans des piles d’une nouvelle génération, employées dans certains dispositifs électroniques, notamment à bord de satellites. Mais une source bêta ne suffit pas, il faut aussi un semi-conducteur. Or, le carbone est un semi-conducteur. Par conséquent les piles envisagées sont formées de carbone avec une part de C-14.

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L’économie circulaire du béton
Le recyclage du béton est un problème délicat qui trouve progressivement des solutions.

Pendant de longues années, le béton n’était pas recyclé et finissait systématiquement son cycle de vie enfoui sous terre. Le schéma traditionnel, qui a longtemps été le seul en vigueur, était linéaire : extraire les minéraux, fabriquer le béton, l'utiliser puis le jeter. En plus de la pollution, les industriels sont longtemps passés à côté d’une valorisation possible de ces déchets. Aujourd’hui, c’est un véritable virage en faveur de l’économie circulaire que ces professionnels ont pris. Avec l’appui du CERIB (Centre d'études et de recherches de l'industrie du béton), leur optique est de concevoir des ouvrages faciles à déconstruire, d’opérer de façon sélective pour trier et séparer les matériaux puis de les recycler. A terme, l’ojectif est d’utiliser les matériaux recyclés pour d’autres emplois ou pour être intégrés au béton. Concrètement, 80% du béton démoli est, aujourd’hui, trié et réutilisé. Soit, après traitement (concassage, tri), comme sous-couche pour la construction d’infrastructures routières, soit incorporé au sable et au ciment pour produire à nouveau du béton.

Des améliorations possibles
L’État s’est, lui aussi, engagé pour faire évoluer cette démarche de valorisation des déchets : « Le Plan national Déchets, Directive cadre déchets vise à transformer un déchet en une nouvelle ressource, et en particulier à accélérer le recyclage et la valorisation des ressources minérales, qui sont par nature les plus faciles à recycler », explique François-Michel Lambert député, président de l’Institut de l’Économie Circulaire. La mise à disposition auprès des acteurs de la construction, de solutions permettant de préserver les ressources, mais aussi de limiter la production de déchets non réutilisés facilite cette démarche d’économie circulaire. Rémi Galin, chef du Bureau de la Gestion et de la Législation des Ressources Minérales Non Energétiques du ministère de l’Environnement, de l’Énergie et de la Mer confirme : « Il existe des tendances fortes favorisant l’Industrie du Béton, grâce au recyclage et à la réutilisation de matériaux. » Toutefois, des points de tensions subsistent pour rendre complètement efficaces les principes de l’économie circulaire : conception de produits démontables, gestion des déchets sur les chantiers, organisation de leur collecte avec des centres intermédiaires. Par exemple, les travaux de voirie sont parmi les plus gros producteurs de déchets de béton mais aussi ceux qui pourraient utiliser le plus de déchets recyclés. Or, les centres de tri sont bien souvent trop éloignés de ces chantiers et les navettes ne sont pas efficaces.

Exemples de projet :
- RECYBETON : ce projet national, réunissant tous les types d’acteurs de la chaîne de la construction, vise à valoriser la réutilisation de béton issu de la démolition de bâtiments dans du nouveau béton sans toutefois altérer sa qualité.
- DEMODULOR : ce projet, soutenu par l’ADEME, vise à proposer des solutions constructives de prévention de la production de déchets, grâce à une approche systématique de démontabilité. Le but est de faciliter la séparation des systèmes et composants sur le chantier, la séparation des matériaux en vue d’un recyclage, la réutilisation ou le réemploi des matériaux et composants.
- BIM (modélisation des données du bâtiement) : l’objectif de ce projet, soutenu par le Plan de Transition Numérique du Bâtiment, est de s’appuyer sur des maquettes numériques incluant diverses données sur les éléments en béton pour améliorer la traçabilité des produits et leur récupération.

Pour en savoir plus : 
Le site du Centre d'études et de recherches de l'industrie du béton
Le site du projet RECYBETON

Basile Perrin-Reymond
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