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Centre Scientifique et Technique de la Construction

21/04/2018

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Nouveaux matériaux aux propriétés photocatalytiques 2009/04.07

CT CouverturesUn peu à l'instar des pots catalytiques de nos automobiles qui utilisent la chaleur des gaz du moteur pour assainir les rejets d'échappement, les produits photocatalytiques à base d'oxydes de titane se contentent du rayonnement ultraviolet (lumière solaire) pour oxyder et favoriser la dégradation des polluants et des matières organiques.

Effets photocatalytiques

Action photocatalytique du dioxyde de titane en présence de NOx.
  1. Oxydes d'azote (NOx)
  2. Nitrates (NO3)
  3. Rayons ultraviolets (lumière solaire)
  4. Dioxyde de titane (TiO2)
  5. Oxygène actif
  6. Matériau
La figure ci-contre schématise le principe d'action photocatalytique de dépollution en présence de NOx, des composés nitrés qui polluent de plus en plus l'atmosphère de nos villes à la suite du développement exponentiel de la circulation automobile.

Parallèlement à ses propriétés dépolluantes, la photocatalyse entraîne également un effet nettoyant lié à la dégradation des composés organiques et aux modifications des tensions superficielles.

Conscient des opportunités générées par cette nouvelle technologie, le CSTC, en collaboration avec le CRR (1) et le CoRI (2), a entamé dès 2003 une série d'études sur le sujet afin de répondre aux préoccupations environnementales actuelles et aux objectifs de développement durable poursuivis dans le secteur du génie civil. Ces études, qui ont reçu l'appui de l'IWT (3), visent à examiner la pertinence de l'incorporation d'additifs photocatalytiques dans les toitures, les systèmes de finition minéraux ou organiques et les éléments de voirie en béton.

Enseignements pratiques des recherches

Les enseignements de ces études soulignent les difficultés d'intégration de l'anatase - une variété cristalline de l'oxyde de titane - dans les matériaux existants en raison des contraintes thermiques ou autres liées aux procédés de fabrication, aux quantités importantes d'anatase nécessaires aux ajouts dans la masse ou aux traitements ultérieurs annihilant les effets du dioxyde de titane.

Ainsi, il est rapidement apparu que l'ajout direct d'anatase dans les finitions telles que peintures ou badigeons offrait le plus d'intérêt en ce qui concerne la facilité d'utilisation et la polyvalence. C'est également pour ces dernières applications que les résultats globaux les plus probants ont été constatés, que ce soit au niveau de l'effet dépolluant ou de la réduction des salissures organiques.

Opportunités d'utilisation

Ces résultats encourageants devraient permettre de répondre aux attentes actuelles dans trois domaines particuliers, à savoir :

Limites d'application

S'ils mettent en évidence les opportunités d'utilisation de cette nouvelle technologie, les enseignements des travaux menés par le CSTC et ses partenaires démontrent également la nécessité d'améliorer les produits en amont (meilleure efficacité, activation par des sources d'éclairage intérieur, etc.), de maîtriser leurs paramètres d'utilisation et surtout de normaliser les essais visant à définir les performances réelles des nouveaux produits et traitements commercialisés.

La démarche est d'autant plus importante que la possibilité d'intégrer des propriétés photocatalytiques aux éléments de construction constitue, sans conteste, une avancée déterminante dans le domaine des matériaux et produits pour le bâtiment, mais aussi une réelle opportunité pour le secteur de la construction et les entreprises en amont (fabricants, importateurs, distributeurs, etc.).


Article complet


A. Pien, ing., chef du laboratoire 'Rénovation', CSTC
T. Vangheel, ir., chef de projet, laboratoire 'Matériaux de gros œuvre et de parachèvement', CSTC


(1) Centre de recherches routières.
(2) Coatings Research Institute - Institut de recherche des revêtements, peintures et encres.
(3) Institut flamand pour l'encouragement de l'innovation par la science et la technologie).