Rejoignez le Professeur Joseph Davidovits et suivez les Webinaires Géopolymère 2013, un séminaire gratuit sur le Web se déroulant sur 2 jours, 2 x 2 heures de conférence. Séminaires en Langue ANGLAISE.

Dates: 16-17 avril 2013 et 15-16 octobre 2013

Pour les compte-rendus allez à Geopolymer Webinar

Prof. Dr. Joseph Davidovits, Nov. 2011

Allez à GP-Camp 2011

Au GP-Camp, Prof. Joseph Davidovits a presenté sa conférence plènière sur « l’État des géopolymères 2011 ». Il s’agit d’une revue des évènements marquants de 2010 et du premier semestre 2011 sur la science et les applications des Géopolymères. Dans sa conférence, Prof. J. Davidovits développe les sujets suivants (en anglais):

1) Geopolymer science

• Geopolymer Conferences
• Exponential increase of laboratories and scientific publications
• Book « Geopolymer Chemistry & Applications » 3rd edition
• 15 research topics on geopolymer science and technologies
• Sol-gel processes and metakaolin synthesis

2) Geopolymer technologies

• BASF introduces geopolymer product for general public
• Czech scientists develop geopolymer catalyst for automobile
• F1 racing cars and geopolymer high-tech composite
• High-temperature structural geopolymer fiber composite
• Several patents for industrial applications: Inomat,Dow, etc..
• Applications for medical / pharmaceutical uses.

3) Geopolymer Cements / Concretes

• Terminology, infringement, legal points in the Internet
• Long-term durability of geopolymer cement PYRAMENT
• Lafarge CO2 reduction by 25% compared to geopolymer cements: 65 to 90 % CO2 reduction
• New standards: ASTM symposium 2012
• Special GP-cement applications: passive cooling in cities,
• Energy reduction in ceramic manufacture
• LTGS bricks and clay-geopolymer (illite based!)

4/ Geopolymer and archaeology

• Japonese Fuji-TV-show on building the pyramid with agglomerated geopolymer stone, with Prof. Ikeda
• Two small tunnels (shaft) from Cheops pyramid are prefabricated geopolymer limestone concrete

The 4 sessions comprised 19 communications. They are listed, with title, authors name, affiliations.

La liste devient importante et s’allonge de mois en mois.

Allez à
PCI-Geofug Geopolymer Technology

et regardez la vidéo en allemand ou en anglais.

Note en date du 8 Novembre 2011: le produit est maintenant lancé en France et fut présenté à BATIMAT, ce mardi 8 novembre. Allez à

BASF-France-géopolymère

et pour la vidéo en Français
Video PCI-Geofug

ISBN: 9782951482036

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Avec votre commande, vous recevrez deux objets: la nouvelle édition du livre Geopolymer Chemistry and Applications et une clé mémoire USB avec 5,5 heures de didacticiels en vidéo (la série Geopolymer for Newcomers) et jusqu’à 10 heures de vidéos en bonus pour un total de 15 heures de vidéos.
ATTENTION: le livre et le cours sont intégralement en anglais.

Regardez cette petite présentation en anglais, elle inclut de petits extraits et une vue du laboratoire de l’Institut Géopolymère.

Quel est le contenu de ce cours en vidéo ?

Tout d’abord, ce cours est intégralement en langue anglaise. Ce cours en vidéo est divisé en 9 chapitres. Son objectif est de vous donner une introduction, une vue générale de la science des géopolymères. Il concerne les professeurs d’universités, doctorants, étudiants en maitrise, les chercheurs de l’industrie en auto-formation. Bien que chaque concept soit bien développé dans le livre Geopolymer Chemistry and Applications, vous pouvez avoir besoin de rechercher une connaissance scientifique complémentaire dans les livres de référence et les manuels en science des matériaux, chimie et physique. Cette formation est, par conséquent, un bon complément pour votre compréhension de tous ces concepts, et pour l’enseignant, c’est une aide utile à l’apprentissage de la chimie des géopolymères.
En bonus, vous trouverez « Building the pyramids of Egypt », la conférence de 1h30 de Joseph DAVIDOVITS sur sa célèbre théorie sur la méthode construction des pyramides d’Égypte en calcaire réaggloméré.

Que sont ces fichiers ?

Vous avez besoin d’un ordinateur capable de lire les vidéos au MPEG4 H.264 AVC. Ces vidéos sont lisibles sur tout ordinateur récent, tablette, téléphone mobile, ou certaines télévisions capables de lire ces fichiers sans difficulté. Vous pouvez par exemple utiliser des lecteurs gratuits comme Apple QuickTime, VLC ou MPlayer ou d’autres lecteurs vidéo. Ce sont des vidéos de haute définition, donc votre ordinateur doit être suffisamment puissant pour les ouvrir. Téléchargez ce petit extrait pour vérifier la compatibilité de votre ordinateur; il est à la taille et au format exact de ce que vous recevrez. Merci de faire ce test avant de commander.

sample-geopolymer-video-tutorial.mp4 – 7.95 Mo – 47s – 1024x640p – MPEG4 H.264 AVC

Contenu de ces formations

Topic #1: from invention to industrialization; 1972-2008: 36 years of research, development and applications
The course shows how the development of the geopolymer science concept was governed by the need to solve global technological problems in the industrial fields of extractive minerals, ceramics, cements, building materials, decorative stones and restoration works, fire and heat resistant composites, high-tech composites for aerospace, aircraft, naval and automobile, radioactive and toxic waste containment, thermal insulation.
It further provides a clear distinction between geopolymer and alkali-activated materials and highlights some historical milestones.
Upon completion of this course, you will be able to make a clear cut between geopolymer technologies and low-tech/alkali-activated systems.

Topic #2: The mineral geopolymer concept
The course discusses the differences between the ionic and covalent bonding concepts. It introduces the molecular representation for geopolymeric structures based on the most recent results of physicochemical science.
Upon completion of this course, you will be able to describe the fundamental principles and concepts of geopolymer science and technology.

Topic #3: Macromolecular structure of natural silicates and aluminosilicates
This course describes the numerous natural minerals and pinpoints their similarities to geopolymeric molecules (monomers, dimers, trimers, etc..) and macromolecules (polymers). It involves:
– Ortho-silicates, ring silicates,
– Linear poly-silicates: pyroxene, amphibole
– Sheet poly-silicates: kaolinite, pyrophillite, muscovite
– Framework poly-silicates: quartz, feldspars, feldspathoids, zeolites
Upon completion of this course, you will be able to explain the properties of the minerals used as raw-materials in geopolymer manufacturing.

Topic #4: Scientific tools, X-rays, FTIR, NMR
This course selects which analytical method is the most appropriate for the study of geopolymers, namely Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy.

Topic #5: Macromolecular structure of Soluble Silicate, Poly(siloxonate) with Si:Al=1:0
This course revisits an old industry namely that of waterglass, a basic geopolymeric chemical ingredient. It involves:
– History of soluble silicates (waterglass), manufacture,
– Macromolecular structure of (Na,K)–silicate glasses,
– Hydrolysis, depolymerization of solid silicates
– Structure of poly(siloxonate) solutions (waterglass)
– NMR spectroscopy, macromolecular structure, identification of soluble species
– Density, Viscosity, pH, alkali silicate powders
Upon completion of this course, you will be able to understand the differences between Na-silicates and K-silicates and how to apply this new knowledge in the design of high-quality geopolymeric products.

Topic #6: Macromolecular chemistry of Metakaolin MK-750 and related geopolymers with Si:Al=1-3
This course follows the various structural changes of the mineral kaolinite into metakaolin and their implications in the geopolymerization mechanisms. It describes:
– Dehydroxylation mechanism of kaolinite
– Chemical mechanism, ortho-sialate molecules
– Kinetic, Chemical attack, Exothermic reaction
– Formation of Na-based geopolymeric frameworks: nepheline, albite, phillipsite
– Formation of K-based geopolymeric frameworks: kalsilite, leucite
Upon completion of this course you will be able to :
– Outline the identification and the study of metakaolin raw materials for geopolymeric precursors with selected instrumental methods.
– Identify the reaction mechanism from monomers, oligomers to polymers, kinetics and geopolymerization parameters.

Topic #7: Low-energy, Low-CO₂ geopolymer cements
This course provides a thorough presentation and discussion on the basic knowledge about geopolymer cements and related building products based on the by-products of industrial and mining activities or Coal-Power-Plants: fly ashes. It comprises:
– MK-750 / slag-based geopolymer cement
– Rock-based geopolymer cement
– Fly ash-based geopolymer cement
– Greenhouse CO₂ mitigation with geopolymer cement: Examples of low CO₂ mitigation with geopolymer cements
Upon completion of this course, you will be able to describe the fundamental principles and concepts allowing the use of geological outcrops as well as mineral by-products and tailings, fly ashes, in low-energy and low-CO₂ geopolymer cements manufacture.

Topic #8: Low-energy, Low-CO₂ geopolymer ceramics
This course offers a comprehensive review of the impact of Geopolymer technology on the manufacture of Low-energy ceramics and bricks. It involves:
– Geopolymerization mechanism of kaolinite under co-valent bonding concept
– Geopolymeric setting at temperature below 65°C, 80°C and 450°C
– Resistance to water; physical properties
– Application to archaeological ceramics: 25.000 year-old geopolymer ceramic: Venus of Dolni Vestonice
Upon completion of the course, you will be able to apply the geopolymeric ceramic concept to implement modern Low-energy ceramic processing for the production of regular ceramic tiles (glazed) or fired bricks.

Topic #9: User-Friendly Systems
Although geopolymerization does not rely on toxic organic solvents but only on water, it needs chemical ingredients that may be dangerous. Some of them may be classified as user-hostile systems and therefore require some safety procedures.
Upon completion of the course, you will be able to understand the absolute necessity of implementing user-friendly geopolymeric systems.

Bonus

Geopolymer Webinar
Un enregistrement de 5 heures de presentation de Joseph Davidovits en Octobre 2013 sur les géopolymères en général, se concentrant sur les applications industrielles et la science. C’est une bonne introduction à la manière d’aborder ce sujet de la bonne façon.

GeopolymerCamp Keynotes
Joseph Davidovits présente chaque année durant cette conférence un état de la R&D et de l’industrialisation des géopolymères en général.

Building the pyramids of Egypt
Joseph DAVIDOVITS présente sa célèbre théorie sur la manières dont les Égyptiens ont construit les pyramides avec un calcaire ré-aggloméré.

LTGS brick conference
Joseph DAVIDOVITS présente la fabrication de briques avec peu d’énergie au Ceramics and Brotherhood Symposium, Verona, Italie, en Juillet 2008.

Davya 60 cement tutorial and Datobe ceramic tutorial
Deux petits didacticiels sur la manière de manipuler un ciment et une céramique géopolymère, avec les trucs et astuces comme un technicien du laboratoire de l’Institut Géopolymère sait le faire.

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INCLUS AVEC VOTRE COMMANDE: Rapport du Congrès Mondial Géopolymère 2005
(Geopolymer, green chemistry and sustainable development solutions)

La clé mémoire USB contient les actes du Congrès Mondial Géopolymère 2005 qui s’est tenu en France et en Australie sur la science des géopolymères, sa technologie et ses applications. Plus de 180 participants du monde entier ont assisté au congrès, 85 institutions de recherches et sociétés internationales ont présenté 75 conférences. Elles couvrent une large gamme de sujets de la chimie des géopolymères, matière première et déchet industriel, ciment géopolymère, béton géopolymère (incluant les géopolymères à cendres volantes), applications dans les matériaux de construction, applications dans les matériaux high-tech, matrice pour composites resistants au feu et à la chaleur, et applications en archéologie.

Ce livre des proceedings est épuisé. La clé mémoire USB contient toutes les contributions reçues (résumés étendus inclus, et quelques photos de l’événement). Tous les articles de la clé mémoire USB sont les exactes copies de leurs versions imprimées, ainsi vous pouvez les utiliser comme référence. Il est aussi compatible avec les systèmes PC, Mac et Unix, tous les fichiers sont au format standard PDF. Vous pouvez imprimer, copier ces articles, et utiliser le moteur de recherche pour trouver un mot particulier.

POSSÉDEZ 3 RAPPORTS EN UNE SEULE COMMANDE
Une collection unique d’articles scientifiques
133 articles – 1190 pages
ISBN: 9782951482005

Comme BONUS GRATUIT, la clé mémoire USB inclut les actes des congrès Geopolymer ’88 et Geopolymer ’99. Nous avons fait cela, car ces rapports sont en rupture de stock. Ils sont les exactes copies de leurs versions imprimées, ainsi vous pouvez les utiliser comme une référence et rechercher le bon article à la bonne page.

Pour en savoir plus sur le contenu, lisez la Table des Matières.

Une Approche Pratique et Scientifique au Développement Durable
uniquement en langue anglaise
5e édition

ISBN: 9782954453118

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Que faire face aux inquiétudes importantes de notre Économie mondiale sur l’énergie, le réchauffement de la planète, le développement durable, une inocuité des procédés et la chimie verte ? Voici une contribution importante à la maîtrise de ces phénomènes aujourd’hui. Écrit par Joseph Davidovits, l’inventeur et le fondateur de la science des géopolymères, Geopolymer Chemistry and Applications est une présentation de cette thématique aux novices, étudiants, ingénieurs et professionnels. Vous trouverez de la science, de la chimie, des formules et des informations très pratiques (incluant des extraits de brevets) couvrant:

• The mineral polymer concept: silicones and geopolymers
• Macromolecular structure of natural silicates and aluminosilicates
• Scientific Tools, X-rays, FTIR, NMR
• The synthesis of mineral geopolymers
  • Poly(siloxonate) and polysilicate, soluble silicate, Si:Al=1:0
  • Chemistry of (Na,K)–oligo-sialates: hydrous alumino-silicate gels and zeolites
  • Kaolinite / Hydrosodalite-based geopolymer, poly(sialate) Si:Al=1:1
  • Metakaolin MK-750-based geopolymer, poly(sialate- siloxo) Si:Al=2:1
  • Calcium-based geopolymer, (Ca, K, Na)-sialate, Si:Al=1, 2, 3
  • Rock-based geopolymer, poly(sialate-multisiloxo) 1>5
  • Ferro-sialate geopolymers
  • Silica-based geopolymer, sialate link and siloxo link in poly(siloxonate) Si:Al>5
  • Fly ash-based geopolymer
  • Phosphate-based geopolymer
  • Organic-mineral geopolymer
• Properties: physical, chemical and long-term durability
• Applications:
  • Quality controls
  • Development of user-friendly systems
  • How to quantify and develop geopolymer formulas
  • Castable geopolymer, industrial and decorative applications
  • Geopolymer – fiber composites
  • Foamed geopolymer
  • Geopolymers in ceramic processing
  • Manufacture of geopolymer cement
  • Geopolymer concrete
  • Geopolymers in toxic and radioactive waste management

C’est un vrai manuel, un livre de référence au lieu d’être une collection d’articles scientifiques. Chaque chapitre est suivi par une bibliographie pertinente de la littérature scientifique en incluant brevets, tableaux, figures, références, représentant les dernières contributions les plus à jour de la communauté scientifique. Les applications industrielles des géopolymères avec les les réalisations des ingénieurs et mise en forme des procédés sont aussi développés dans ce livre.

La découverte d’une nouvelle classe de matériau inorganique, les résines géopoymères, les liants, ciments et bétons, a produit un large intérêt scientifique et un développement kaléidoscopique d’applications. Des premiers efforts de recherche industriels en 1972 au laboratoire de recherche privé Cordi-Géopolymère, à Saint-Quentin en France, jusqu’à la fin 2007, des centaines d’articles et de brevets ont été publiées à propos de la science et la technologie des géopolymères.

Bien que les articles des actes de congrès et de conférences couvrent des aspects différents de la science et de l’application des géopolymères, un chercheur ou un ingénieur doit toujours chercher à grand peine des renseignements spécifiques sur les géopolymères et leurs utilisations. C’est ce vide que nous espérons remplir avec ce livre.

Il y a deux principaux objectifs dans le plan de ce livre : c’est une introduction sur le sujet des géopolymères pour le nouveau venu et pour les étudiants, et une référence pour des renseignements approfondis. Les détails de base sur la structure, les propriétés, la caractérisation, la synthèse, les applications de chimie sont inclus.

On y trouvera beaucoup d’exemples dans la science du géopolymère quand un brevet est la principale référence ou la seule source de renseignements techniques essentiels. Les extraits des plus importants brevets sont inclus dans quelques chapitres.

Les applications industrielles des géopolymères avec les procédés d’ingénieries et le design des procédés sont aussi couverts dans ce livre.

Le livre contient:
680 pages
119 tableaux
343 figures et images
75 brevets
740 références
905 auteurs cité en références
Uniquement en langue anglaise
Livré relié à couverture rigide, haute qualité d’impression, papier de couleur crême.

TELECHARGEMENT GRATUIT du chapitre 1 de “Geopolymer Chemistry and Applications”
(1 Mo en PDF format).

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Premiers commentaires

“…Félicitations pour la publication de votre livre. Je suis sûr que le livre sera ‘la Bible’ de la science du géopolymère et qu’il aidera les chercheurs et lecteurs immensément…” (un professeur d’université)

“…Je voudrais partager les commentaires de l’une de mes jeunes collègues, elle m’a dit: “Directeur, c’est vraiment la Bible des Géopolymères—la meilleure collection de la littérature scientifique à ce jour…” (un directeur d’un institut national de recherche)

“…Ce livre sera d’une grande aide à l’enseignement de mes cours sur la chimie des matériaux dans lesquels je traite des géopolymères, et je vais le recommander dans la liste de lecture de la classe. Je demanderai à la bibliothèque universitaire d’en acheter plusieurs copies pour les étudiants, car il est un recueil complètement à jour sur ce qui se fait dans ce domaine…” (un professeur d’université)

Le GeopolymerCamp est l’occasion de préparer la nouvelle édition du livre Geopolymer Chemistry and Applications. En effet, l’Institut Géopolymère souhaite publier tous les ans une édition revue et corrigée avec les toutes dernières informations. Pendant cette session, des participants proposeront des sujets ou problèmes devant être modifiés et ajoutés, et l’assemblée en débâtera. Préparez vos arguments si vous voulez voir vos dernières recherches, données, applications ajoutées à ce livre de référence.

Tous les cours seront enseignés par le Professeur Joseph Davidovits, l’inventeur et fondateur de la science des géopolymères. Ils sont destinés aux professionnels ayant déjà une solide connaissance en sciences chimiques et physico-chimiques (niveau ingénieur, maitrise) ou ayant une pratique équivalente. La langue est l’Anglais avec possibilité de cours spéciaux en langue Française sur demande pour 2 participants ou plus. La participation est limitée à 5 étudiants par cours ceci afin de permettre le maximum d’interaction entre le Prof. Joseph Davidovits et les étudiants.

Droits d’inscription pour un participant: comprend les déjeuners, les pauses, le livre et les notes techniques; + TVA

Cours de 3 jours: 1650 Euros; pour groupe et par étudiant 1500 Euros
Cours de 2 jours: 1150 Euros; pour groupe et par étudiant 1050 Euros

Pour plus d’information, consultez cette page.

Résumé
Un géopolymère a été préparé en dissolvant une solution de K2SiO3 et KOH et durcit à 80°C pendant 24 h. Il a été chauffé progressivement de la température ambiante à 1400°C à l’air et les phases de changement ont été étudiées par analyse par diffraction aux rayons X, microscope électronique à balayage et spectroscopie aux rayons X. Seule une phase amorphe de géopolymère a été observée en chauffant jusqu’à 800°C. La Kalsilite a été la phase majeure à 1000°C et 1250-1400°C. À 1200°C, la leucite a été la phase majeure formée. À 1400°C, il n’y avait aucun signe de fusion significative. La porosité ouverte du matériau était ~ 38% à 1000°C, ce qui est suffisamment poreux pour être utilisé comme matériau d’isolation thermique pour une utilisation continue à cette température.

” J’avais encore dans la tète l’image de la Vénus en calcaire jaune exposée au Musée de Vienne, Autriche, pour être très surpris par celle-ci. Elle ne fut pas travaillée dans de la pierre tendre, mais fabriquée en terre cuite. J’étais donc en présence de la plus ancienne céramique réalisée par l’Homo Sapiens il y a 25.000 ans (…) On nous enseigne que la poterie en terre cuite ne fut inventée qu’au Néolithique, 15.000 ans plus tard. Et pourtant, j’étais bien en présence d’un objet obtenu par l’art du feu, à une époque où, logiquement, les hommes préhistoriques ne maîtrisaient pas cette technique.”

Cette terre cuite aurait été obtenue selon la technique du L.T.G.S, par réaction géopolymèrique vers 250-400°C., dans un feu de bois de jardin. Voir les détails de cette découverte à:
site personnel de Joseph Davidovits
et à
Fabrication de céramique brun-noire LTGS dans la Préhistoire et l’Antiquité

Céramique noire Paléolithique (25,000 B.C.)

La Vénus de Dolni Vestonice

La plus ancienne céramique jamais fabriquée se trouve dans le Musée d’Anthropologie de Brno, République Tchèque. Prof. Joseph Davidovits à examiné la Vénus de Dolni Vestonice , et il écrit :

“J’avais encore dans la tète l’image de la Vénus en calcaire jaune exposée au Musée de Vienne, Autriche, pour être très surpris par celle-ci. Elle ne fut pas travaillée dans de la pierre tendre, mais fabriquée en terre cuite. J’étais donc en présence de la plus ancienne céramique réalisée par l’Homo Sapiens il y a 25.000 ans (…) On nous enseigne que la poterie en terre cuite ne fut inventée qu’au Néolithique, 15.000 ans plus tard. Et pourtant, j’étais bien en présence d’un objet obtenu par l’art du feu, à une époque où, logiquement, les hommes préhistoriques ne maîtrisaient pas cette technique.”

Vénus de Dolni Vestonice (Musée d’Anthropologie de Brno, République Tchèque)

La technique de fabrication de cette Vénus est très proche de celle employée 23.000 ans plus tard dans la production des céramiques Étrusques noires, les fameux Bucchero Nero (voir ci-dessous). Joseph Davidovits et Frédéric Davidovits ont reproduit cette technologie ultra simple, dans leur jardin, à Saint-Quentin.

Essais en terra cota brun-noire (LTGS) par J. Davidovits et F. Davidovits , 1999

Céramique Étrusque, Bucchero Nero (750 B.C.)

La civilisation Etrusque eut son apogée avant la fondation de l’Empire de Rome (Tarquinia, Cerveteri, Orvieto, Veio, Chiusi). Au lieu de préconiser des procédés de cuisson compliqués mettant en oeuvre des températures de 900°C et plus et des atmosphères fortement réductrices, avec le LTGS, la couleur noire s’obtient à une température aussi basse que 250°C.

Vase Étrusque Bucchero Nero (Musée du Louvre, Paris)

L’étude sur la fabrication des céramiques noires Étrusques, le fameux Bucchero Nero, fut présentée à la 2e Conférence Internationale sur les Géopolymères, in 1999. Dans le livre récemment mis à jour Geopolymer Chemistry & Applications, les céramiques archéologiques sont pleinement développées aux chapitres 17 et 20. Vous pouvez aussi télécharger certains articles dans la Bibliothèque Géopolymère.

(Fabrication de céramique Étrusque
(Bucchero Nero) au VII-VIII siècle av. J.-C.)

by
Frédéric Davidovits (1), Alessandro Nasso (2),
Joseph Davidovits (3)
(1) Université de Caen, France
(2) Universita di Udine, Italy
(3) Geopolymer Institute, Saint-Quentin, France
( in English, en Français )

Les résultats obtenus avec le procédé LTGS sont très surprenants et très intéressants du point de vue archéologique, comme par exemple la fabrication de céramique dont la surface est d’une intense couleur noire identique en apparence à celle des céramiques Européennes, poterie Etrusque de type Bucchero Nero (630 av. J.C.) et de type Impasto Marrone (650 av. J.C.). La civilisation Etrusque eut son apogée avant la fondation de l’Empire de Rome (Tarquinia, Cerveteri, Orvieto, Veio, Chiusi). Au lieu de préconiser des procédés de cuisson compliqués mettant en œuvre des températures de 900°C et plus et des atmosphères fortement réductrices, avec le LTGS, la couleur noire s’obtient à une température aussi basse que 250°C, par migration en surface d’une couleur noire provenant de complexes organominéraux. Les conditions optimales de cuisson, résistance mécanique et coloration noire, s’obtiennent à une température de 450-550°C dans un simple feu de bois de jardin. Les céramiques produites avec ce procédé sont identiques aux céramiques Etrusques Bucchero Nero et Impasto Marrone des VIII-VII siècles av. J.C.

Cliquez ici pour voir comment télécharger l’article n° H.

cliquez sur CMN contest

L’AFRL subventionne et conduit des recherches de pointe sur les géopolymères. Cette recherche intra-murale et extérieure conduit au développement de nouveaux matériaux céramiques qui ont des propriétés supérieures, ce qui permettra de choisir entre des solutions plus compétitives pour le développement des futurs matériaux structurels de l’Air Force (USA).

Publié à: http://www.azom.com/Details.asp?ArticleID=3171

Résumé:
On prépare un géopolymère en dissolvant de la metakaolinite dans une solution de K2SiO3 et KOH, condensation à 80°C pendant 24 h. Puis on chauffe progressivement depuis la température ambiante jusque 1400°C et on suit les changements de phases par X-ray diffraction analysis, scanning electron microscopy et energy dispersive X-ray spectroscopy. Jusque 800°C on n’observe qu’une phase amorphe pour le géopolymère. A 1000°C, la principale phase est la Kalsilite; à 1200°C la leucite. A 1400°C il n’y a pas de signe de fusion. Le matériau possède une porosité ouverte de 38% à 1000°C, soit une porosité suffisante pour pouvoir employer ce matériau en tant qu’isolant thermique pour une utilisation continue.

Des progrès spectaculaires technologiques ont été faits ces dernières années dans le développement de la géosynthèse et des applications en géopolymère.

Les nouveaux matériaux d’avant garde conçus à l’aide de réactions géopolymèriques génèrent de nouvelles applications et des nouveaux modes opératoires qui transforment les idées reçues de la chimie inorganique et minérale.

Depuis sa découverte par le Prof. joseph Davidovits, cette nouvelle génération de matériaux, qu’elle soit utilisée pure ou renforcée avec des charges, trouve déjà des applications dans tous les domaines de l’industrie. Ces applications se trouvent par exemple dans l’industrie de l’automobile, aérospatiale, des fonderies non-ferreuses et la métallurgie, le génie civil, les industries du plastique, la gestion des déchets ultimes, l’art et la décoration, la restauration de bâtiments, la géobiologie appliquée à l’énergétique et la pollution électromagnétique, etc. Un tiers du livre Geopolymer Chemistry & Applications traite des dernières applications géopolymériques. Vous pouvez aussi aller dans la Bibliothèque Géopolymère et télécharger des articles.

Exemple du développement des composites géopolymèriques et des ciments qui améliorent la sécurité du voyage aérien et l’efficacité des aéroports*

Les chapitres du livre GEOPOLYMER Chemistry & Applications sont indiqués en italique.

Un avion à réaction se prépare au décollage sur une piste à New York pendant qu’une équipe commence à placer du béton géopolymère (Chapitres 24, 25) sur une piste d’atterrissage de Los-Angeles. L’avion est équipé d’un enregistreur de vol ininflammable électronique. La cabine de l’avion à réaction a aussi été rendue ignifuge avec des panneaux en composite carbone/Géopolymite® (Chapitre 21) et des panneaux d’isolation inorganique en mousse géopolymère (Chapitre 22) . L’avion à réaction est aussi équipé d’un filtre à air avancé ignifugé. Plusieurs composants structurels de l’avion à réaction, fait avec un alliage avancé SPF Al super plastique d’aluminium, ont été fabriqués à 600°C en utilisant des outils de compression céramique fait à partir de matériaux géopolymères (Chapitre 20) .

Quand l’avion est prêt à atterrir à Los-Angeles, la piste réparée avec du béton Pyrament® (Chapitre 24) sera prête à l’accueillir.

*Cet exemple fictif illustre les applications possibles qui sont ou ont été manufacturées et/ou brevetées par plusieurs compagnies.

Péchiney a développé des matériaux géopolymères réfractaires pour le coulage en toute sécurité d’alliage très corrosif aluminium/lithium (Al/Li) à l’état liquide. Source: Brevet de Péchiney

Depuis 1986, la société française aéronautique Dassault Aviation emploie un moule et de l’outillage en géopolymère dans le développement de l’avion de chasse Rafale. Source: Rapport de recherche public de Dassault Aviation

De plus, nous avons fait pour Northtrop Aviation un prototype d’outillage en composite géopolymère (composite carbone/SiC/Géopolymite auto-chauffant) employé dans la fabrication de composés carbone/APC2 conçus pour les nouveaux bombardiers de l’Air Force aux États-Unis.

Des centaines d’outils et d’objets ont été livrés pour les applications aéronautiques (Airbus) et le mode opératoire SPF aluminium. Sources: plusieurs rapports annuels, brevets, articles techniques

Dans le livre récemment mis à jour, Geopolymer Chemistry & Applications, ces applications sont développées au chapitre 20. Vous pouvez aussi télécharger des articles à la Bibliothèque Géopolymère.

Plus de détails dans le livre de Davidovits, Geopolymer Chemistry & Applications, Parties III, Propriétés, chapitres 15 à 18, GEOCISTEM , GLOBAL WARMING , et d’autres articles dans la Bibliothèque Géopolymère.

Testé sur des éprouvettes standards de mortier au sable:

• Prise: 10 heures à -20°C, de 7 à 60 minutes à +20°C.
• Retrait pendant la prise: <0,05%, non mesurable.
• Résistance à la compression (uniaxiale): > 90 MPa à 28 jours (pour des formulations à prise rapide, 20 MPa après 4 heures).
• Résistance flexion: 10-15 MPa à 28 jours pour des formulations à prise rapide, 10 MPa après 24 heures).
• Module de Young: > 2 GPa.
• Gel-dégel: perte de poids < 0,1% (ASTM 4842), perte en résistance < 5% après 180 cycles.
• Humide-sec: perte de poids < 0,1% (ASTM 4843).
• pH: sur échantillon broyé, 11-11,5 après 5 minutes dans eau déionisée (comparé au ciment Portland: 12 à 12,5, et granite: 11).
• Lessivage dans l’eau, après 180 jours: K₂O < 0,015%.
• Absorption d’eau: < 3%, sans incidence sur la perméabilité.
• Perméabilité hydraulique: 10-10 m/s.
• Acide Sulfurique, 10%: perte de poids 0,1% par jour.
• Acide chlorhydrique 5%: perte de poids 1% par jour.
• KOH 50%: perte de poids 0,02% par jour.
• Solution ammoniaquée: pas de perte de poids.
• Solution sulfatée: retrait 0,02% à 28 jours.
• Réaction alcali-agrégat: aucune expansion après 250 jours, -0,01% (comparé au ciment Portland avec 1% Na₂O, +1,5%).
• Dilatation linéaire: < 5.10-6/K.
• Conductivité thermique: 0,2 à 0,4 W/Km.
• Chaleur spécifique: 0,7 à 1,0 kJ/kg.
• Conductivité électrique: fortement dépendante de l’humidité.
• Stabilité thermique:
  • perte de poids < 5% jusqu’à 1000°C.
  • perte de résistance < 20% à 600°C, < 60% à 1000°C

Autres valeurs:

• A.T.D.: endothermique à 250°C (eau zéolitique).
• Spectroscopie MAS-NMR :
  • 29Si: SiQ₄, résonance principale à -94,5 ± 3ppm.
  • 27Al: AlQ(4Si), resonnance principale étroite à 55 ± 3ppm.
• Consommation d’énergie: SEC pour le ciment 1230-1310 MJ/tonne (comparé au Portland clinker 3500 MJ/tonne).
• Émission de CO₂ pendant fabrication: 0,180 t/tonne de ciment (comparé au clinker Portland 1,0 t/tonne).