Carreaux de sol en ciment à base de céramique et de pneus usés pour le blindage EMI

Transformer les déchets en carreaux protecteurs

La vie moderne dépend de l’électronique, des antennes-relais aux réseaux Wi‑Fi domestiques, mais les signaux émis peuvent perturber du matériel sensible et susciter des inquiétudes quant à l’exposition à long terme. Parallèlement, les villes sont submergées par des carreaux céramiques cassés, des pneus hors d’usage et des résidus poussiéreux d’ateliers métalliques. Cette étude explore une manière d’aborder ces deux problèmes simultanément : transformer ces déchets courants en carreaux de sol et de toiture en ciment, durables, qui non seulement économisent des ressources, mais contribuent aussi à bloquer les ondes électromagnétiques indésirables.

Pourquoi les déchets du bâtiment et de l’automobile comptent

Les chantiers de construction et de démolition produisent des montagnes de carreaux muraux et de sol en céramique qui ne pourrissent pas, ne sont pas facilement réutilisables sur place et finissent généralement en décharge. Les pneus usés sont un autre casse‑tête : environ 1,5 milliard arrivent en fin de vie chaque année, prenant de la place et présentant des risques d’incendie et de pollution. Parallèlement, l’industrie génère de fines limaille et des poudres de fer comme sous‑produits de l’usinage et du meulage des métaux. Chacun de ces flux de déchets est un défi ; pris ensemble, ils représentent une ressource considérable inexploitable. Des chercheurs en Égypte se sont attelés à mélanger ces trois éléments pour concevoir de nouveaux carreaux à base de ciment destinés à l’extérieur, notamment pour des toitures exposées à de fortes émissions électromagnétiques.

Comment les nouveaux carreaux sont fabriqués et testés

L’équipe a collecté des gravats céramiques issus de rénovations de salles de bains et de cuisines, les a broyés en poudres fines à partir de carreaux muraux et de sol, puis les a mélangés avec du caoutchouc broyé provenant de pneus usés et de la poudre de fer résiduelle d’origine locale. Ces ingrédients ont remplacé une partie du sable naturel normalement utilisé dans le mortier de ciment. De petits cubes et poutres ont été moulés et durcis jusqu’à 28 jours, puis testés pour des propriétés clés déterminant si un carreau peut fonctionner dans un bâtiment réel : densité, absorption d’eau et résistance à la flexion et à la compression. Des microscopes et des techniques aux rayons X ont servi à étudier la structure interne et la composition minérale, tandis que des instruments très sensibles ont mesuré la conductivité électrique et la capacité des échantillons à bloquer les micro‑ondes dans la bande X, une gamme de fréquences pertinente pour le radar et les systèmes de communication.

Équilibre entre résistance, légèreté et absorption d’eau

Les résultats montrent que l’ajout de céramique et de caoutchouc réduit simplement la masse du ciment mais augmente aussi sa porosité. À mesure que la proportion de ces déchets augmente, la densité diminue et l’absorption d’eau augmente, signe de la formation de vides supplémentaires dans le matériau. Cela peut être utile pour fabriquer des carreaux plus légers, mais une porosité excessive les fragilise. L’élément transformateur a été la poudre de fer résiduelle. Lorsqu’on a introduit de petites quantités de cette poudre métallique ultra‑fine, elle a rempli les très petits interstices entre les grains de ciment et les particules de déchets, créant une structure interne plus dense et plus homogène. Des carreaux contenant environ 10 % de fer usagé ont atteint des résistances en compression et en flexion supérieures aux mélanges cimentaires standard, tandis que l’absorption d’eau est retombée à des niveaux acceptables. Des images au microscope ont confirmé une matrice plus lisse et plus compactée dans les échantillons enrichis en fer.

De simples carreaux à des écrans invisibles

Au‑delà de la résistance mécanique, l’étude s’est concentrée sur la transformation de ces carreaux en écrans fonctionnels contre les ondes électromagnétiques parasites. Le ciment ordinaire se comporte comme un isolant électrique, mais l’ajout de poudre de fer a déplacé le matériau vers une plage légèrement conductrice, dite « antistatique », adaptée aux sols où la charge électrostatique doit être dissipée en sécurité. Pour renforcer le blindage, les chercheurs ont intégré une fine maille métallique à l’intérieur des carreaux. Des essais à 10 GHz ont montré que la seule maille pouvait bloquer environ 99 % du rayonnement incident. Lorsqu’elle était combinée aux particules de fer disséminées dans le ciment, les performances de blindage ont grimpé : certaines formulations ont atteint environ 48 dB d’atténuation, ce qui correspond à un blocage de 99,99 % ou plus de l’énergie électromagnétique incidente.

Ce que cela signifie pour les bâtiments et la planète

Concrètement, l’étude démontre que des carreaux de toiture et de sol fabriqués à partir de céramique recyclée, de caoutchouc de pneus et de déchets de fer peuvent égaler ou dépasser les performances mécaniques standard tout en offrant une protection intégrée contre les interférences électromagnétiques. Les meilleurs mélanges respectent les normes égyptiennes et européennes pour les carreaux externes en ciment, ce qui en fait des candidats réalistes pour des bâtiments situés près d’antennes-relais, d’usines ou d’équipements électroniques sensibles. En remplaçant une partie du sable naturel par des déchets de démolition et industriels, cette approche réduit la demande en matières premières, abaisse les émissions de carbone liées à l’extraction et détourne des déchets persistants des décharges. Pour un non‑spécialiste, la conclusion est simple : les chercheurs ont montré comment des déchets du quotidien peuvent être transformés en matériaux de construction intelligents qui protègent discrètement équipements et occupants du bruit électronique invisible.

Citation: Ramadan, R.M., Shafik, E.S., Youssef, N.F. et al. Cement floor tiles based on waste ceramic and waste tires for EMI shielding. Sci Rep 16, 13904 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-48682-1

Mots-clés: blindage EMI, matériaux de construction recyclés, caoutchouc de pneus usés, déchets de carreaux céramiques, composites à base de ciment