Zapping du sable pour créer des roches pourrait aider à freiner l'érosion côtière

Les littoraux du monde entier ont toujours été vulnérables à l'érosion côtière, un phénomène rendu encore plus menaçant par l'élévation du niveau de la mer qui accompagne le changement climatique moderne (SN : 9/29/22).

Les ingénieurs côtiers ont peu de moyens pour lutter contre cette érosion, déclare Alessandro Rotta Loria, ingénieur civil à l'Université Northwestern à Evanston, Illinois. Une méthode consiste à construire un mur de protection; une autre consiste à apporter plus de sable une fois que l'action des vagues emporte l'approvisionnement d'une plage. Aucune des approches ne fonctionne plus que quelques années, note-t-il. Et l'injection de plastiques ou d'autres substances pour aider à consolider le sable lâche aurait des effets nuisibles sur l'environnement.

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Cependant, l'envoi d'électricité basse tension à travers des sables gorgés d'eau peut induire la formation de minéraux qui aident à lier les sédiments, rapportent Rotta Loria et ses collègues en ligne le 22 août dans Communications Earth & Environment. Les composants des minéraux sont déjà dissous dans l'eau de mer, notent les chercheurs.

L'envoi de seulement 4 volts à travers un mélange de sable et d'eau de mer pendant 28 jours a déclenché la minéralisation. L'utilisation d'une électrode en forme de tige avec un diamètre de 2 centimètres pourrait créer un tube de roche atteignant jusqu'à 80 centimètres de diamètre. Le carbonate de calcium et l'hydroxyde de magnésium étaient les minéraux les plus communs. "C'est, en essence, du calcaire," dit Rotta Loria.

Des tests de résistance ont révélé que la roche nouvellement formée était environ un dixième aussi solide que le béton. Mais même cela pourrait aider les littoraux à résister à l'érosion. Le processus de minéralisation pourrait aider à renforcer les zones sableuses à la base des falaises, ralentissant ainsi l'érosion qui pourrait saper les falaises et ralentir leur retrait du littoral. Ou il pourrait être utilisé pour consolider les fondations sous les maisons de bord de mer, que ce soit sur des dalles ou sur des pilotis. Il pourrait même être utilisé pour "guérir" certaines fissures dans les structures en béton existantes, suggèrent les chercheurs.

La méthode de minéralisation est respectueuse de l'environnement - les tensions sont trop faibles pour être ressenties par la vie marine - et devrait également être économique, note Rotta Loria. Le processus coûterait probablement entre 3 et 6 dollars pour solidifier un mètre cube de sable gorgé d'eau de mer, estime l'équipe. Le transport de sable peut coûter environ 14 à 30 dollars par mètre cube, prenant des milliards pour reconstituer une plage.

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A.L. Macias, S.D. Jacobsen et A.F. Rotta Loria. Électrodéposition de ciment calcaire à partir d'eau de mer dans des sables de silice marine. Communications Earth & Environment. 22 août 2024. doi : 10.1038/s43247-024-01604-3.

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