Béton bas carbone : de quoi s’agit-il ?
Le contexte écologique et économique actuel pousse une grande majorité des acteurs industriels à se réinventer et à développer de nouvelles solutions. Le secteur du bâtiment n’y échappe pas et à l’image de la réglementation environnementale RE2020 qui impose une diminution de l’impact environnemental des bâtiments neufs, la filière construction doit innover dans les méthodes et matériaux utilisés. Un matériau est particulièrement pointé du doigt, le béton, substance la plus largement utilisée sur la planète après l’eau et responsable d’environ 5% des émissions mondiales de CO2.
Le clinker principal responsable
Le béton est un mélange de plusieurs composants : ciment, eau, granulats et, le plus souvent, adjuvants qui constituent un ensemble homogène. Les émissions de CO2 du béton sont issues en très grande partie du ciment. 85% des émissions proviennent de ce matériau qui ne représente pourtant que 12% en moyenne de sa composition. Le clinker, composant principal du ciment et produit par cuisson de calcaire et d’argile, est responsable de la forte empreinte carbone du ciment en raison de la chauffe du four des cimenteries à 1500°C et la réaction chimique de libération du carbone lors de la cuisson.
Ainsi, deux leviers principaux sont étudiés pour réduire l’impact du ciment : utiliser moins de clinker et chauffer à une température plus faible.
Les substituants au clinker
Pour réduire la part de clinker les industriels utilisent d’ores et déjà différents agents liants : laitier de haut fourneau (coproduit du secteur sidérurgique), pouzzolane (roche volcanique), cendres volantes (déchet issu de la combustion du charbon), argiles calcinées.
Le ciment de haut fourneau est certainement le plus répandu. Le laitier réduit considérablement les émissions de gaz à effet de serre (GES). Et pour cause, la fabrication d’une tonne de laitier moulu émet 20 kg de CO2, ce qui est 40 fois moins que la fabrication du ciment Portland (90-95% de clinker). Cependant, le laitier n’est pas la solution miracle pour deux raisons. Premièrement le calcul de son empreinte carbone pose problème car les règles d’allocation répartissant l’impact environnemental entre les différents produits ne sont pas clairement définies. En amont, les aciéries qui le produisent ne le comptent pas dans leur bilan carbone, et en aval, le secteur du béton ne le comptabilise pas non plus, le considérant comme un déchet. Deuxièmement, 80% de la ressource est déjà exploitée dans le monde et les 20% restants ne pourront couvrir les besoins actuels.
D’autres solutions existent mais sont peu répandues dans le secteur de la construction par manque de disponibilité des ressources, complexité d’utilisation ou du fait de problématiques normatives. Nous pouvons ainsi citer l’argile, le plâtre et le sodium dans le cas particulier des ciments à activation alcaline et géopolymères. La géopolymérisation est un processus complexe désignant la réaction qui se produit entre des atomes de silice et d’aluminium qui vont former des molécules semblables à celles qui lient la roche naturelle. Cela permet d’obtenir des propriétés telles que la dureté, une résistance mécanique élevée ou une bonne ouvrabilité.
D’autres leviers à considérer
Au-delà des matières utilisées c’est toute la filière, particulièrement développée, qui doit être revue. Des leviers tels que la modernisation des process de production, l’économie circulaire, la réduction de la consommation énergétique des cimenteries ou encore l’utilisation massive des énergies renouvelables sont intégrées dans la réflexion.
Les technologies de captage et stockage/utilisation de CO2 sont également envisagées pour permettre de réduire l’émission de GES du secteur du bâtiment. De nombreux projets sont menés pour trouver des applications de valorisation du CO2 émis par les fumées, directement sur le site des cimenteries ou à proximité.
On constate donc que plusieurs solutions existent et sont expérimentées. Elles tardent à atteindre une échelle industrielle probablement pour un ensemble de raisons économiques (dans le cas où la technologie nécessite de nouvelles usines) et normatives. Mais il est certain que l’utilisation de ces bétons bas carbone va se généraliser à l’avenir du fait du contexte actuel et de l’effort de réduction des émissions de GES.
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