Le béton sous haute pression

L’enjeu industriel est ici important, car la pression autour des émissions de CO2 liées à sa fabrication font du béton – et surtout du ciment – un matériau condamné à évoluer rapidement.

On estime entre 5 et 7% aujourd’hui la part de la fabrication de béton dans les émissions totales de CO2 au niveau mondial.

Tout porte à croire que la pression écologique autour des émissions de CO2 obligera à limiter la production de ciment dans les prochaines années. Pourtant la demande est là. Les besoins en ciment sont très importants, et il n’est pas question aujourd’hui de trouver une alternative mais plutôt un ciment qui produirait le moins de gaz à effet de serre possible durant son cycle de vie.

L’enjeu autour du clinker

Au cours du cycle de vie du béton, le processus le plus émetteur de CO2 est la fabrication du ciment. En effet, la production du clinker, principal composant du ciment, est très énergivore. Elle consiste à chauffer à environ 1500 degrés un mélange de calcaire (80%) et de matériaux aluminosilicates (20%). Ainsi, la fabrication d’une tonne de clinker produit 900 tonnes de CO2. A cela s’ajoute l’extraction de 1,6 tonne des matières constituant le clinker.

C’est à ce niveau du cycle de vie que le potentiel de réduction de l’empreinte carbone lié à la production du béton est le plus important.

C’est donc à ce stade là que se concentrent les recherches.

Aujourd’hui le ciment classique – Portland – est de loin le plus utilisé et le plus polluant. Il est composé à 95% de clinker. Il est apprécié car il est économique, de grande qualité et très résistant pour la fabrication de béton armé par exemple.

Les tentatives pour mettre au point des bétons alternatifs moins impactant dans leur fabrication sont nombreuses.

Mettre au point un béton compétitif en termes de prix

D’abord, les ajouts cimentaires. Il s’agit d’obtenir un béton mélangé en y incorporant des produits résiduaires d’autres industries destinés aux sites d’enfouissement. Les ajouts cimentaires les plus utilisés sont :

• la fumée de silice ;
• les cendres volantes ;
• le laitier de haut fourneau.

Ensuite, le ciment argile. Sa particularité est d’être produit à froid via un procédé d’activation alcaline. La réaction moléculaire, qui se fait à froid, est naturelle et ne nécessite aucun produit issu de la pétrochimie. Cette technologie, issue des géopolymères, se résume en fait à recréer de la pierre à partir de l’argile.

Autre exemple, le fibrociment. Pour sa fabrication, on utilise du ciment et des fibres minérales. Cela permet d’utiliser beaucoup moins de ciment, parfois jusqu’à 50%.

Les matériaux les plus utilisés pour le béton fibré sont les cendres de fumier, les déchets domestiques ou la gomme de pneu usé.

Enfin, une start up a également mis au point un composite bas carbone à partir de sable du désert – une ressource abondante – qui remplace une partie du ciment et permet de réduire de 50% le bilan carbone associé à la production du béton.

Une utilisation encore très large du Portland

Si les performances de ces bétons alternatifs sont de plus en plus intéressantes, force est de constater que le secteur du bâtiment utilise encore très majoritairement le béton Portland. Preuve que les solutions existantes doivent encore être affinées pour que leur prix baisse.

Car techniquement, on arrive aujourd’hui à proposer, grâce aux mélanges, des bétons avec des propriétés innovantes – légèreté, isolation phonique, thermique, durabilité… dont l’utilisation s’avère plus pertinente que le Portland contextuellement. C’est en termes de prix que doit désormais s’opérer la marche en avant.

Comment conclure sans faire mention des bétons « absorbeurs de CO2 ». Ces bétons consomment du CO2 pendant leur processus de durcissement, et ont tendance à être moins demandeurs en termes de consommation d’eau. Même si les performances de ces bétons s’améliorent et permettent d’obtenir des cycles de vie du produit intéressant écologiquement, le problème reste le même que pour les autres bétons alternatifs : le prix.

Aujourd’hui, les « meilleurs » bétons pour l’environnement ont une empreinte carbone entre 25 et 6O% moins importante que le béton Portland, selon les bétons. Les fourchettes de gain varient énormément. Mais l’enjeu est clair, réduite l’empreinte et le prix du béton.

D’autant plus que le béton reste un matériau nécessaire dans la conduction de la transition énergétique : les fondations des éoliennes, les centrales électriques, les barrages… tous ces outils pour développer une production d’énergie « renouvelable » sont composés en grande partie de béton.