La composition des ciments, clef de la réduction des émissions de CO2

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Objectif "très bas carbone" pour l’industrie cimentière. Entre 2016 et 2050, la filière se fixe pour objectif de réduire de 80% ses émissions de CO2. De 656 kg de CO2 en moyenne par tonne de ciment, ce chiffre doit passer par étapes à 442 kg puis à 130 kg. "L’industrie cimentière a déjà réduit de plus de 40% ses émissions de CO2 en trente ans. Un contexte d’urgence s’instaure, avec le réchauffement climatique et l’accroissement de la population. Le récent rapport du Giec dit que le réchauffement climatique pourrait monter à 1,5° autour de 2050 puis 3° à l’horizon 2100", indique Bénédicte de Bonnechose, présidente du Syndicat français de l’industrie cimentière.

La substitution des combustibles fossiles fait partie des solutions déjà mises en œuvre dans la filière, avec certaines usines qui grimpent à 80% chez Lafarge. Le taux de substitution moyen en France est de 44%, avec l’objectif d’atteindre 50% d’ici à 2025. 2,5 millions de tonnes de sous-produits ou déchets (déchets industriels banals, huiles, plastiques ou déchets de bois non-recyclables…) ont été recyclées en 2017. En février dernier, les cimentiers ont fait part de leur intention de recycler davantage que les 90 000 tonnes de bois issus du bâtiment qu’ils utilisent chaque année, sur un gisement de 500 000 tonnes.

De nouveaux ciments

L’innovation permettra aux cimentiers d’aller plus loin. "L’empreinte carbone est en partie liée par le clinker (le principe actif hydraulique, produit de la cuisson entre l’argile et le calcaire). Donc, à partir des premiers ciments dits Portland à base de 100%  de clinker, nous introduisons d’autres composants", explique Laurent Izoret, directeur produits et applications de l’Association technique des liants hydrauliques.

Dans les dix-huit mois à venir, de nouveaux ciments, dits CEM II (contenant au moins 65% de clinker et au plus 35 % d'autres constituants secondaires comme le laitier de haut-fourneau, fumée de silice, les cendres volantes siliceuses, le schiste calciné et le calcaire) et CEM VI (composés de 3% à 49 % de clinker, de 31 à 59 % de laitier de haut-fourneau et de 6 à 20 % de calcaire), seront mis sur le marché. Ils sont en cours de normalisation européenne.

Dans les quatre ans à venir, les ciments LC3 devraient être mis sur le marché. Ils jouent sur "l’effet coopératif" entre le clinker et l’argile calciné pour obtenir une résistance mécanique "aussi bonne, voire meilleure" que les ciments Portland. Les émissions de CO2 liées à la calcination de l’argile ne suffisent toutefois pas à résoudre l’ensemble des problèmes environnementaux. Du calcaire broyé complète l’ensemble. A plus long terme, les ciments sulfo-alumineux (CSA), constitués d’un mélange de clinker sulfo-alumineux et de sulfate de calcium hydraté (gypse) ou non (anhydrite), devraient aussi se développer. Le ciment Portland est cuit dans des fours à des températures voisines de 1500 degrés, contre 1250 degrés pour les ciments CSA.

Un nouveau projet de recherche

Pour aller plus loin, 21 partenaires ont lancé début 2018 un nouveau projet national de recherche. Baptisé FastCarb, il consiste à stocker le C02 par carbonatation du béton recyclé. "Le but du projet est de stocker le CO2 dans les granulats de béton recyclé en améliorant leur qualité par le colmatage de la porosité et diminuer l’impact du CO2 des constructions en béton. Autour d’un granulat naturel, il y a de la pâte de ciment résiduelle, et des fines très riches en pâte de ciment", précise Jean-Michel Torrenti, directeur délégué matériaux et structures de l’Institut français des sciences et technologies des transports, de l'aménagement et des réseaux (Ifsttar).

Les résultats du projet national Recybéton, consacré au recyclage du béton, seront pour leur part communiqués fin novembre lors du salon Pollutec de Lyon, après six ans de travaux.