Béton, ciment et protection du climat dans la construction

ZLe ciment est utilisé comme composant du béton partout dans la construction. 4,1 milliards de tonnes ont été produites dans le monde en 2022 et ont été à l’origine de huit pour cent des émissions de dioxyde de carbone (CO) nocives pour le climat.₂) mondial. Si l’industrie du ciment était un pays, elle se classerait au troisième rang mondial en termes d’émissions de gaz à effet de serre, derrière la Chine et les États-Unis.

Production de ciment à forte intensité d’émissions

La production de ciment est très émettrice d’émissions pour deux raisons : lors du frittage du clinker de ciment, la farine crue à base de minéraux calcaires et argileux est chauffée à 1 450 degrés Celsius dans un four rotatif. Le clinker de ciment est la substance qui fait durcir le béton au contact de l’eau. La chaleur industrielle provient actuellement principalement de sources fossiles. 35 pour cent des émissions proviennent du frittage. De plus, la désacidification libère le dioxyde de carbone lié au carbonate de calcium. Cette étape représente environ la moitié des émissions totales générées lors de la production du béton.

Comme pour tous les matériaux et procédés industriels, la question se pose, lorsqu’il s’agit de béton et de ciment, de savoir si et comment une économie circulaire est réalisable. Le “Initiative pour la durabilité du ciment», une association de 18 grands industriels mondiaux, dont Holcim et Cemex, est déjà impliquée dans le recyclage du béton. Aux États-Unis, au Japon et en Europe, environ 900 millions de tonnes de béton de démolition sont produites chaque année. Ces déchets peuvent être concassés et utilisés comme granulats, servant ainsi de charpente au nouveau béton. Environ 20 pour cent des granulats peuvent être remplacés par du béton neuf, ce qui réduit le besoin de gravats et de gravier et aide à empêcher le débordement des décharges de béton. Sur le CO₂Cependant, ce type de recyclage a peu d’impact sur l’empreinte carbone car le composant le plus émetteur, le clinker de ciment lui-même, ne peut pas être recyclé.

Euh, jour CO₂Afin de réduire les émissions dans l’industrie du ciment, l’une des principales stratégies consiste à réduire la teneur en clinker. Dans le ciment Portland conventionnel, la teneur en clinker est en moyenne de 73 pour cent. Depuis plusieurs années, certains fabricants produisent des ciments mixtes qui, en plus du clinker, contiennent des additifs tels que des cendres volantes ou des laitiers de hauts fourneaux issus de la production de fonte. Le premier est principalement constitué de dioxyde de silicium et d’oxyde d’aluminium, le second contient également de la chaux. Il a été démontré que les ciments mélangés répondent à toutes les exigences en matière de résistance et de qualité des composants malgré leur composition modifiée.

L’Agence fédérale de l’environnement note que les cendres volantes et les scories de hauts fourneaux pourraient se raréfier si l’industrie sidérurgique et les centrales électriques modifient leurs processus. Néanmoins, l’Agence internationale de l’énergie estime que 14 pour cent des réductions d’émissions d’ici 2070 proviendront d’une réduction du rapport clinker-ciment.

Il existe d’autres approches pour réduire les émissions. Dans le ciment calcaire Portland, par exemple, jusqu’à 15 pour cent du clinker est remplacé par du calcaire, ce qui réduit les émissions de dix pour cent. L’entreprise néerlandaise Ecocem vend du laitier de haut fourneau concassé et granulé pour remplacer le ciment. Les liants activés alcalins, constitués d’aluminosilicates tels que la métakaolinite ou la fumée de silice et activés par une base telle que l’hydroxyde de sodium, ont des propriétés mécaniques et thermiques égales ou supérieures à celles du ciment Portland et ont une empreinte carbone plus faible. Mais même avec une proportion réduite de clinker, des émissions apparaissent. Pour cette raison, les cimenteries sont considérées comme candidates à l’utilisation de technologies permettant de stocker ou de réutiliser les gaz à effet de serre générés.