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Entre Défis et Solutions Durables
La construction est à la recherche de solutions novatrices pour réduire son empreinte environnementale et la réduction de l’impact des bétons est une étape essentielle. A cet effet, la recherche et le développement (R&D) sur les bétons et ciments est en plein essor pour concilier les besoins de la construction avec les impératifs environnementaux.
En voici les principaux sujets :
Le recours aux technologies de captage, de stockage et d’utilisation du CO2 ( CCS/CCU) est indispensable pour atteindre l’objectif de neutralité carbone. Ces technologies ont pour but de séparer le CO2 des fumées industrielles, pour le stocker dans des formations géologiques souterraines à grande profondeur et l’isoler ainsi de l’atmosphère, ou pour l’utiliser comme une ressource dans la production de biocarburants ou d’engrais par exemple.
Il existe 3 grandes approches de capture :
Plusieurs projets pilotes en Europe et en France expérimentent actuellement les différentes technologies disponibles. (Northen Lights, Leilac, HyNoVi, Oxyfuel, programme K6) .On estime que les premiers projets seront opérationnels à partir de 2025.
Le principal enjeu du recyclage des bétons est évidemment une économie de la ressource naturelle. En effet, le procédé de recyclage va permettre de produire des granulats recyclés et donc de diminuer ce besoin.
Le recyclage du béton dans le béton est déjà une réalité et ouvre la porte à de nouveaux développements prometteurs. Plusieurs démonstrateurs comme le Onze et Olympi démontrent cette réalité.
L’industrie cimentière va également contribuer à ce déploiement en recyclant les fines dans son procédé et en introduire dans les ciments via la récente NF EN 197-6. Le projet national Fastcarb a d’ailleurs démontré la capacité de stockage en carbone d’intérêt de ces fines.
La valorisation de déchets comme les sédiments de dragage, les déblais argileux , les déchets coquilliers, le verre et les caoutchoucs usagés dans les bétons et ciments sont également des sujets de recherche développés en faveur de l’économie circulaire.
Le réemploi du béton suscite également de l’intérêt de chercheurs de l’EPFL qui ont construit une passerelle piétonne de 10 mètres de portée à partir de 25 blocs de béton issus de murs initialement destinés à être démolis.
« C’est de la mixité que nait la richesse » : une phrase à portée presque philosophique, mais qui peut parfaitement s’appliquer au développement des solutions béton éco-conçues qui associent le béton aux matériaux bio-sourcés permettant ainsi d’innover en réduisant son impact environnemental.
Le béton peut incorporer des matériaux biosourcés dans sa composition même, comme par exemple le bois, le liège, la chènevotte du chanvre, le miscanthus ou le lin, et ainsi développer de nouvelles fonctionnalités. Ces bétons sont soit réalisés sur chantier soit servent à fabriquer des produits innovants préfabriqués comme des blocs, des murs mais également des systèmes constructifs mixtes comme les planchers bois-beton.
Le bambou est également une piste de recherche pour substituer les armatures en acier.
Les produits en béton s’enrichissent d’isolants végétaux pour assurer une fonction supplémentaire à la structure, et innovent dans leurs conceptions, pour profiter des atouts propres à chaque matériau et réduire ainsi les quantités mises en jeu.
D’intenses recherches portent actuellement sur des liants décarbonés avec des teneurs en clinker très faibles < 25 % voire inexistant au profit de plus importantes substitutions de matières moins carbonées comme le laitier, les cendres volantes ou l’argile calcinée (kaolinite flashée).
Les premiers sont les liants dits ternaires alternatifs, qui misent sur la synergie de plusieurs ajouts minéraux comme l’argile calcinée et le calcaire pour réduire le taux de clinker. D’autres liants alternatifs utilisent de nouvelles additions comme le biochar ou le verre recyclé. Et enfin, on retrouve le développement actif des ciments alternatifs 0 % clinker, les géopolymères qui désignent des ciments d’activation alcalines à froid, qui utilisent du laitier de haut fourneau, de l’argile flashée et gypse/désulfo-gypse co-produit ou déchet de l’industrie.
Laboratoire d’idées dédié au ciment et à son usage , et plus largement à tous les acteurs de la construction.
Le cementlab a pour but de favoriser une dynamique d’échange et de rencontre entre industriels, start-up et chercheurs pour encourager le transfert de technologies et l’innovation, via l’organisation régulière de pitchs de start-up d’intérêt pour la construction, sur des thématiques diverses pour répondre aux enjeux sociétaux.
Lancé en 2020, Innovandi est un consortium mondial qui rassemble le monde universitaire (plus de 40 institutions mondiales de premier plan) et l’industrie (34 fabricants de ciment et de béton, sociétés d’adjuvants, fournisseurs d’équipements et de technologies) pour collaborer sur des projets préliminaires essentiels et réalisables vis à vis de la transition envrionnementales tels que les argiles calcinées, le recyclage du béton, l’électrification des fours et la carbonatation.