Vers un ciment plus respectueux de l’environnement

Quelque 9% des émissions de CO2 en Suisse sont dues à la production de béton. C’est lors de la fabrication du ciment (l’un de ses trois éléments de base avec l’eau et les granulats) qu’ont lieu la plus grande partie de ces rejets. Au niveau mondial, la proportion d’émissions de CO2 dues au béton est moins élevée, mais il est probable qu’elle s’accroisse à l’avenir, estime le Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche EMPA. Si la production de ciment est stable en Europe, elle augmente en effet en Asie et en Afrique. L’industrie a commencé il y a des années à réduire son impact climatique. Elle parvient à remplacer environ la moitié des combustibles fossiles par des énergies alternatives. A Eclepens, la cimenterie récupère la chaleur produite par ses fours dans un réseau de chaleur à distance dont bénéficient plusieurs communes environnantes. «Cependant, avec un degré de substitution moyen de 50% avec les technologies actuelles, le potentiel d’économie est déjà épuisé, du moins en Europe», déclare Frank Winnifeld, chercheur au Concrete & Asphalt Laboratory de l’EMPA. Il faut donc trouver d’autres pistes. Les chercheurs de l’EMPA travaillent à la mise au point d’autres types de ciment et de béton qui permettent de réduire les émissions de gaz à effet de serre ou qui permettent de capturer le CO2.

Cuisson à température inférieure

«Un candidat prometteur est le ciment CSA à base de sulfoaluminate de calcium», estime l’EMPA. «Il nécessite une température de cuisson inférieure de 200 degrés et émet environ 200 kg de CO2 en moins par tonne de ciment.» Soit près de 30% en moins. Un autre axe de recherche est de diminuer la proportion de calcaire dans le ciment usuel. Cette substance est à l’origine d’environ 60% des émissions de CO2. On peut donc en partie la remplacer par des déchets d’autres branches de l’industrie. «Il s’agit notamment des scories provenant des hauts-fourneaux utilisés dans la production de fonte brute et des cendres volantes provenant de la combustion du charbon», explique l’EMPA. Ces matières ne sont cependant pas disponibles en quantité suffisante pour répondre aux besoins des cimenteries. Les chercheurs de l’EMPA identifient donc des branches industrielles, dont les résidus encore peu utilisés. Il s’agit notamment du recyclage de déchets électroniques, comme les téléphones portables et les ordinateurs. Une source de matériaux qui devrait croître à l’avenir.

Nouveaux additifs

De nouveaux additifs pourraient également permettre d’éliminer complètement le processus de combustion, en les remplaçant par des réactions chimiques. Enfin, des chercheurs de l’EMPA travaillent à mettre au point un béton permettant de capturer du CO2 plutôt que d’en libérer. Il pourrait notamment être constitué de ciment à base de magnésium. «Ses propriétés sont encore largement inexplorées», note cependant le laboratoire. «Pour s’assurer que de telles approches ne se transforment pas en produits de niche, des analyses méticuleuses doivent montrer que l’éco-ciment répond aux mêmes exigences que les produits conventionnels», remarque l’EMPA. De plus, «les processus industriels doivent être optimisés, car ils sont encore trop coûteux dans de nombreux cas», conclut Frank Winnifeld.