Faut-il croire les ingénieurs affirmant pouvoir produire du "ciment vert" (sans CO2) ?

Réduire la colossale empreinte carbone du ciment, dont la demande grimpe avec l'urbanisation mondiale galopante, est un défi majeur de la lutte contre le changement climatique, pour lequel des chercheurs ont annoncé mardi 21 mai avoir découvert comment le recycler à grande échelle afin de produire du béton avec de faibles émissions de gaz à effet de serre.

Le ciment représente 8 % des émissions de CO2 sur la planète

Le ciment est un liant hydraulique (qui durcit sous l'action de l'eau), utilisé dans la préparation du béton (en France, 80 % des bâtiments sont réalisés en béton), et aujourd'hui le plus souvent employé dans la confection des dallages, parpaings, enduits et mortiers. Il représente 4,6 milliards de tonnes produites par an, il est le matériau manufacturé le plus consommé au monde. De fait, quelque 14 milliards de mètres cubes de béton sont coulés chaque année dans le monde, une quantité qui devrait encore augmenter avec le développement économique et l'urbanisation grandissante.

En raison de l’extraction de la matière première, de son acheminement et de sa méthode de transformation, le ciment traditionnel représente une part importante des émissions du CO2 sur la planète, soit 8 % des émissions de CO2 de la terre, plus que le transport aérien et le transport maritime réunis ...

En effet, le matériau extrait des carrières de production à l’état de matière première passe par une phase de cuisson à très haute température, à 1 450 °C, nommée clinkérisation. Mais voilà, ce clinker broyé, liant essentiel du ciment, est généralement obtenu en brûlant des énergies fossiles, telle que le charbon, et d'autant plus que cette cuisson est longue (18 heures) et donc énergivore, ainsi qu'en grande partie à l’origine de l’empreinte carbone du béton traditionnel, autant en raison de la température du four qu’à cause du carbone qui s’échappe lors de la phase de cuisson. La réaction chimique elle-même génère du CO2 en plus, difficile à éviter.

Le clinker est un constituant du ciment, qui résulte de la cuisson d'un mélange composé d'environ 75 % de calcaire et de 25 % de silice : la "farine" ou le "cru". Cette cuisson, la clinkerisation, se fait à une température d'environ 1 450 °C. Le clinker se présente sous la forme de nodules durs et cristallisés, de teinte gris foncé pour les ciments habituels et verte pour le clinker de ciment blanc. La composition minéralogique du clinker obtenu après cuisson des matières crues dépend de la composition du mélange, de la température, du combustible utilisé, du temps de cuisson et des conditions de refroidissement (trempe à l'air). © Agico Cement

Booster la décarbonation

C'est là qu'entre en scène une équipe d'ingénieurs de l'université de Cambridge, qui s'est donc penchée sur les difficultés du secteur pour se décarboner, et elle a publié dans la revue Nature une méthode révolutionnaire permettant de produire du béton de qualité industrielle à partir de vieux ciment.

Julian Allwood, co-auteur de la recherche, s'enthousiasme pour sa méthode, qui a fait l'objet d'une demande de brevet, car cette dernière pourrait provoquer "un changement absolument massif" sur le marché en fournissant de grandes quantité de béton à faibles émissions comme à faible coût. Il surenchérit : "Il s'agit d'un projet extrêmement intéressant ... Je pense qu'il aura un impact énorme", une "innovation de très faible rupture", nécessitant peu de changements et de coûts supplémentaires pour les entreprises.

Julian Allwood, professeur d'ingénierie et d'environnement à l'Université de Cambridge, a travaillé durant dix ans pour Alcoa, avant de développer une carrière universitaire, d'abord à l'Imperial College, puis à partir de 2000 à Cambridge. C'est un expert des émissions de gaz à effet de serre de l'industrie, également contributeur des rapports du Giec, les experts du climat mandatés par les Nations Unies. © Rob Lacey

En réalité, la découverte de ces ingénieurs s'inspire de la méthode de recyclage déjà éprouvée de l'acier, un autre matériau clé de construction, qui utilise des fours électriques. En remplaçant un ingrédient clé de ce processus de recyclage de l'acier par du ciment usagé provenant de chantiers de démolition, les ingénieurs ont obtenu un béton de qualité et sans forte pollution.

Si les fours sont alimentés par des énergies bas carbone, cette technique permettrait de produire du béton sans pollution massive.

Pour l'heure, les nombreux efforts pour produire du "ciment vert" se sont avérés trop coûteux ou difficiles à déployer à grande échelle.