Ciment neutre en carbone ? La révolution de ces chercheurs 

Par Nassim Terki Publié le 10/06/2024 à 10:30
Ciment Neutre En Carbone

Révolutionner l'industrie du ciment pour réduire les émissions de CO2, une idée aussi brillante qu'audacieuse. Une démarche réalisée par un groupe de chercheurs, ayant obtenu des résultats encourageants.

Une nouvelle étude publiée dans la revue Nature explore un procédé novateur pour recycler le béton usagé et réduire les émissions de carbone de l'industrie cimentière, un défi en matière de décarbonation.

Ciment neutre, entre défis et solutions pour une industrie moins carbonée

Le béton, un matériau de construction essentiel composé de sable, de gravier, d'eau et de ciment, représente à lui seul 7,5 % des émissions mondiales de CO2. Malgré sa petite proportion dans le mélange, le ciment est responsable de près de 90 % des émissions de carbone du matériau. Sa fabrication, connue sous le nom de « clinkerage », est un processus énergivore où le calcaire et d'autres matières premières sont chauffées à des températures extrêmement élevées (1450 °C).

Pour réduire l'impact carbone du ciment, plusieurs approches sont explorées. Cela inclut l'amélioration de son cycle énergétique, par exemple en utilisant des biocarburants, et le recours à des matériaux de substitution comme les cendres volantes et les scories. Les cendres volantes sont des minéraux friables provenant des fumées des chaudières à charbon pulvérisé, tandis que les scories sont des résidus de fusion de minerais métalliques.

Selon Julian Allwood de l'Université de Cambridge, « la demande mondiale de ciment, estimée à environ quatre milliards de tonnes par an, rend difficile l'utilisation à grande échelle de ces alternatives ». Les industries lourdes, comme celle du ciment, représentent l'un des plus grands défis en matière de décarbonation en raison de leur forte consommation énergétique et de leurs cycles d'investissement prolongés.

Innovation verte dans l'industrie du ciment

Une équipe de chercheurs, dirigée par Cyrille Dunant, a développé un nouveau procédé révolutionnaire pour recycler le ciment usagé et ainsi réduire les émissions de carbone de l'industrie du ciment. Publiée dans la revue Nature, l'étude explore la possibilité de broyer du béton usagé et de produire à nouveau du ciment en éliminant le sable, l'eau et le gravier, puis en chauffant le produit restant (du ciment usagé) à l'aide d'un bain métallique pour faciliter la réaction chimique d'activation du ciment.

Selon les chercheurs, « ce processus pourrait être réalisé dans des fours à arc électrique couramment utilisés pour recycler l'acier ». En remplaçant la chaux utilisée dans les procédés de recyclage de l'acier par de la poudre de ciment usagé, ils ont constaté que le clinker obtenu possédait une composition chimique similaire à celui du clinker conventionnel. En refroidissant rapidement les scories liquides formées par la poudre de ciment usagé au-dessus de l'acier recyclé, on obtient du ciment réactivé sans coût supplémentaire pour le processus de fabrication de l'acier.

Ces recherches offrent une lueur d'espoir dans la décarbonation de l'industrie du ciment, avec la possibilité de produire environ un milliard de tonnes de ciment recyclé d'ici 2050. Le ciment recyclé présente des niveaux légèrement plus élevés d'oxyde de fer que le ciment conventionnel, mais cela n'impacte que peu ses performances mécaniques.

Ces chercheurs ont mis au point une technique utilisant des fours alimentés aux énergies renouvelables pour produire du ciment à grande échelle, avec pour objectif de produire jusqu'à 66 tonnes de ciment toutes les deux heures. Selon le professeur Allwood, cette innovation représente une avancée spectaculaire pour le secteur de la construction, et pourrait ouvrir la voie à de nouvelles opportunités d'innovation dans la lutte contre les émissions de CO2.

Les premiers essais à l'échelle industrielle sont prévus pour ce mois-ci, avec une demande de brevet en cours pour la commercialisation du procédé. Les chercheurs estiment qu'ils pourraient produire un milliard de tonnes de ciment recyclé d'ici 2050, ce qui représenterait un quart de la production actuelle.

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