![Des cubes et des cylindres de béton empilés les uns à côté des autres](/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2023/11/gruener-wandel-in-einer-grauen-industrie/_jcr_content/par/lead/imagePanorama.imageformat.carousel.519800123.jpg)
Une transition verte dans une industrie grise
Des chercheurs de l'ETH développent un ciment "vert" dont la production génère moins de CO2 que le ciment traditionnel. Le projet "Ultra Green Concrete" doit faire en sorte que les émissions de CO2-Le béton haute performance à faible teneur en carbone devient accessible à tous.
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En bref
- Le béton est le matériau de construction le plus utilisé au monde. Le ciment, le liant du béton, est responsable d'environ huit pour cent des émissions mondiales de CO2-émissions.
- Le projet "Ultra Green Concrete" (UGC) du scientifique des matériaux Franco Zunino vise à développer un béton qui émet moins de CO2 émis sans affecter les propriétés essentielles du matériau.
- Il poursuit une double stratégie pour réduire les émissions de CO2 à économiser : D'une part, réduire la quantité de clinker dans le ciment et, d'autre part, réduire la quantité de ciment dans le béton.
Le béton est le matériau de construction le plus utilisé au monde et constitue la base des infrastructures de notre société moderne. Il est en partie réutilisable et peut même contenir du CO2de l'atmosphère. Néanmoins, la quantité de CO2 de loin la quantité qui peut être réabsorbée par la suite. C'est pourquoi l'industrie du béton est à l'origine d'environ huit pour cent des émissions mondiales de CO2- plus que l'aviation et la navigation réunies. Franco Zunino, Senior Scientist à l'Institut des matériaux de construction de l'ETH Zurich, veut changer la formulation du béton avec son approche "Ultra Green Concrete".
Le meilleur béton possible
Le béton est composé d'un mélange de ciment, de granulats et d'eau. Le ciment traditionnel se compose d'environ 95 pour cent de clinker et de cinq pour cent de gypse. Pour produire du ciment, le calcaire et l'argile sont cuits en clinker dans un four chauffé à 1450 degrés, et la décomposition chimique du calcaire entraîne inévitablement l'émission de CO2est libérée dans l'atmosphère. Les énormes besoins en énergie du four contribuent en outre à dégrader le bilan environnemental.
L'EPFL a déjà initié le projet "Limestone Calcined Clay Cements" (LC3), auquel Zunino participe activement et qui a établi un nouveau standard dans la production de ciment. Il a développé une formulation de ciment utilisant 50 pour cent de clinker et une combinaison d'argile cuite et de calcaire. Cela a permis de réduire les émissions de CO2-environ 40% par rapport au ciment traditionnel. Toutefois, ces avantages environnementaux peuvent être considérablement augmentés en améliorant la formulation du béton. C'est là qu'intervient le projet UGC de Franco Zunino au département Construction, environnement et géomatique (D-BAUG) de l'ETH Zurich.
Franco Zunino poursuit une double stratégie pour le nouveau ciment vert : premièrement, il s'agit de réduire la proportion de clinker et deuxièmement, de diminuer la quantité de ciment total dans le béton. Cette double stratégie offre une flexibilité permettant d'adapter les compositions de béton à faible teneur en carbone aux marchés individuels. "L'idéal serait de mettre en œuvre les deux en même temps, mais les différents composants sont indépendants les uns des autres. Sur certains marchés, il peut être difficile de mettre en œuvre les deux aspects de la double stratégie en même temps, car les capacités de production et les infrastructures doivent être mises en place. Néanmoins, il est possible de réaliser au moins l'un d'entre eux tout en émettant du CO2 de moins", explique Franco Zunino.
Des calculs effectués par Franco Zunino et son équipe ont montré que le CO2-Le "béton ultra-vert" émet 300 kg de CO2 par mètre cube a pu être réduite à environ 80-100 kg par mètre cube. Selon l'application, il serait ainsi possible de réduire jusqu'à deux tiers les émissions de CO2-sans compromettre les performances du matériau. Bien que le chercheur souligne qu'il n'existe rien de tel qu'un béton intrinsèquement "climatiquement neutre" ou "neutre en carbone", il estime que dans les pays industrialisés, il n'y a aucune excuse pour ne pas passer immédiatement à ce nouveau matériau de construction plus durable.
Moins coûteux que le béton traditionnel
Une des raisons pourrait être que l'industrie du béton n'est pas considérée comme particulièrement innovante. Le béton s'est révélé extrêmement efficace en raison de sa rentabilité, de sa sécurité et de sa facilité d'utilisation. Selon Zunino, le "béton vert" serait même plus économique que le béton conventionnel. La proportion de composants coûteux est plus faible, tandis que la qualité et donc le prix du béton restent identiques. Cela crée des incitations financières à utiliser ce matériau plus écologique.
Bien entendu, il s'agit aussi d'aspects de sécurité. Franco Zunino déclare à ce sujet : "Tous ceux qui construisent une maison souhaitent un matériau qui dure 100 ans. Mais nous devons nous demander si cela est possible compte tenu des émissions considérables de CO2-est vraiment raisonnable. Pourrions-nous utiliser à la place un matériau qui atteindrait le cycle de vie requis pour la structure, mais qui émettrait beaucoup moins de CO2 est émis dans l'atmosphère ? Dans un scénario de crise climatique, une tonne de CO2 vaut plus que la même tonne économisée en 50 ans".
La production de LC3 est déjà en cours
Zunino souligne que le ciment à faible teneur en carbone a même une durée de vie plus longue que le ciment traditionnel. Actuellement, il existe environ sept cimenteries dans le monde qui produisent du ciment avec l'approche LC3. Franco Zunino s'attend à ce que ce nombre passe à plus de 40 dans les années à venir. "La demande de béton va augmenter à l'avenir. Notre contribution consiste à développer des mélanges de béton améliorés avec un pourcentage de ciment plus faible, ce qui nous permet malgré tout d'atteindre nos objectifs environnementaux", explique Zunino. Il est convaincu que dans dix ans, le LC3 sera le type de ciment le plus répandu dans le monde.
Référence bibliographique
F. Zunino. A two-fold strategy towards low-carbon concrete, RILEM Technical Letters, 8 (2023), doi : page externe10.21809/rilemtechlett.2023.179