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La population mondiale ne cesse de cro卯tre, les gens continuent de construire et, par cons茅quent, le b茅ton continuera de couler. La p茅rennit茅 du b茅ton dans le secteur de la construction est d茅sormais assur茅e depuis longtemps. Mais son liant, le ciment, est responsable de 5 脿 10 % des 茅missions de dioxyde de carbone dans le monde et, apr猫s plus d'une d茅cennie de recherche et d'analyses approfondies, le b茅ton est en train de changer.

Sous la pression des r茅glementations gouvernementales, de l鈥檌nt茅r锚t du public et d鈥檜ne augmentation constante des investissements verts, l鈥檌ndustrie du b茅ton devra trouver un moyen de r茅duire son utilisation de ciment et son empreinte carbone.

Pour r茅pondre aux attentes, l鈥檌ndustrie utilise une approche o霉 tous les efforts sont mis 脿 contribution pour offrir un produit 脿 faibles 茅missions.

Il n鈥檡 aura pas de produit ou de processus unique qui mettra soudainement en marche les plans mondiaux de r茅duction des 茅missions de carbone, mais plut么t de multiples innovations.

Manuel Toro, directeur commercial en charge du d茅veloppement durable, de la strat茅gie num茅rique et des ventes chez Cemex, une entreprise mexicaine de mat茅riaux de construction, note qu'en fin de compte, les clients souhaitent r茅duire leurs 茅missions de carbone et que l'industrie doit y r茅pondre le plus rapidement possible.

芦 Pour 2024, je suis enthousiasm茅 par la vitesse 脿 laquelle l鈥檌ndustrie progresse vers un secteur plus durable 禄, d茅clare-t-il. 芦 De nombreux pays qui produisent de gros volumes de b茅ton s鈥檈ngagent d茅sormais davantage dans la tendance du d茅veloppement durable et c鈥檈st quelque chose qui aura certainement un impact sur nos clients. 禄

Un ouvrier du b芒timent pose les dalles en b茅ton pr茅contraint et r茅utilisables de Holcim pour le laboratoire d'innovation de Gruze (Photo : Holcim Suisse)

Remplacement et modification du ciment

Pour trouver un substitut au ciment, il est important de noter que l鈥檌ndustrie entend remplacer sp茅cifiquement le ciment Portland traditionnel fabriqu茅 脿 partir de calcaire, qui est le type de ciment le plus couramment utilis茅 dans le monde.

La calcination du calcaire pour fabriquer du ciment est 茅galement le plus gros 茅metteur d'茅missions de carbone au cours du processus, jusqu'脿 50 % des 茅missions de l'industrie provenant de cette proc茅dure. On estime qu'脿 terme, ce m茅lange traditionnel de ciment Portland dispara卯tra, mais le terme 芦 ciment 禄 et son objectif fondamental dans la cr茅ation du b茅ton resteront.

Deux des mat茅riaux les plus courants qui remplacent le calcaire sont les cendres volantes (un sous-produit pulv茅rulent de la combustion du charbon) et les scories (un sous-produit de la fusion). L'utilisation de ces deux mat茅riaux peut limiter le besoin d'autres mat茅riaux et substances (comme l'eau et le clinker), mais pr茅sente 茅galement certaines nuances auxquelles les constructeurs auront besoin de temps pour s'adapter 鈥� litt茅ralement.

Sara Neff, responsable du d茅veloppement durable en Am茅rique chez Lendlease (une soci茅t茅 de construction et d'immobilier bas茅e en Australie), affirme que la connaissance est un pouvoir pour planifier des projets avec des m茅langes novateurs.

芦 On nous a dit 脿 juste titre que les scories et les cendres volantes ralentiraient le durcissement du b茅ton 禄, note-t-elle, faisant r茅f茅rence 脿 des projets termin茅s aux 脡tats-Unis.

C'est un 茅l茅ment qui peut d茅stabiliser m锚me une 茅quipe exp茅riment茅e plus famili猫re avec le b茅ton conventionnel. Une r茅sistance plus faible lors de la mise en place initiale du ciment 脿 base de cendres volantes et de scories peut prolonger une journ茅e de travail et entra卯ner une augmentation des co没ts, ce qui constitue un obstacle potentiel 脿 l'adoption universelle.

Rendu du projet de b芒timent 1 Java de Lendlease 脿 Brooklyn, New York, 脡tats-Unis, qui utilise du b茅ton pouzzolane en construction (Photo : Lendlease)

Mais Neff ajoute que ce temps suppl茅mentaire est minime et qu'il ne doit pas 锚tre gaspill茅 si les entrepreneurs et les constructeurs savent comment le g茅rer. 芦 C'est peut-锚tre un peu d茅concertant pendant un certain temps 禄, reconna卯t-elle. 芦 [Mais] nous avons int茅gr茅 cela dans le calendrier. Nous l'avons planifi茅. 禄

Neff note 茅galement des succ猫s en termes de r茅sistance et de r茅duction des 茅missions avec la pouzzolane (verre broy茅 et recycl茅 ajout茅 aux m茅langes de b茅ton) sur plusieurs projets aux 脡tats-Unis.

芦 Sur notre projet 1 Java 脿 Brooklyn, nous avons remplac茅 40 % du ciment des fondations par un produit 脿 base de verre recycl茅 appel茅 pouzzolane de verre moulu, sans aucun co没t suppl茅mentaire pour le projet 禄, a-t-elle d茅clar茅. 芦 Nous avons travaill茅 avec notre sous-traitant en b茅ton et notre usine de fabrication de b茅ton pour nous procurer, m茅langer et couler le b茅ton de fondation avec Pozzotive, un produit 脿 base de pouzzolane de verre moulu fabriqu茅 dans la grande r茅gion de New York. 禄

Augmenter les taux de r茅duction

Au cours des derni猫res ann茅es, les taux de r茅duction des 茅missions de carbone annonc茅s jusqu鈥櫭� 30 % semblaient 锚tre le maximum pour les nouveaux produits en b茅ton. En 2024, la barre a 茅t茅 plac茅e beaucoup plus haut, certains produits annon莽ant une r茅duction des 茅missions de 80 %.

L'un des produits de la gamme de b茅tons et m茅langes Vertua de Cemex utilise une solution de ciment g茅opolym猫re brevet茅e qui, selon l'entreprise, peut r茅duire les 茅missions _{de CO2} de plus de 60 % ou plus. Davide Zampini, responsable de la recherche et du d茅veloppement mondial de Cemex, affirme que d'autres gains pourraient 锚tre r茅alis茅s.

Un grand coulage de b茅ton 脿 Kuala Lumpur, en Malaisie (Photo : AdobeStock)

芦 Il y a des indications claires que nous pouvons aller au-del脿 de ce que nous avons comme objectif 禄, a-t-il d茅clar茅 脿 International Construction .

Selon Zampini, il ne suffit pas de r茅duire ou d鈥櫭﹍iminer la quantit茅 de ciment. Il faut revoir l鈥檈nsemble du processus dans le but de r茅duire les 茅missions.

芦 Par exemple, l鈥檈fficacit茅 du broyage et l鈥櫭﹏ergie de broyage 禄, note-t-il. 芦 Nous pouvons am茅liorer le niveau de substitution du clinker par des sym茅tries et des mat茅riaux suppl茅mentaires 脿 mesure que nous d茅veloppons de nouvelles technologies. 禄

Ce que Zampini d茅crit est essentiellement un moyen de mesurer le carbone incorpor茅, qui, ajoute Neff, a 茅t茅 sous-estim茅 au fil des ans. La mesure du carbone incorpor茅, dit-elle, permet de suivre les 茅missions de carbone cr茅茅es par la fabrication des mat茅riaux utilis茅s dans la construction.

芦 Nous mesurons syst茅matiquement le carbone incorpor茅 dans tous nos projets et dans la conception 禄, explique-t-elle. Toutefois, il reste encore beaucoup 脿 faire en termes de r茅duction de ce carbone. Selon elle, les r茅ductions du carbone incorpor茅 dans les projets se stabilisent autour de 30 % pour les produits et processus actuels.

芦 Nous faisons juste du surplace 禄, note Neff, avec une r茅duction de 30 % du carbone incorpor茅, car la consommation de b茅ton augmente chaque ann茅e 鈥� par exemple, d'environ 3 % aux 脡tats-Unis seulement.

R茅utiliser le b茅ton

L'industrie s'est concentr茅e sur la r茅duction 脿 grande 茅chelle et a toujours eu un march茅 pour le recyclage du b茅ton, mais qu'en est-il de la r茅utilisation ? L'un des principaux obstacles 脿 l'茅mission de carbone de ces substances est que la r茅utilisation du b茅ton est tr猫s limit茅e.

Cependant, Holcim, une entreprise suisse de mat茅riaux de construction et de granulats, estime que sa solution de b茅ton pr茅contraint au carbone pourrait 锚tre une voie d鈥檃venir.

芦 Et si vous pouviez construire l'un des premiers b芒timents au monde en b茅ton pr茅contraint au carbone (CPC) et r茅aliser d'importantes 茅conomies de _CO2 et de mat茅riaux, puis d茅monter ses composants pour les r茅utiliser ailleurs ? 禄, demande Holcim de mani猫re rh茅torique.

Elle fabrique ses dalles CPC, renforc茅es par des fibres de carbone pr茅contraintes, dans un environnement industriel. L'utilisation de brins de fibres de carbone l茅gers comme renfort conf猫re aux dalles la m锚me capacit茅 de charge que les dalles traditionnelles en b茅ton arm茅 tout en 茅tant jusqu'脿 cinq fois plus fines et plus l茅g猫res.

Le b茅ton est coul茅 脿 partir d'un malaxeur sur place (Photo : AdobeStock)

Holcim a utilis茅 ces dalles pour la construction de son laboratoire d'innovation Gr眉ze, d'une superficie de 120 m虏, qui abrite un centre d'information et un atelier de construction durable. Le b芒timent est construit avec les panneaux en b茅ton 芦 d茅licats mais r茅utilisables 禄 de Holcim, qui peuvent 锚tre d茅mont茅s et r茅utilis茅s.

Le b芒timent, consid茅r茅 comme l'un des premiers b芒timents CPC au monde, a 茅t茅 construit 脿 l'aide d'une nouvelle m茅thode d茅velopp茅e par CPC, bas茅 en Allemagne, et l'Universit茅 des sciences appliqu茅es de Zurich.

Associ茅 脿 un programme de 芦 partage 禄 (dans lequel un client peut pr锚ter les panneaux de b茅ton individuels), Holcim affirme que le processus r茅duit les co没ts de construction jusqu'脿 75 %.

芦 Cela r茅duit le co没t d'un nouveau projet, car ils n'ont pas besoin d'acheter les mat茅riaux directement ni de d茅monter le b芒timent 禄, explique l'entreprise. 芦 Ensuite, cela leur donne la possibilit茅 d'assembler la structure ailleurs. Enfin, le client peut demander 脿 Holcim de d茅monter la structure lorsqu'elle n'est plus n茅cessaire, afin que nous puissions pr茅parer les composants en vue de leur r茅utilisation. 禄

La connexion avec la c茅l茅brit茅

Si l'on peut tirer une conclusion majeure de l'茅volution du secteur du b茅ton, c'est qu'il n'agit plus dans l'ombre. De la transparence des entreprises aux donn茅es scientifiques, nul ne peut 茅chapper 脿 la pertinence du b茅ton et aux d茅fis li茅s aux 茅missions. Il doit simplement 茅voluer.

Les investissements dans le secteur ne viennent pas uniquement de l'int茅rieur de l'industrie ; des c茅l茅brit茅s et des athl猫tes professionnels ont investi de l'argent pour un produit plus durable, ce qui pourrait conduire 脿 une attention accrue du public, dans son ensemble.

Prenons l'exemple de Partanna, le producteur de b茅ton durable bas茅 aux 脡tats-Unis, cofond茅 par Rick Fox, triple champion de la National Basketball Association (NBA), qui est 茅galement le PDG de l'entreprise.

Le Dr Chamila Gunasekara du RMIT tient un 茅chantillon de b茅ton 脿 faible teneur en carbone (Photo : Michael Quin, RMIT)

Originaire du Canada et r茅sidant actuellement aux Bahamas, il a cr茅茅 l'entreprise apr猫s qu'un ouragan a frapp茅 les 卯les en 2019. Son objectif : trouver un mat茅riau plus r茅sistant aux intemp茅ries pour la construction de maisons.

Rory Anderson, directeur de la croissance de Partanna, a d茅clar茅 que Fox avait alors 茅t茅 inspir茅 脿 se tourner vers des innovations r茅duisant l'impact environnemental. 芦 Il cherchait des solutions de logement 脿 l'茅preuve des ouragans 禄, explique Anderson, notant que la mission est d茅sormais redoubl茅e d'efforts pour 锚tre 芦 positive pour la nature 禄.

Partanna fait durcir son b茅ton 脿 temp茅rature ambiante, ce qui n茅cessite moins d'茅nergie que l'utilisation de la chaleur pour le durcissement. Le mat茅riau utilise de la saumure, des pouzzolanes naturelles, des d茅chets industriels transform茅s et d'autres ingr茅dients exclusifs pour cr茅er son liant, ce qui, selon l'entreprise, lui conf猫re un bilan carbone n茅gatif.

Le produit, explique Partanna, pr茅sente 茅galement la capacit茅 d鈥檃bsorber le CO ₂ de l鈥檃tmosph猫re pendant le processus de production.

Fox n'est pas la seule c茅l茅brit茅 脿 s'int茅resser 脿 l'industrie du b茅ton. L'acteur Dennis Quaid a annonc茅, par le biais de son programme de contenu num茅rique Viewpoint, qu'une s茅rie d'茅pisodes pr茅senterait des innovations technologiques durables dans le domaine de la construction et de l'architecture. Le programme d'ouverture (intitul茅 芦 Mat茅riaux de construction 茅cologiques 禄) devrait mettre en avant de nouveaux produits de construction respectueux de l'environnement.

芦 Parfois, l鈥檌nnovation doit venir de l鈥檈xt茅rieur du terrain 禄, explique Anderson, expliquant pourquoi Hollywood et la communaut茅 sportive professionnelle s鈥檌mpliquent soudainement activement dans l鈥檌ndustrie et les discussions. 芦 Et c鈥檈st un 茅norme probl猫me. Jusqu鈥櫭� r茅cemment, il n鈥檡 avait pas assez de solutions commercialement 茅volutives pour pouvoir avoir un impact. 禄

Il ajoute que le public peut 茅galement voir la technologie se transformer sous ses yeux, passant des voitures 脿 essence d'hier aux camions 脿 benne 茅lectriques et automatis茅s d'aujourd'hui. 芦 Mais nous utilisons toujours les m锚mes mat茅riaux pour obtenir du b茅ton 禄, ajoute-t-il. 芦 Je pense que les gens ressentent cette frustration et qu'il n'y a pas eu de solutions. 禄

芦 Le secteur de la construction subit d鈥櫭﹏ormes pressions pour se d茅carboner d鈥檜n point de vue politique, et je pense que cela stimule une grande partie de la demande d鈥檌nnovation. Les gens ont examin茅 ce secteur en tant que tel et se sont demand茅 : 芦 Que puis-je faire ? 禄 禄

Pour l'instant, les entrepreneurs et les constructeurs peuvent continuer 脿 constituer un r茅seau diversifi茅 de fournisseurs de mat茅riaux et de granulats et 脿 poursuivre leur formation sur les nouveaux produits en b茅ton. Ils feraient bien de suivre le rythme, car il s'agit de l'un des mouvements les plus avanc茅s du si猫cle et qui ne montre aucun signe de ralentissement.