Béton bas carbone : composition, fabrication, usage
Le béton est l’incontournable pour les chantiers de construction. Solide, résistant et présentant un coût intéressant, il est largement utilisé. En France, on produit chaque année plus de 21 millions de tonnes de béton, ce qui en fait le matériau de construction le plus émetteur en gaz à effet de serre. A lui seul, le secteur du BTP est responsable de 10% des émissions carbones dans le monde, dont 52% proviennent du béton et de sa fabrication. Pour réduire l’empreinte carbone de l’industrie, les acteurs du génie-civil s’emploient à trouver de nouveaux matériaux plus écologiques. Le béton bas carbone est l’une de ces initiatives, plutôt prometteuse. Plus respectueux de l’environnement dans son processus de fabrication comme dans sa composition, on dit que c’est un béton écologique. Alors qu’est-ce qu’un béton bas carbone ? Est-il de bonne qualité ? En quoi émet-il moins de gaz à effet de serre qu’un béton de référence ?
Qu’est-ce que le béton bas carbone ?
Le béton bas carbone ne fait pas encore l’objet d’une définition officielle. Néanmoins, lorsque l’on parle de ce matériau, on fait souvent référence à un type de béton dont l’impact environnemental est moindre par rapport à un béton classique.
Composition
Il est fabriqué à partir de composés de ciments industriels dont la part de calcaire est réduite. Le calcaire est le matériau dont l’impact carbone est le plus fort dans le béton, en raison du processus de carbonatation qui nécessite de le chauffer à très haute température.
Dans le béton « vert », cette part est remplacée par des minéraux résiduels de l’industrie comme l’argile calcinée, les cendres retombées ou encore des laitiers (issu de la production de l’acier). C’est une sorte de recyclage des matières. Les fabricants dosent les proportions de ces différents composants pour obtenir un matériau de construction dont les qualités techniques sont semblables à celles d'un béton classique. Son empreinte carbone, en revanche, sera jusqu’à 70% inférieure.
Processus de fabrication
Dans le cas de la production de béton bas carbone, la part de calcaire étant réduite, plus besoin de recourir à la clinkérisation et la carbonatation du calcaire, les deux opérations les plus émettrices de CO2. Comme l'explique Florent Dubois, responsable construction durable chez LafargeHolcim "On impute à sa cuisson 40 % des émissions de GES du clinker. Les 60 % restant résultent de la carbonatation du calcaire qui en cuisant relâche son CO2." Pour information, le clinker est un mélange à haute température de calcaire et d'argile suite à un traitement chimique.
Les composants sont donc mélangés pour former une sorte de ciment. On les mixe ensuite avec le sable et les graviers, jusqu’à obtention des qualités nécessaires et semblables à celles d’un béton de référence.
Les différents types de ciments écoresponsables
A ce jour, on distingue quatre types de béton bas carbone :
- Les bétons qui sont conformes à la norme NF EN206/CN. Ceux-ci sont fabriqués à partir de ciment courant (CEMIII, CEMIV, CEMV). Le clinker est alors remplacé par des additifs. Son impact est de 20 à 40 % inférieur à un béton classique.
- Les bétons dont la qualité est mesurée par une approche performancielle, c’est-à-dire qui tient compte de la durabilité des matériaux et des performances énergétiques avant tout.
- Les bétons à base de laitiers activés, sans clinker. Ils font l’objet d’une Appréciation Technique d’Expérimentation (ATE). Ils n’entrent pas dans le cadre de la norme NF EN206/CN.
- Les bétons émergents, encore au stade de recherche et n’entrent pas non plus dans le cadre de la norme NF EN206/CN.
A noter que tous les bétons décarbonés ne peuvent pas être utilisés en construction. En France, il faudra respecter la norme NF EN206/CN.
Pourquoi produit-on du béton bas carbone ?
1. Réduire l’empreinte carbone du secteur
Aujourd’hui, le béton classique est le matériau de construction le plus émetteur de CO2. Pour respecter l'accord de Paris et lutter contre le réchauffement climatique, les secteurs (travaux-publics et BTP privé) les plus émetteurs de gaz à effet de serre se doivent de réduire leur impact carbone à tous les niveaux.
Par ailleurs, la SNBC (Stratégie de Neutralité Bas Carbone) a fixé pour objectif d’atteindre la neutralité carbone dans le secteur du BTP d’ici à 2050. Les acteurs redoublent donc d’initiatives pour y parvenir. De la même façon, ses composants n’étant pas issus de processus chimiques à hautes températures, il émet peu de chaleur. De ce fait, il rejette moins de CO2 dans l'atmosphère au moment de la fabrication.
2. Un matériau adapté à tout type d'environnements
Dans le cas d’environnement agressif, le béton bas carbone est plus adapté en raison de ses propriétés peu corrosives. Moins traité chimiquement, il se dégrade moins au contact de sols très chargés en sulfites, par exemple.
Plus résistant sur la durée et plus malléable grâce aux fibres qui le composent, il est aussi adaptée aux ouvrages dont la structure est très épaisse.
En revanche, il faut faire plus attention au moment que la mise en oeuvre pour prévenir l'apparition de fissures. Comme l'explique l'Agence de la Qualité de la Construction "certain nombre de précautions doivent être prises avant d’effectuer des travaux qui mettent en oeuvre ce type de béton". Du fait de leur faible teneur en clinker, ils mettent plus de temps à se solidifier.
3. Le respect de la RE 2020
Comme le rappelle le Céréma "Au 1er janvier 2022, la réalisation d’une analyse du cycle de vie pour calculer l’impact carbone des constructions neuves est devenue la norme avec l’entrée en vigueur de la réglementation environnementale 2020." Ce faisant la RE 2020 veut engager les acteurs du BTP à minimiser l'impact carbone de leurs ouvrages.
En résumé :
- Le béton bas carbone est un matériau de construction plus respectueux de l'environnement que le béton classique ;
- Il présente une empreinte carbone jusqu'à 70% inférieure au ciment traditionnel ;
- La filière cherche à développer l'usage de ce matériaux ;
- La RE 2020 implique l'analyse du cycle de vie du bâtiment à construire. Le recours au béton décarboné permet de minimiser le bilan carbone de la construction.
Questions fréquentes
Le béton bas carbone est-il un matériau biosourcé ?
Non les matériaux biosourcés sont les matériaux organiques d'origine naturelle. Certains matériaux comme le bois ou la paille peuvent servir en construction pour le gros oeuvre. D'autres comme le liège ou la ouate de cellulose serviront pour l'isolation.
Comment réduire l’empreinte carbone du béton ?
Comme expliqué, réduire l’empreinte carbone du béton, c’est réduire la teneur en clinker dans le ciment lors de la clinkérisation et décarbonatation. La présence de clinker dans le béton peut être diminuée en remplaçant le clinker par des produits minéraux (laitier de haut fourneau, cendres volantes, argiles calcinées) ou un nouveau liant.
Qu'est ce que béton de chanvre ?
Le béton de chanvre est un matériau issu du mélange de chanvre et de ciment ou de chaux. Ce matériaux est très apprécié en construction écologique. Plus respectueux de l'environnement que le béton classique, il présente des propriétés isolantes.
