Dans l’univers de la construction, le béton est souvent considéré comme un mauvais « élément climatique ». En effet, 6 à 8% des émissions de CO2 d’origine humaine dans le monde sont attribuables au ciment, un liant indispensable pour le matériau de construction dur et polyvalent.
Une équipe de chercheurs de l’Empa travaille sur un projet ambitieux visant à accélérer le processus par lequel le béton absorbe le CO2 émis lors de sa production. Les résultats initiaux sont encourageants.
Le processus de carbonatation
Après leur production, qui émet beaucoup de dioxyde de carbone, les matériaux de construction à base de ciment tels que le béton absorbent à nouveau le gaz climatique – un processus qui prend des décennies et qui peut difficilement être contrôlé. Ce processus est appelé «carbonatation». Il s’agit d’une réaction lente au cours de laquelle du calcaire est formé à partir de l’hydroxyde de calcium dans le béton et du CO2. Pendant longtemps, les experts ont réfléchi à la manière d’utiliser ce processus pour améliorer l’empreinte carbone du béton.
Dans le cadre du projet DemoUpCARMA, les experts de l’Empa collaborent avec de nombreux partenaires sous la direction de l’ETH Zurich pour tester si et comment le processus peut être utilisé et, surtout, accéléré dans une véritable usine de béton. Les analyses détaillées dans les laboratoires de l’Empa ont montré des résultats surprenants.
Des résultats encourageants
Les tests pratiques avec divers types de béton fréquemment utilisés en Suisse ont confirmé ces découvertes. Les produits recyclés avec des granulés de béton carbonatés ont atteint des résistances supérieures à celles des bétons comparatifs avec du matériel recyclé non traité. De plus, les analyses ont montré que l’humidité joue un rôle important dans l’accumulation de CO2 : les mélanges recyclés plus secs ont montré une absorption significativement plus rapide du gaz à effet de serre que le matériel qui était trop humide.
Les résultats positifs montrent que le processus peut rendre le béton plus respectueux du climat de deux manières. Premièrement, en absorbant le CO2 pour «soulager» l’atmosphère : jusqu’à 10% des émissions qui ont été libérées dans l’atmosphère lors de la production du ciment pour le béton original peuvent être absorbées par les nouveaux matériaux de construction. Deuxièmement, en réduisant la teneur en ciment dans le béton recyclé – de 5 à 7% – grâce à sa résistance supérieure.
En synthèse
Le potentiel d’économies de CO2 est de bon augure, avec une bonne économie de 15%. De plus, le traitement du CO2 de l’«eau de recyclage» a montré un potentiel supplémentaire. Les échantillons ont pu lier une quantité considérable de gaz dans les analyses : environ 120 grammes par kilogramme de matériau séché. L’utilisation de ce matériau a également conduit à une augmentation, bien que petite, de la résistance du béton auquel il a été ajouté.
La question de savoir dans quelle mesure ces résultats peuvent être mis en pratique reste bien sûr ouverte. Par exemple, la question de savoir comment et à quel coût technique et financier le processus peut être mis en œuvre dans les usines de béton. Et comment la carbonatation des granulés recyclés affectera différents bétons à long terme, c’est-à-dire sur toute la durée de vie de plusieurs décennies.
Pour une meilleure compréhension
1. Qu’est-ce que la carbonatation du béton ?
La carbonatation est un processus lent au cours duquel du calcaire est formé à partir de l’hydroxyde de calcium dans le béton et du CO2. Ce processus permet au béton d’absorber le CO2 émis lors de sa production, mais il peut prendre des décennies et est difficile à contrôler.
2. Comment le projet DemoUpCARMA vise à améliorer l’empreinte carbone du béton ?
Le projet DemoUpCARMA, dirigé par l’ETH Zurich et impliquant de nombreux partenaires, y compris l’Empa, teste si et comment le processus de carbonatation peut être utilisé et accéléré dans une véritable usine de béton. Les résultats initiaux sont encourageants.
3. Quels sont les résultats des tests pratiques ?
Les tests pratiques ont montré que les produits recyclés avec des granulés de béton carbonatés ont atteint des résistances supérieures à celles des bétons comparatifs avec du matériel recyclé non traité. De plus, l’humidité joue un rôle important dans l’accumulation de CO2.
4. Comment le processus peut-il rendre le béton plus respectueux du climat ?
Le processus peut rendre le béton plus respectueux du climat en absorbant le CO2 pour «soulager» l’atmosphère et en réduisant la teneur en ciment dans le béton recyclé grâce à sa résistance supérieure.
5. Quels sont les défis à relever pour mettre en pratique ces résultats ?
Il reste à déterminer comment et à quel coût technique et financier le processus peut être mis en œuvre dans les usines de béton. De plus, il est nécessaire de comprendre comment la carbonatation des granulés recyclés affectera différents bétons à long terme.
Légende illustration principale : Préparation au gazage (Pour que le dioxyde de carbone puisse réagir avec les granulés recyclés, il doit passer de l’état liquide à l’état gazeux après la livraison ) Image : neustark AG
ETH Zurich, Empa, Kästli Bau AG, neustark AG, Swiss Federal Office of Energy (SFOE), Swiss Federal Office for the Environment (FOEN)
