Béton et Environnement
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Impact, Décarbonation et Economie Circulaire
Le béton est l’un des matériaux de construction le plus utilisé au monde. Sa solidité, sa polyvalence, sa durabilité et sa disponibilité en ont fait un élément fondamental de l’industrie de la construction. Le béton présente néanmoins une forte empreinte carbone et contribue à un épuisement des ressources notamment des granulats dont il est constitué en grande partie.
Face à l’urgence climatique, il est devenu impératif de décarboner le matériau béton et repenser la manière dont nous l’utilisons afin de diminuer son impact sur la planète.
Un impact carbone significatif
Un matériau local, économique fortement consommé
Le béton est un matériau local et bon marché aux multiples propriétés qui est devenu la base de la construction notamment en France. Il est le premier produit manufacturé consommé par l’homme dans le monde.
Les bétons sont utilisés pour 70% environ dans le bâtiment pour la construction de logements et locaux, et pour 30 % environ dans les Travaux Publics, à savoir Les Voiries et Les Ouvrage d’arts. La Filière béton s’appuie sur un maillage territorial très dense d’usines, situées au plus près des ressources (les carrières) et des marchés (les chantiers).
On estime la consommation annuelle française des bétons en 2019 à environ 140 MT soit 70 Mm3.
Une empreinte carbone liée à la fabrication du ciment
L’empreinte carbone du béton provient pour 98% du procédé de fabrication du clinker, principe actif du ciment, constituant essentiel du béton. En effet, la production du clinker nécessite de chauffer à très hautes températures (1450°C) un mélange de calcaire et d’argile broyés.
Les émissions de CO2 dégagées par la production de clinker sont ainsi liées :
- pour 1/3 des émissions à la combustion d’énergies fossiles pour alimenter la flamme du four
- pour 2/3 des émissions à la décarbonatation du calcaire, processus chimique qui intervient à hautes températures (CaCO3 –> CaO + CO2)
L’Impact carbone du béton et ses Enjeux
L’impact carbone du béton représente l’empreinte carbone d’un m3 de béton multiplié par le volume de béton mis en oeuvre. Dans le cas du béton armé, la quantité d’armatures utilisées va augmenter l’empreinte carbone de 20 à 40%.
L’empreinte carbone du béton dépend essentiellement de son dosage en ciment et du type de ciment employé ( teneur en clinker) donc de sa classe de résistance en compression et sa classe d’exposition.
On estime aujourd’hui que l’empreinte carbone moyenne d’un béton C25/30 réalisé à base d’un CEM II est de 210 kg CO2 eq / m3 .
Les deux leviers pour diminuer l’impact carbone des bétons aujourd’hui sont :
- une réduction des volumes coulés où l’enjeu est de passer d’un recours massif à un usage optimisé
–>Mettre le bon matériau au bon endroit et le bon béton au bon endroit
- une réduction de l’empreinte carbone du béton où les enjeux sont de diminuer l’empreinte carbone du ciment et développer l’usage des bétons allégés en carbone malgré la complexité des conduites de chantier que cela implique
Un secteur engagé dans la décarbonation
Afin de répondre aux enjeux de décarbonation, l’ensemble de la filière ciment-béton s’est engagée au niveau européen, et au niveau français à travers la Stratégie Nationale Bas Carbone, à réduire les émissions du secteur de moitié dès 2030, et à atteindre la neutralité carbone du secteur en 2050.
La feuille de route de l’Industrie Cimentière
Cette feuille de route fixe le cap pour une industrie française du ciment décarbonée et compétitive partie intégrante de la transition écologique.
Elle repose sur deux piliers de décarbonation :
- l’accélération des leviers déjà existants, à savoir :
- l’amélioration de l’efficacité énergétique des fours
- le recours à des énergies combustibles de substitutions non fossiles ( déchets)
- la réduction de la teneur en clinker des ciments
- le déploiement des solutions de captage du carbone inhérent à la fabrication du clinker qui sont encore en développement
La réussite de ce plan d’action est conditionnée par des investissements importants (+ de 5 milliards d’euros), le soutien des pouvoirs publics, et une recherche de pointe.
Des données environnementales précises
Afin que l’ Analyse de cycle de vie des constructions réalisées avec le béton soit précise et reflète au mieux l’impact environnemental des produits mis en œuvre, la filière béton a développé divers outils de calcul d’impacts environnementaux, à savoir :
- un Guide environnemental du Gros Oeuvre (GEGO) qui permet en phase d’éco-conception de trouver rapidement la bonne référence de FDES ou les bons paramètres à utiliser pour établir cette FDES
- des configurateurs de Fiches de données environnementales et sanitaires (FDES) spécifiques via la saisie de paramètres relatifs au produit ou à sa fabrication ; BETie est dédié au béton prêt à l’emploi et Environnement IB est dédié aux produits préfabriqués
- des outils spécifiques dédiées à des applications sectorielles qui permettent le calcul d’un bilan environnemental comme le logiciel PERCEVAL pour les routes en liant hydrauliques et le logiciel CIOGEN pour les ouvrages d’arts
Des bétons « Bas Carbone »
ll est d’ores et déjà possible de formuler des bétons à empreinte carbone réduite conforme à la norme NF EN 206+A2/CN via l’approche prescriptive et via l’approche performantielle pour aller plus loin. L’ensemble de la filière béton travaille à optimiser les formulations béton dans ce sens.
Les principaux leviers de réduction pour optimiser l’empreinte carbone du béton (mis à part la décarbonation du clinker) sont :
- l’utilisation des ciments composés à teneur réduite en clinker (CEM II, CEM III, CEM IV, CEM V et CEM VI)
- la substitution partielle des ciments CEM I et CEM II/A par des additions à faible empreinte (calcaire, laitier, cendres)
- l’optimisation du squelette et de l’empilement granulaire du béton
- l’introduction des granulats de bétons recyclés (GBR)
De nouveaux liants émergents comme les laitiers activés, les géopolymères ou le ciment sulfoalumineux permettent une réduction de l’empreinte carbone mais sont encore en phase de développement et hors cadre normatif (sous ATEC).
Acteur majeur de l’Economie circulaire
La Filière Béton est devenue un acteur majeur de l’économie circulaire, domaine où la notion de déchets disparaît au profit de celle de recyclage.
En terme de valorisation des ressources naturelles, l’exploitation des carrières est réalisée dans le respect de l’environnement et de la biodiversité.
Concernant la gestion de l’eau, la centrale à béton fonctionne en circuit fermé et est alimentée en partie par les eaux de pluie qui sont récupérées, stockées dans des bassins et utilisées pour le processus de fabrication et le lavage de l’outil de production. Le complément est tiré d’un puits. De plus, un recyclage des boues de béton des retours toupies est réalisé .
Les cimenteries participent également à l’économie circulaire de la filière via une valorisation matière et énergétique des déchets dans son process dont le taux est en constante augmentation depuis 20 ans.
Aujourd’hui, la filière béton a pour objectif d’accroître le recyclage des bétons de déconstruction dans la production de nouveaux bétons. A terme, la réincorporation des composants déconstruits offre une économie des ressources naturelles en granulats et assure un véritable essor à la filière recyclage.
De l’importance de la collaboration
Face à la complexité des enjeux climatiques, la collaboration devient un catalyseur puissant pour des actions concertées et efficaces. L’ensemble des acteurs de la construction et de la filière béton sont mobilisés, engagés et forces de proposition pour conduire la dynamique d’innovations sans précédents nécessaires à cette transition.
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