Béton circulaire – Jouer la carte des ingrédients inattendus

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Après avoir travaillé sur le ciment pour décarboner le béton, d’autres défis nous emmènent à la découverte d’ingrédients surprenants pour remplacer un ou plusieurs composants très classiques, en tout ou en partie. 

Petit tour des curiosités chimiquement compatibles.

Verre

Et pourquoi pas essayer de remplacer le sable par un concassé de verre ? Le verre n’est-il pas du sable fondu ? C’est une expérience que des chercheurs australiens ont tentée lors de tests sur un tronçon de la Pacific Highway reliant les villes de Woolgoolga et Ballina. L’idée n’est pas nouvelle puisque ce type de mélange avait déjà été utilisé pour réaliser des rampes et le drainage.

Pour les voies de circulation principales de l’autoroute, c’est une autre affaire. Le verre a été collecté, trié et broyé avec une même granulométrie que le sable avant d’être mélangé à ce dernier.

Le sable de verre recyclé :

  • diminue le recours à une ressource en raréfaction ;
  • recycle un déchet ;
  • est intégré normalement dans la fabrication du béton sans altérer ses propriétés, le mélange répond en effet aux spécifications des cahiers des charges.

Cette étude a été subventionnée dans le cadre du programme « Waste Less, Recycle More » qui vise, à travers des partenariats avec grandes organisations de l'industrie du BTP, à développer des processus innovants et de nouveaux marchés pour optimiser le recyclage.

  

Laitier 

Toujours à la quête d’un béton plus durable mais sans en dénaturer les propriétés, les recherches sur la composition continuent. Les tests d’incorporation en tout ou en partie de substituts aux ingrédients classiques sont de plus en plus nombreux. Celui-ci porte sur le laitier, un sous-produit de la métallurgie dont le potentiel est prometteur. Le matériau est abondant à l’échelle mondiale et même européenne. La production annuelle mondiale de scories dépasse les 130 millions de tonnes.

Ce résidu de hauts fourneaux apparaît à la production lorsque l'acier fondu se sépare des impuretés. Il se présente sous la forme d’un granulat vitreux qui est broyé à la taille requise pour devenir ingrédient du béton soit comme substitut de granulat soit de ciment. Non seulement les caractéristiques attendues du béton sont conservées mais les études ont montré que :

  • sa résistance à la compression est supérieure à celle d’un mélange traditionnel avec du calcaire ;
  • ses pores, plus petits, en diminuent la perméabilité ce qui le rend plus facile à mettre en œuvre et, le cas échéant, optimise la finition ;
  • son coefficient de dilatation thermique, inférieur, minimise la fissuration de retrait.

Encore quelques études supplémentaires et le béton de laitier d'acier pourrait très bien montrer patte blanche pour des structures en béton à haute résistance telles que des ponts et des gratte-ciel ou pour augmenter la vertitude de simples bâtiments.

 

Vase 

La quantité de vase provenant du curage des ports, canaux et autres voies d’eau navigables est énorme : 50 millions de tonnes. Or cet entretien est obligatoire pour conserver la navigabilité des lieux et rien ne laisse présager qu’elle peut diminuer. Quelle autre alternative à la décharge ou au rejet en mer ? Une solution via une filière de recyclage semble désormais très crédible.

Notre ami le béton se positionne en bonne place pour participer à cette gestion vertueuse dans le cadre d’un projet qui vient d’être lancé en région Haut-de-France. La part minérale extraite de cette boue pourrait être réinjectée dans la fabrication de béton mais aussi de ciment ou d’asphalte. Un sujet à surveiller.

  

Plancton 

Un ingrédient qui aurait pu (dû ?) rejoindre un article, précédent puisqu’il se rapporte au ciment, bien connu pour l’ampleur toxique de son empreinte carbone et les nombreux efforts faits pour en améliorer la durabilité. Il n’est pas trop tard pour y revenir, sur ce ciment décarboné, première étape d’un béton plus responsable.

Y intégrer des microalgues dotées d’une carapace en carbonate de calcium en substitution des éléments minéraux est une des solutions proposée par les chercheurs de l’Université du Colorado (Boulder - USA). Pas de prélèvement dans la nature mais une culture biologique de ces coccolithophoridés. Le blanc seing est obtenu par un effet d’équilibre : la culture des microalgues absorbe autant de CO2 que la fabrication du ciment n’en produit. L’annonce a été faite l’été passé. Encore une piste à suivre que les scientifiques annonçaient très prometteuse puisque le ciment biogène résultant peut être considéré comme  « neutre ».

 

Bois

La société CCB Greentech, fondée en 2006, a intégré dans ses missions la lutte contre le réchauffement climatique. Elle a fait du bois français son fer de lance pour décarboner le secteur, notamment en tant qu’ingrédient novateur du béton.

La ressource est locale, renouvelable et éminemment durable, d’autant plus que par  « bois », il faut entendre « déchets de scierie » et « bois de trituration », un produit impropre au bois d’oeuvre.

Premier matériau et premier avis technique en 2010 avec Lignoroc, un béton biosourcé dans lequel le sable et le ciment sont remplacés par des granulats de bois.

Il se présente sous la forme de panneaux autoportants parfaitement adaptés à la préfabrication, d’abord renforcés par une ossature bois intégrée puis, dès 2017, par une ossature métallique. Il convient dès lors tant pour les planchers que pour les murs. Visuellement similaire au béton, il est nettement plus léger. Alors que son bilan carbone est déjà négatif, le produit continue d’évoluer : la génération TimberRoc arrive en 2021 avec en parallèle une nouvelle ligne de production des granulats de bois. Ses propriétés en termes de performance thermique, acoustique, de stabilité et de résistance au feu sont reconnues. Le produit étant déjà commercialisé, vous trouverez plus d’infos sur le site du fabricant.

 

Autres articles :

 

 

Sources :
- « Ciments, Bétons et réduction carbone à BAU 2023 », Pascal Poggi, 21/04/2023, www.batirama.com
- « Recycled glass heralded a success in concrete road mix trials », 13/06/2019, www.theconstructionindex.co.uk
- « What is Steel Slag Concrete? », Valeria Montjoy, 26/01/2023, www.archdaily.com
- « Une nouvelle filière pour valoriser la vase pour le secteur du BTP », Emilie Wood, 31/01/2023, www.batirama.com
- « Du béton à base de plancton pour baisser l'empreinte écologique ! », 05/08/2022, www.architectura.be
- « Lignoroc, le premier béton de bois à bilan carbone négatif », Lea Delpont, 16/02/2021, www.lesechos.fr
- « Lauréats des BePositive Awards : du photovoltaïque au béton de bois », Emilie Wood, 23/03/2023, www.batirama.com
- ccbgreentech.com
- « Ciments, Bétons et réduction carbone à BAU 2023 », Pascal Poggi, 21/04/2023, www.batirama.com
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