La recette du succès pour la réduction du CO2: Holcim développe les ciments du futur à faible teneur en clinker

Le 25 Avril 2019

Depuis de nombreuses années, Holcim travaille à réduire la proportion de clinker dans le ciment. Ceci est important pour deux raisons : d’une part pour réduire considérablement l’empreinte CO2 et d’autre part pour consommer moins de combustible. Holcim propose déjà deux ciments aux propriétés durables améliorées : Optimo et Susteno. Mais les limites du possible sont loin d’avoir été atteintes. En collaboration avec des experts de l’EPF de Zurich, Holcim teste actuellement le comportement en conditions réelles d’un ciment à faible teneur en clinker récemment développé.

Un nouveau bâtiment administratif et de bureau est en construction depuis début 2018 à Nüziders, dans la région autrichienne du Vorarlberg. Une partie sera construite avec un ciment nouvellement développé dont la teneur en clinker n’est plus que d’environ 50 %. A titre de comparaison, le ciment utilisé en Suisse contient en moyenne environ 75 % de clinker.

Collaboration avec des experts

Pour remplacer le clinker dans ce nouveau produit, Holcim utilise un mélange de calcaire de haute qualité, de schistes calcinés et de cendres volantes. S’ajoute à cela un activateur purement naturel mis au point par des chercheurs de l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ), ainsi que des adjuvants pour béton de Sika soigneusement adaptés. Des études approfondies ont été menées conjointement sur les propriétés du béton frais et durci, ainsi que sur la durabilité et la corrosion. Le béton a passé avec succès tous les tests d’aptitude en laboratoire. Il s’agit maintenant de confirmer les résultats dans la pratique et de mieux comprendre comment le béton se comporte avec le nouveau ciment dans des conditions réelles.

Test pratique avec l’EPF

Une équipe de l’EPF de Zurich a placé des systèmes de capteurs haute résolution dans les parois en béton. Les sections de paroi avec du ciment à teneur réduite en clinker sont directement comparées aux zones voisines, qui ont été produites avec du ciment conventionnel. Cela garantit que les différents bétons soient exposés exactement aux mêmes conditions climatiques. Les capteurs transmettent des données via Bluetooth, ce qui permet de suivre l’évolution continue de la valeur de pH, de la concentration en chlorure et de l’humidité. Ceci peut par exemple être utilisé pour estimer la progression de la carbonatation du béton, qui a une influence négative sur la corrosion de l’armature en acier dans le béton. Une teneur plus faible en clinker peut en outre favoriser la carbonatation et ainsi la corrosion associée.
« Avec ce projet, nous avons l’occasion unique de collaborer avec des experts techniques, afin d’optimiser la production de la dernière génération de ciments à faible teneur en clinker dans le béton, mais aussi de surveiller en permanence leur influence dans les éléments de construction ; le tout à l’échelle industrielle 1:1 en continu », déclare Peter Kruspan, ingénieur produit chez Holcim Suisse. « Nous attendons les premières évaluations fondées de l’ensemble des analyses et des données à partir de 2020. »

Objectif de réduction supplémentaire de la teneur en clinker

Les limites sont bien loin d’avoir été atteintes. Holcim suppose que la teneur en clinker du ciment peut encore être réduite. Sans compter que la société a l’intention de remplacer plus fréquemment à l’avenir le clinker par des ressources secondaires locales renouvelables. Des études approfondies sont déjà en cours, mais uniquement en laboratoire. Comme pour le projet actuel dans le Vorarlberg, les compositions de ciment les plus prometteuses doivent d’abord aussi réussir l’épreuve pratique à l’échelle industrielle avant d’être commercialisées.
Utilisation de matériaux de recyclage locaux

Le premier ciment de ce type à connaître le succès est commercialisé en Suisse depuis 2018. Le ciment qui préserve les ressources Susteno 3R est le premier ciment normalisé au monde à substituer le clinker par des granulats mixtes recyclés de haute qualité issus de projets de démolition. La réutilisation du matériau de démolition a permis pour la première fois à Holcim de concevoir un produit répondant à tous les aspects du bouclement du cycle des matières.