Proportionnalité teneur en clinker et empreinte carbone

L’empreinte carbone des ciments Portland est directement proportionnelle à leur teneur en clinker, le principe actif hydraulique nécessaire au développement des résistances mécaniques du ciment, et donc à sa solidité et à la durabilité des constructions.

En complément du clinker, il existe des matériaux qui, finement broyés peuvent participer au développement des résistances : les « matériaux cimentaires », tels que le calcaire, le laitier, les cendres volantes, les pouzzolanes, les pouzzolanes naturelles calcinées (dont les argiles calcinées). Ces derniers sont encore plus efficaces en présence de chaux.

Aujourd’hui, la manière la plus simple de réduire rapidement l’empreinte environnementale des ciments est de diminuer le plus possible leur teneur en clinker, tout en conservant leur résistance mécanique. Et pour ce faire, certaines combinaisons alliant clinker et matériaux cimentaires se révèlent très pertinentes.

Nouveaux mélanges ternaires : CEM II/C-M et CEM VI

Des ciments à basse empreinte carbone, et donc à basse teneur en clinker, ont été normalisés en Mai 2021, qui associent au clinker un ou plusieurs matériaux cimentaires : les CEM II/C-M (M pour mélange) et les CEM VI.

Ces ciments sont de nouveaux mélanges « ternaires », c’est à dire composés de clinker, et de deux autres matériaux cimentaires (laitiers, cendres ou pouzzolane) et de calcaire. Leur teneur en clinker varie de 50 à 65 % pour les CEM II/C-M et de 35 à 50 % pour les CEM VI.

Ces compositions permettent d’obtenir des performances mécaniques et de durabilité analogues aux ciments actuels, avec une réduction d’empreinte environnementale de 35 à 65 % par rapport au CEM I, le ciment utilisé pour les ouvrages d’art.

 

Histogramme des émissions de CO2/T de ciment pour tous les ciments normalisés
Empreinte carbone en kg de CO2 eq/t de ciment pour chaque ciment normalisé

Les ciments LC3

Les ciments LC3 (Limestone Calcined Clay Cement) issus des travaux de la RILEM, correspondent au CEM II/C-M de la norme européenne NF EN 197-5.

Ils sont constitués de clinker, métakaolin (argile calcinée) et de calcaire. L’interaction entre l’argile calcinée et le calcaire finement broyé favorise la formation de carbo-aluminates qui justifient d’une résistance mécanique supérieure à celle des ciments Portland de type CEM I.

Ces différents ciments CEM II/C-M, CEM VI permettent donc de réduire l’empreinte carbone :

  • de -50 % comparé à un CEM I (le ciment pur, sans ajout) ;
  • de -35 % comparé à la moyenne actuelle de tous les ciments.

 

 

Conférence iMAT « La décarbonation de l’industrie cimentière : les ciments bas carbone »

L’iMAT, l’Institut de science des matériaux de l'Alliance Sorbonne Université, est un espace de recherche interdisciplinaire, qui répond aux grands défis scientifiques, industriels et sociétaux de la science des matériaux.

Dans le cadrede son 2ème cycle de formation « Matériaux, Recherche, Innovation » l’iMAT a proposé plusieurs conférences de chercheurs travaillant dans l’industrie, dont celle de Laurent IZORET, Directeur Produits : Applications et Recherches du SFIC, « La Décarbonation de l’industrie cimentière : les ciments bas carbone » :



0 commentaires
19/04/2022 kaki Coulibaly
Il existe dans des pays comme la Côte d'Ivoire des matériaux inertes mais qui semble-t-il, peuvent remplacer valablement le calcaire avec un indice de broyabilité pas trop élevé.
en effet, l'importation calcaire non disponible sur notre territoire reste problématique à cause du fret et donc d'un indice carbone additionnel. Il serait intéressant de pouvoir faire des essais avec ce matériau en vue d'une normalisation au niveau local vue que la plupart des entrepreneurs ne se retrouvent qu'avec les normes européennes
BR
28/04/2022 Equipe Infociments
Bonjour @Kaki Coulibaly
Pour apporter un premier élément de réponse à votre question, il faudrait que nous en sachions plus sur la nature du matériau auquel vous faite référence.
Nous pourrions alors vous guider dans la conception d’un programme d’essais pré-normatifs à faire réaliser par les laboratoires locaux. Si la disponibilité de ce matériau est globale, pourquoi pas le reconnaitre dans la norme européenne.
Faites nous savoir si vous souhaitez continuer l'échange hors ligne. Bien à vous, L'Equipe Infociments
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