Les nouveaux ciments bas carbone

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

En complément du « clinker », il existe des matériaux qui, finement broyés et en présence de chaux, aident au développement des résistances : les « composés cimentaires » tels que le calcaire, le laitier, les cendres volantes, les pouzzolanes ou encore les argiles calcinées.

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. Certaines combinaisons alliant clinker et composés cimentaires se révèlent très pertinentes.

De nouveaux ciments à basse empreinte carbone, avec de nouveaux ajouts, sont en cours de normalisation pour garantir leurs performances et leur durabilité.

• En 2020 : les CEM II/C-M (M pour mélange) et les CEM VI

Ces ciments sont des mélanges dits « ternaires » c’est à dire composés de clinker, de composés 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.

• En 2021 : les LC3 (Limestone calcined clay cement)

Composés de clinker, calcaire et métakaolin (argile calcinée), les ciments LC3 ont une résistance physique supérieure à celle des ciments actuels et une empreinte environnementale réduite de 35 à 40% par rapport au CEM I. Ces ciments seront inclus dans la norme Européenne EN 197-1 qui fait référence en Europe. Leur arrivée sur le marché français est envisageable à l’horizon 2020 car le comité de normalisation européen CEN/TC51 sous présidence française souhaite accélérer les procédures.

Ces différents ciments CEM II/C-M, CEM VI et LC3 permettront donc de réduire les émissions CO2 :

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

• Et au-delà … des ciments alternatifs

Des recherches sont actuellement menées pour développer de nouveaux clinkers, se caractérisant par une température de formation plus basse, et permettant une baisse de l’empreinte environnementale de l’ordre de 30%.

Parmi ces projets, on compte le Projet européen de recherche EcoBinder, qui regroupe 14 partenaires, cimentiers, laboratoires et bureaux de contrôles techniques. A ce jour, les résultats permettent d’envisager, pour une réduction de 30% de l’empreinte environnementale, 20% de gain sur les propriétés d’isolation thermique et une capacité accrue de résistance au feu.

Sur le plan normatif, il faudra une norme spécifique, à laquelle le Projet EcoBinder travaille déjà en liaison étroite avec le comité de normalisation européen CEN/TC51.