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16 octobre 2014 | La Revue POLYTECHNIQUE 08/2014 | Matériaux

Un nouveau ciment écologique pour répondre aux besoins futurs

Une nouvelle sorte de ciment réduisant jusqu’à 40 % l’empreinte carbone de ce matériau a été mise au point par un consortium mené par l’EPFL. Un soutien financier de la Direction du développement et de la coopération suisse (DDC) a été accordé pour accélérer le projet. L’Institut des Technologies d’Inde et des universités cubaines et brésiliennes ont participé à ce projet.

Bien qu’il s’agisse de l’un des matériaux de construction les plus écologiques, la production de ciment est responsable de presque 10 % des émissions de CO2dues aux activités humaines. Un consortium dirigé par l’EPFL vient de recevoir un soutien de la Direction du développement et de la coopération suisse (DDC) afin d’accélérer la mise au point et l’expérimentation d’une nouvelle sorte de ciment à faible impact environnemental. Elaboré en partenariat avec l’Institut des Technologies d’Inde et différentes universités cubaines et brésiliennes, ce produit basé sur un mélange d’argile et de calcaire pourrait remplacer jusqu’à la moitié du ciment Portland utilisé traditionnellement, réduisant ainsi jusqu’à 40 % les émissions de CO2dues à ce matériau. A l’échelle mondiale, il pourrait même faire diminuer la production globale de CO2de plusieurs pourcents.

Produire une tonne de ciment Portland relâche jusqu’à 800 kg de CO2dans l’atmosphère. En substituer une partie par d’autres matériaux pour limiter ces émissions est une stratégie déjà bien établie dans l’industrie du ciment. Cependant, l’accès à des matériaux permettant une importante substitution du ciment n’est pas aisé. En effet, les matériaux couramment utilisés, tels que des sous-produits de la sidérurgie (laitiers) ou des résidus de combustion, par exemple, ne sont pas disponibles en assez grandes quantités pour répondre à la demande.
 
Une chimie en synergie
Comme l’explique Karen Scrivener, scientifique responsable du projet, l’efficacité de ce nouveau ciment vient de sa composition chimique. Baptisé LC3 pour «Limestone Calcined Clay Cement», il est constitué d’argile calcinée et de calcaire broyé. Les aluminates du premier interagissent avec le carbonate du deuxième, formant une pâte moins poreuse et donc plus résistante. Ces matériaux étaient jusqu’alors utilisés séparément pour remplacer une petite partie seulement du ciment. Or, mis ensemble, ils peuvent en composer jusqu’à la moitié, sans altérer la performance du produit final.
Les chercheurs, qui ont activement collaboré avec des partenaires industriels et gouvernementaux, espèrent faire du LC3 la nouvelle référence pour les plus grandes entreprises du secteur. Deux projets pilotes d’envergure industrielle, menés en Inde et à Cuba, ont d’ores et déjà démontré l’efficacité du produit et la facilité avec laquelle il peut être intégré à l’actuelle chaîne de production. D’autres tests à plus large échelle sont prévus.
 
Des besoins satisfaits
Le LC3 est conçu pour satisfaire les besoins des fabricants, aussi bien que ceux des usagers. Il a été pensé pour s’insérer dans les chaînes de production existantes. L’argile et le calcaire sont des ressources que l’on trouve en grande quantité dans les carrières du monde entier. Et le nouveau produit s’utilise de la même façon que le traditionnel ciment Portland.
 
Laboratoire des matériaux de construction (LMC)
Karen Scrivener
Tél.: 021 693 58 43
1015 Lausanne
http://lmc.epfl.ch