Les cimentiers redoublent de communiqués pour nous expliquer en quoi, non seulement leurs ciments ne sont pas agressifs vis à vis de l’environnement, mais, de plus, pourraient même aider à améliorer une situation environnementale critique, qu’il s’agisse de l’environnement en général ou de celui de leurs clients, les occupants des habitats construits avec leurs matériaux en particulier.
Au fil de cet article, nous allons remettre leurs produits dans leur contexte historique, analyser ce qu’ils permettent, ce qu’ils causent et, au final, essayer de démêler le vrai du faux, mettre en évidence ce que nous sommes en droit d’attendre ou ce que nous devrions craindre de ce matériau qu’est le ciment.
Nous avons déjà, ici, décortiqué ou édité des greenwashings particuliers, cette fois c’est au produit générique que nous allons nous intéresser, le ciment artificiel, dit aussi “ciment Portland”.
Histoire des liants et du ciment
Nous nous appuierons, ici, sur les dires et écrits de gens, a priori incontestables, à qui nous empruntons des passages de leur site, infoCiments :
Présente sur l’ensemble du territoire, au plus proche des utilisateurs, l’industrie cimentière française regroupe cinq sociétés productrices de ciment : Ciments Calcia, Eqiom, Kernéos, Lafarge Ciments et Vicat. Pour la représenter, quatre organisations professionnelles et une fondation … fondation Ecole Française du Béton (EFB).
Les bétons sont utilisés et mis en œuvre par l’homme depuis des millénaires, et ce dans des régions aussi différentes que la Chine, l’Egypte ou les Amériques, démontrant, si besoin est, leur universalité (le béton est un mélange d’agrégats et d’un liant) .
Les Egyptiens ont réalisé des bétons à base de chaux, d’argile, de sable et d’eau à partir de 2 600 ans avec JC pour la pyramide Abou Rawash.
Les Grecques perpétuèrent et utilisèrent le savoir faire du béton, lequel arriva jusqu’aux romains. Les Romains firent évoluer les bétons, certains étant, d’ailleurs, qualifiés de “bétons romains”. Ils ajoutèrent soit de la pouzzolane soit des résidus de brique, ce qui leur permit d’obtenir la prise de ces bétons dans l’eau. L’architecte romain Vitruve, vers l’an -15 en décrit les principes dans son livre II, chapitre 6. On sait, depuis et grâce à de multiples études que ces bétons tiraient leur solidité et sont arrivés jusqu’à nous du fait de la présence en quantité de silicate d’alumine. Il faut attendre les travaux de l’anglais James PARKER à la fin du XIXème siècle et son brevet sur les ciments qu’il appela “Ciments romains” pour la pose des 1ers principes des liants à prise rapide. C’est le baron VICAT qui, en 1818, posa les bases ultimes du ciment avec l’ajout d’argile au calcaire qui, lui, est l’ingrédient unique de la chaux.
Les travaux de M. VICAT permirent, initialement, de créer le ciment, d’ailleurs porteur de son nom, le ciment prompt dit “Vicat”.
Il découvrira en 1840 comment produire un ciment artificiel, base des ciments actuels, à la fois dans sa composition et sa température de cuisson, environ 1450°, contre 900° pour les ciments prompts ou la chaux.
Le monde entrait dans les temps modernes avec, pour l’industrie, les prémices de l’acier, pour le travail, les prémices de la maîtrise de la thermodynamique, base des machines à vapeur puis, plus tard, des moteurs à explosion.
Premier ouvrage réalisé par Vicat en béton coulé
Le bâtiment bénéficiera des apports du ciment artificiel, baptisé depuis “ciment Portland”, particulièrement pour gagner en reprises de charge du fait de l’intégration possible de ferraillages. Ceci a non seulement permis l’apparition et le développement, entre autre, des dalles et linteaux, mais a aussi permis d’augmenter la portée des ouvrages d’art.
La meilleure liaison des éléments entre eux a permis de diminuer les épaisseurs, entre autres, des murs.
Le 1er ouvrage d’art connu et réalisé avec ce liant est le pont du jardin des plantes à Grenoble(pdf), édifié en 1855, très peu de temps après l’ouverture des 1ères cimenteries modernes vers 1850.
Ce petit ouvrage fut, si l’on peut dire, la modeste tête de pont d’innombrables autres réalisations, infiniment plus impressionnantes.
Que nous disent les fabricants, leurs syndicats ou porte-paroles ?
Pourquoi lier ciment et CO2
Le secteur de la construction représente 10% des émissions mondiales des Gaz à Effet de Serre. A lui seul le béton est responsable de 52% de ces 10%, c’est à dire qu’il représente 5% des émissions mondiales de GES. Le ciment, bien que ne représentant qu’environ 12% du volume total des bétons (la majeure partie étant composée par les agrégats, le sable et l’eau), est responsable de 98% des émissions globales de GES du béton.
Donc, comme les chiffres nous le démontrent, intrinsèquement, le ciment est très émetteur de GES, CO2 entre autres.
Sources des émissions de CO2 du ciment
La chaux est tirée du calcaire. Plus il est pur, plus la chaux est dite aérienne. Pour fabriquer du ciment, il faut, entre autre, ajouter de l’argile en amont.
La cuisson de ces ingrédients provoque, entre autre, la calcination du calcaire. Dit autrement, le CO2, naturellement contenu dans le calcaire, en est extrait et s’échappe dans l’atmosphère. Cette réaction est la source principale des émissions de CO2 lors de la fabrication du ciment. Elle correspond à 60% environ des émissions totales de CO2.
(La deuxième source, liée aux besoins de chauffage,représente les 40% restants.)
Béton bas carbone
Parler de béton bas carbone, attendu que 98% du carbone relâché qu’on peut lui attribuer sont dus au ciment lui même, revient à parler de ciment bas carbone. La grande question étant : est-il possible de produire du ciment bas carbone ?
Comment faire du ciment bas carbone ?
40% des émissions de CO2 sont issus de la cuisson des éléments. Peut-on fabriquer du ciment Portland en le chauffant à moins de 1450° ? Non, en tout cas pas du ciment Portland.
Alors, via l’utilisation d’énergie autre que fossile ?
S’il faut toujours chauffer à 1450°, qu’à celà ne tienne, il suffit de chauffer avec des ingrédients qui, de toute façon, devraient être brûlés (déchets divers, entre autres vieux pneus, carcasse d’animaux morts, plastiques, mousses diverses …).
C’est effectivement une piste intéressante, mais …
En 2015, 38% de l’énergie nécessaire à la cuisson des ingrédients étaient de ce type. L’industrie espère atteindre 50% à l’horizon 2030, ce qui représente une progression de 12% en 35 ans, soit moins de 1% par an. Et encore, cela est basé sur un espoir de progression des volumes de déchets, heureusement, ce n’est pas du tout la tendance !
Il s’agit bien là d’une information vraie mais relevant plus de la communication que d’un espoir à entretenir et nourrir.
En intégrant moins d’ingrédients à décarboner
Ceci pourrait être atteint en diminuant les proportions de matière à décarboner dans le ciment. Plusieurs pistes sont possibles. Les deux principales étant de remplacer en partie le calcaire par des “cendres volantes” issues des déchets de combustion des centrales électriques thermiques et des laitiers des hauts fourneaux issus, eux, de la sidérurgie, sauf que… l’air du temps est plutôt à la fermeture des centrales thermiques et, malheureusement, la sidérurgie est en forte régression dans notre pays.
Il s’agit là aussi d’informations vraies mais les développer relève plus de la communication que de réels espoirs !
En développant d’autres formulations ?
Une des pistes, a priori prometteuse, consisterait à substituer un liant à base d’argile aux liants basés sur le calcaire. Un pôle industriel est en cours de développement en France, HP2A, filiale d’Argilus. Nous suivons de près cette piste et ne manquerons pas de nous faire l’écho de son développement et de ses progrès.
D’autres pistes sont étudiées, dont une portée par Lafargeholcim, permettraient de limiter les besoins en température à environ 200° de moins.
Malheureusement, en dehors du projet HP2A, les autres semblent être un peu en standbye, comme si les commanditaires, tous déjà dans l’industrie du ciment, se positionnaient plus dans la R&D tout en se contentant de continuer sur la lancée de process bien maîtrisés et fort rentables, ceux de la production de ciment portland.. Il se pourrait qu’un des freins au développement de ces nouveaux produits soit d’ordre économique … Et si, au moins pour ceux portés par les cimentiers eux-mêmes, ce n’étaient que des serpents de mer ?
Un scoop sur le carbone ?
Puisque nous avons abordé les relations possibles industrie de la métallurgie/industrie du ciment, que nous cachent ces deux acteurs dans un jeu de “cache cache” précisément ?
En ce qui concerne les laitiers intégrés dans la composition du ciment, les métallurgistes disent que, attendu que leur destination finale est d’entrer dans la composition du ciment, le CO2 qui leur est imputable doit être pris en charge par les cimentiers, lesquels cimentiers … disent que, attendu qu’ils recyclent un déchet de la métallurgie, le CO2 qui lui est imputable doit être pris en charge par la métallurgie ! En attendant qu’ils se mettent d’accord, personne n’assume le CO2 lié à ce laitier des hauts fourneaux !
Ciment puits à carbone
Là, on atteint au sublime !
Le ciment a été développé et a connu une bonne part de son succès du fait que, contrairement à la chaux, il autorise son emploi conjointement au ferraillage, ce qui, comme développé ci-après, a permis la réalisation de dalles et autres linteaux.
Et pourquoi l’acier des ferraillages a été intégrable aux bétons de ciments ? Parce que leur prise se fait non plus par carbonatation mais par hydraulicité. En effet, la carbonatation, comme développé ci-après, se fait en puisant du carbone dans l’atmosphère, lequel est pris sur le CO2. Bonne nouvelle, on va piéger du CO2, c’est tout au moins ce qu’on voudrait nous faire avaler et qui n’est qu’en partie vrai.
Pour rappel, la part de CO2 issus du ciment et imputable à sa calcination est de 60%. L’autre part est due majoritairement au chauffage. Aucune possibilité de capter ces 40% !
Et, en ce qui concerne les 60% issus de la calcination, si le béton pouvait les recapter en totalité, les ferraillages seraient alors, comme dans la chaux, exposés à l’oxydation de l’oxygène issue de la décomposition du CO2 et donc rouilleraient !
Nous pensons qu’effectivement, nous faire croire à cette possibilité de puits à carbone, c’est un peu, beaucoup, nous faire prendre des vessies pour des lanternes !
Désordres secondaires liés au ciment et, surtout, aux bétons
Pour faire du béton, il faut, en plus du liant ciment, des agrégats, dont du sable. Or, ce sable, que nous pensions disponible et inépuisable, commence à manquer dramatiquement. En effet, le sable, le plus largement disponible, celui des déserts, est inutilisable pour produire du béton. Il doit être soit extrait de carrières, soit tiré du lit des fleuves ou rivières, soit pris sur les plage.
Certes les fabricants de ciment ne communiquent pas sur ce point (on les comprend !), mais il n’en demeure pas moins que c’est une réalité qui vient s’ajouter aux autres.
Le dossier devient lourd !
Voisinage des centrales à béton
Nous ne pouvons passer sous silence les désagréments du voisinage d’une cimenterie du fait, entre autres, des émissions de poussière et micro-particules, or les process de cuisson et de broyage en émettent beaucoup. Par ailleurs, que deviennent les dioxines émises dans celles qui font appel à la combustion de déchets incinérables.
Notre conclusion :
Le ciment a rendu de grands services et en rendra probablement encore.
Faut-il pour autant et sous prétexte qu’il a été largement utilisé par le secteur de la construction depuis environ un siècle, en faire l’alpha et l’oméga du bâtiment ?
A notre avis Non. Il faut le limiter à des emplois où un autre matériau plus vertueux ne peut pas lui être substitué.
Est-ce que les cimentiers doivent persévérer dans leur manière de communiquer ?
A notre avis non, ceci pour au moins 2 raisons :
- ils font ainsi montre d’une non prise en compte des défis du futur, ce qui est, pour le moins et à nos yeux, grave et irresponsable,
- il est désormais, à l’ère de la communication numérique, intolérable de prendre les consommateurs pour des incrédules !
Notre conseil : Utilisez le ciment là où il vous est indispensable mais pas plus. Ailleurs, et chaque fois que possible, préférez lui des matériaux plus respectueux de l’environnement.
La lettre d'information de Claude Lefrançois, alias Papy Claude
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