Le béton a un problème de carbone.

20 juillet 2022

Nous utilisons aujourd'hui plus de béton que d'acier, de bois, de plastique et d'aluminium combinés. En tant que matériau synthétique le plus populaire sur Terre, c'est la deuxième substance la plus consommée après l'eau. Cependant, les impacts environnementaux du béton sont souvent négligés. Lisez la suite pour comprendre pourquoi les émissions de béton sont si problématiques et ce que les scientifiques font pour les atténuer. 

Qu'est-ce que le béton ?

Le béton a été largement utilisé comme matériau de construction pendant des siècles, du Colisée de Rome utilisant du sable volcanique comme adhésif, aux maisons résidentielles et aux gratte-ciel géants qui utilisent le ciment Portland comme élément clé du béton moderne.

Le ciment Portland, l'adhésif le plus couramment utilisé dans le béton, le coulis et le mortier, a été inventé en 1824.
Le ciment Portland, l'adhésif le plus couramment utilisé dans le béton, le coulis et le mortier, a été inventé en 1824.

Le béton n'est pas tant un matériau spécifique qu'une classe de matériaux. C'est la combinaison de sable, de gravier ou d'un autre matériau de remplissage avec un adhésif, généralement du ciment ou un autre liant. Cela peut ensuite être renforcé avec des poutres en acier ou un treillis pour fournir une résistance à la traction et une flexibilité, résultant en une structure robuste et durable.

Pourquoi est-ce tellement populaire?

Le béton est le matériau de construction le plus utilisé dans le monde, et il n'est pas difficile de comprendre pourquoi. Le béton est durable, nécessite peu d'entretien et résiste à la fois au feu et à l'eau. Il peut protéger les gens du vent et de la pluie, et il peut résister à des conditions météorologiques encore plus extrêmes, que nous pouvons voir augmenter de façon spectaculaire à mesure que le climat continue de changer. 

Construire des bâtiments en béton n'est pas aussi bon marché que le bois ou l'acier, mais la résistance et la durabilité du béton permettent à cet écart de s'équilibrer avec le temps. Le béton a également la possibilité d'être coulé dans des dalles ou des moules sous forme liquide, renforcé avec de l'acier, puis durci pour devenir un matériau solide comme le roc. 

Bilan carbone du béton

La fabrication du béton est responsable d'environ 8% du CO mondial2 émissions - une différence frappante par rapport aux 2.8% de l'industrie aéronautique - et son impact environnemental s'étend bien au-delà.

Environ 600 kilogrammes de dioxyde de carbone sont rejetés pour chaque tonne de ciment produite.
Environ 600 kilogrammes de dioxyde de carbone sont rejetés pour chaque tonne de ciment produite.

Cette empreinte carbone provient principalement de la production de ciment Portland, le principal adhésif du béton. Le ciment est fabriqué à partir de calcaire de carrière (carbonate de calcium) chauffé à près de 1500 degrés Celsius, qui produit du clinker (oxyde de calcium, une forme de chaux) et du CO2. Ce clinker est broyé et mélangé avec de l'eau et du gypse pour créer du ciment. 

L'impact environnemental du béton peut être encore plus large que le simple CO2 émissions. L'un de ces problèmes est l'effet d'îlot de chaleur. C'est le phénomène où les espaces urbains sont nettement plus chauds que les zones environnantes en raison du béton et de l'asphalte ayant une capacité thermique beaucoup plus élevée et une réflectivité plus faible que la verdure. Cela a aggravé les effets du changement climatique dans les villes.

De plus, le concept d'"icebergs" en béton montre à quel point le béton est ancré dans notre paysage urbain et suburbain. Les constructions en béton durables ont changé la façon dont nous interagissons avec la nature. Les barrages, qui dureront des décennies, voire des siècles, sont érigés pour contrôler les rivières et les lacs et peuvent empêcher les systèmes écologiques de prospérer. Les infrastructures urbaines telles que les centres commerciaux, les immeubles de grande hauteur et les parkings à plusieurs niveaux produisent toutes d'énormes quantités de dioxyde de carbone lors du processus de construction et stockent le carbone de manière immuable, difficile à déconstruire et plus difficile encore à éliminer efficacement.

Quelques solutions concrètes

Des changements peuvent être apportés à la fois dans la façon dont le béton est produit et dans la façon dont nous interagissons avec lui dans la construction des espaces urbains. Comme point de départ, l'utilisation des dernières technologies peut optimiser le processus de fabrication afin de minimiser le gaspillage d'énergie et de réactifs. Être critique et précis quant à la quantité de béton requise dans un projet et en utiliser moins si possible est également très efficace. Cependant, changer des processus vieux de plusieurs décennies pour des alternatives plus durables pourrait également s'avérer utile là où le béton est toujours la meilleure option.

Certains impacts environnementaux du béton peuvent être atténués en utilisant simplement moins, en faveur de matériaux qui produisent moins d'émissions, sont plus facilement recyclables et peuvent réduire l'effet « d'îlot de chaleur » urbain.
Certains impacts environnementaux du béton peuvent être atténués en utilisant simplement moins, en faveur de matériaux qui produisent moins d'émissions, sont plus facilement recyclables et peuvent réduire l'effet « d'îlot de chaleur » urbain.

Des chercheurs de l'Université du Colorado ont peut-être trouvé un moyen de neutraliser la production de carbone de la production de béton avec du calcaire d'origine biologique. Certaines espèces de microalgues peuvent créer du carbonate de calcium en tant que produit de la photosynthèse, qui absorbe le dioxyde de carbone au cours du processus. Celui-ci peut ensuite être broyé comme le serait le calcaire et chauffé pour en faire du clinker pour le ciment. Cependant, cela peut être rendu encore plus efficace si la production de clinker elle-même réduit son CO2 production. Les carburants alternatifs tels que l'hydrogène ou les biocarburants peuvent réduire l'impact direct de la combustion de carburants fossiles. 

De plus, des ingénieurs de Cambridge ont mis au point une méthode qui réutilise le vieux béton qui, autrement, irait à la décharge. Les ingénieurs ont découvert que le ciment usagé est chimiquement très similaire au flux de chaux utilisé dans les usines de recyclage de l'acier. Le procédé utilise du ciment ancien à la place du fondant à la chaux qui, après recyclage de l'acier, forme un laitier presque identique au clinker. Cela peut ensuite être utilisé pour fabriquer du nouveau ciment encore et encore. L'agrégat peut également être réutilisé à partir d'anciens bétons, ce qui permet de réduire considérablement le gaspillage de roches et de sable et d'avoir un impact moindre sur l'environnement si le processus de recyclage est alimenté par des énergies renouvelables.

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