Quel est le bilan carbone du béton et des autres matériaux de construction ?
Alors que nous continuons à nous industrialiser et à nous urbaniser à un rythme toujours plus rapide, il est important que nous tenions compte de l'impact carbone du bâtiment.
L'une des mesures clés pour évaluer la durabilité d'un matériau est son empreinte carbone, qui mesure la quantité totale de gaz à effet de serre (GES, exprimé en équivalent CO2) émis lors son cycle de vie, de la production à l'élimination. L'empreinte carbone d'un matériau comprend une part importante d'énergie grise.
Quelle méthode de calcul pour mesurer une empreinte carbone ?
Définition de l'énergie grise
L'énergie grise est la quantité totale d'énergie nécessaire pour produire, transporter et éliminer un matériau.
Elle comprend l'énergie directe utilisée pour sa production (par exemple, la combustion de combustibles fossiles) ainsi que l'énergie indirecte utilisée dans sa chaîne d'approvisionnement (notamment, pour alimenter les usines et les véhicules).
On parle de carbone incorporé, qui correspond à la quantité totale de CO2 émise tout au long de sa durée de vie.
L'analyse du cycle de vie pour calculer une empreinte carbone.
Une analyse du cycle de vie permet d'estimer les émissions de gaz à effet de serre pendant toute la durée de vie du matériau. Ci-dessous les différentes étapes :
- La fabrication
- La distribution
- L'utilisation
- La gestion de sa fin de vie et des déchets
Quelle est l'empreinte carbone du béton ?
Le béton est un choix populaire dans la construction d'un bâtiment en raison de sa résistance à la compression et à la traction.
Selon Info Cement, l'empreinte carbone du béton armé varie de 285 à 400 kgCO2e par mètres cubes. Cela fait du béton l'un des composants les plus intensifs en carbone utilisés dans la construction.
Lors du choix d'un béton, il est important de considérer l'impact environnemental de chaque option.
De quoi est composé le béton ?
Le béton est un matériau de construction composé de ciment, de granulats (généralement du gravier, du calcaire ou du granit, plus un granulat fin comme le sable), d'eau et d'adjuvants chimiques.
Les ingrédients du béton sont habituellement pondérés en volume (plutôt qu'en masse), le ciment, les granulats, le sable et l'eau constituant la grande majorité du mélange.
Le principal composant du béton, le ciment, est responsable de 98 % des émissions de GES. Pourtant, le ciment ne représente que 11,7 % du poids d'un béton courant. L'eau, le sable et le gravier contenus dans le béton ont une empreinte carbone particulièrement faible.
Le bilan carbone du ciment
Le ciment étant l'ingrédient clé du béton, il a un impact significatif sur l'empreinte carbone de ce matériau.
Le ciment est responsable d'environ 5 % des émissions de gaz à effet de serre au niveau mondial, ce qui en fait l'un des matériaux les plus intensifs en carbone utilisés dans le BTP.
Le processus de fabrication, notamment du clinker, est énergivore.
Le clinker est le principal composant du ciment. Il est produit par la cuisson de calcaire et d'argile à des températures élevées.
Le clinker nécessite d'être chauffé dans un haut fourneau à haute température, grâce à des combustibles fossiles.
Cette étape représente 33% de l'empreinte carbone du ciment (et donc du béton).
La décarbonation du calcaire a un impact carbone très élevé.
Le processus de calcination est un processus chimique au cours duquel le carbonate de calcium (CaCO3) est converti en oxyde de calcium (CaO).
Cette dernière libère du dioxyde de carbone et est responsable de 66 % des émissions de CO2 du ciment et du béton.
CEM I, CEM II, CEM III : les différents types de ciments
Les ciments composites (CEM II et CEM III) contiennent du clinker partiellement ou totalement remplacé par d'autres composants hydrauliques tels que le laitier de haut fourneau, les cendres volantes ou la pouzzolane.
L'inclusion de ces matériaux secondaires dans le ciment peut contribuer à réduire son empreinte carbone jusqu'à 50%.
Comment diminuer l'empreinte carbone du béton ?
Plusieurs pistes sont mises en œuvre pour réduire l'empreinte carbone du béton. Les acteurs du secteur, notamment les cimentiers comme Lafargeholcim, sont de plus en plus contraints de proposer des produits bas-carbone.
La modernisation des outils industriels.
LafargeHolcim entreprend une modernisation majeure de ses cimenteries et usines.
Cette modernisation implique des investissements importants dans nos cimenteries et usines.
Un investissement de plus de 120 millions d'euros vient d'être réalisé dans la cimenterie de Martres-Tolosane afin de réduire l'impact carbone par tonne produite. 40 millions d'euros supplémentaires ont été décidés pour l'usine de Saint-Pierre-La-Cour, dans le but de construire une nouvelle ligne de production pour un ciment dont le poids carbone serait réduit de 50 %.
Remplacer les combustibles fossiles par des énergies alternatives issues des déchets.
Ces dernières années, d'importants progrès ont été réalisés dans le domaine de la récupération des déchets pour la production d'énergie.
Aujourd'hui, 50 % de l'énergie nécessaire au fonctionnement des fours provient de la récupération des déchets, contre 100 % de combustibles fossiles dans le passé.
Ce changement est dû aux nouvelles technologies qui permettent de récupérer efficacement l'énergie des déchets.
Les deux lignes de récupération des déchets de la cimenterie de Port-La-Nouvelle ont été entièrement rénovées. Cet investissement de 6 millions d'euros permettra à l'entreprise de réduire son utilisation de combustibles fossiles de 75 % d'ici à 2021 et de 90 % d'ici à 2022.
Pour l'usine de Martres-Tolosane, ce nouvel investissement aidera à atteindre 80 % de substitution.
Le pisé se pose en alternative crédible et écologique au béton
Le pisé préfabriqué est une technique moderne qui consiste à utiliser des blocs de terre crue standardisés, fabriqués à l'avance en dehors du chantier, pour construire des murs.
Cette méthode reprend le principe traditionnel du pisé, qui consiste à damer de la terre argilo-graveleuse par couches successives dans un coffrage directement sur le chantier.
Le pisé préfabriqué permet de limiter la pénibilité liée à la production de ces matériaux sur le chantier et de garantir une qualité constante des produits.
Il permet également de conserver des matériaux locaux, naturels, à faible impact carbone et recyclables en utilisant des unités de production de petite taille situées à proximité des sources de terre et des chantiers.
Terrio fabrique du pisé préfabriqué à grande échelle permettant la construction de murs de structure, de cloisonnement et de façade.
Le développement de nouveaux liants.
Ces dernières années, la recherche de nouveaux liants moins émissifs a été accentuée.
Le développement de nouveaux liants moins polluants est une étape cruciale pour rendre le béton plus durable.
Divers nouveaux ajouts au clinker sont utilisés afin de massifier l'offre bas-carbone, comme les argiles calcinées, le laitier et les cendres volantes.
Grâce à ces alternatives, il est possible de réduire l'intensité carbonique du béton sans sacrifier sa qualité ou ses performances.
Quel est le bilan carbone de l'aluminium ?
L'aluminium est un choix populaire pour la construction car il est léger et durable. Cependant, l'aluminium a un impact carbone élevé en raison de l'énergie intrinsèque de ce métal. La production d'aluminium implique l'extraction de bauxite, un processus à forte intensité de ressources. En outre, la fusion de l'aluminium nécessite de grandes quantités d'électricité, qui provient généralement de centrales électriques au charbon. Par conséquent, l'empreinte carbone de l'aluminium varie de 17 à 34 kg de CO2e par kilogramme.
Comment réduire l'empreinte carbone de l'aluminium ?
Il existe un certain nombre de moyens de réduire l'empreinte carbone de l'aluminium. L'une d'elles consiste à recycler l'aluminium, ce qui ne nécessite que 5 % de l'énergie nécessaire pour créer du nouvel aluminium à partir de la bauxite.
Une autre option consiste à utiliser une électricité à faible teneur en carbone pour alimenter les fonderies d'aluminium. Pour ce faire, on peut utiliser des sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie solaire ou l'énergie éolienne.
Enfin, les producteurs d'aluminium peuvent compenser leurs émissions en investissant dans des projets de réduction des émissions de carbone.
Quel est le bilan carbone de l'asphalte ?
L'asphalte est un matériau couramment utilisé dans la construction des routes.
La production d'asphalte implique le chauffage du bitume, un produit à base de pétrole. Ce processus libère des GES dans l'atmosphère. En outre, le transport et l'application de l'asphalte génèrent également des émissions. Par conséquent, l'empreinte carbone de l'asphalte est d'environ 10 à 20 kg de CO2e par tonne d'asphalte.
Quelles sont les alternatives à l'asphalte ?
Il existe une multitude d'alternatives à l'asphalte qui peuvent être utilisées dans la construction des routes. L'une d'elles est le béton, dont l'empreinte carbone est inférieur à celle de l'asphalte. Une autre option est le gravier, qui ne nécessite pas le chauffage de combustibles fossiles pendant la production. En outre, il existe une multitude de liants d'origine végétale qui peuvent être utilisés comme alternative à l'asphalte. Ces liants sont fabriqués à partir de composants durables tels que les balles de riz ou le bambou. Une autre possibilité est le recyclage des chaussées. Il s'agit de broyer le revêtement d'asphalte existant et de l'utiliser comme base pour le nouvel asphalte. Ce processus réduit les émissions en éliminant la nécessité de produire du nouvel asphalte.
Ci-dessous la consommation énergétique nécessaires pour produire les principaux matériaux de construction :
L'achat de matériaux de construction représente une part non négligeable du scope 3 des entreprises de construction et il est donc nécessaire de prendre en compte ces émissions dans le calcul du bilan carbone.
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