Les nouveaux matériaux de construction, boostés par des micro-organismes ingénieux, rendent le secteur plus respectueux du climat.
Le béton est le matériau le plus utilisé au monde, façonnant une grande partie de notre environnement bâti. La production de ciment, ingrédient clé du béton, génère une quantité significative de CO2. Selon le think tank londonien Chatham House, elle représente 8 % des émissions mondiales de CO2. Si la production annuelle de ciment d'un pays était comptabilisée comme un État, il serait le troisième plus grand émetteur après la Chine et les États-Unis. Pourtant, ces émissions sont souvent sous-estimées.
Le béton « autocicatrisant » pourra être utilisé pour le pavage, les façades et le mobilier urbain dans un avenir proche.
Aujourd'hui, 4 milliards de tonnes de ciment sont produites chaque année. Chatham House prévoit une hausse à 5 milliards de tonnes d'ici 30 ans, avec l'urbanisation croissante. Les émissions proviennent en partie des combustibles fossiles brûlés pour atteindre les 1 450 °C nécessaires, mais surtout du processus chimique transformant le calcaire en clinker, ensuite broyé et mélangé pour former le ciment.
L'industrie de la construction résiste au changement pour des raisons de sécurité et de fiabilité. Cependant, la pression pour réduire son impact climatique s'intensifie. En 2018, la Global Cement and Concrete Association a publié des directives de durabilité incluant la réduction des émissions et de la consommation d'eau, avec plus de transparence dans les processus.
Certaines entreprises anticipent cette transition. La start-up américaine Solidia, sous licence de l'Université Rutgers, utilise un procédé chimique réduisant de 30 % les émissions de CO2 grâce à plus d'argile, moins de calcaire et moins de chaleur. En Europe, des projets de recherche explorent des alternatives durables : substitution du ciment par des matériaux recyclés comme les gravats de béton, cendres d'incinération, déchets miniers, boues de dragage ou scories métalliques.
Les chercheurs de VITO, avec Orbix, ont développé le « Carbstone » : carreaux et pierres à base de laitier d'acier et de CO2. « Le laitier est broyé en poudre qui réagit avec du CO2 concentré, le fixant dans un ciment carbonaté », explique Ruben Snellings de VITO. « À terme, nous utiliserons du CO2 issu de processus industriels ou capté dans l'air. » Plus tôt cette année, le premier « sentier circulaire » en Carbstone a été posé à Gand.
Dans le projet Concrete to Concrete, scientifiques belges et néerlandais testent le remplacement partiel du ciment par des gravats recyclés. Les résultats initiaux montrent jusqu'à 30 % de substitution sans perte de résistance.
HeidelbergCement vise à transformer un site norvégien en première usine zéro émission mondiale d'ici 2030, via des carburants alternatifs issus de déchets et une capture-stockage du carbone offshore.
Les chercheurs exploitent aussi les bactéries pour capter le CO2 et améliorer le béton. Des start-ups développent des matériaux « vivants ». BioMason, aux États-Unis, « cultive » des briques ciment-like avec bactéries et agrégats.
À l'Université du Colorado à Boulder, des cyanobactéries photosynthétiques produisent du béton bas carbone dans une matrice hydrogel-sable, formant des briques auto-réparatrices. À l'Université de Gand, un béton autocicatrisant similaire est en cours.
Ces matériaux ne remplacent pas encore le béton traditionnel pour charges lourdes. « Les tests de durabilité à long terme sont calibrés pour les matériaux classiques, pas pour les nouveaux », note Snellings. Ils conviennent d'abord au pavage, façades et mobilier urbain.
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