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Le ciment se cherche une double vie
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Le ciment se cherche une double vie

C’est un anniversaire qui incite à la réflexion. Les professionnels du ciment se retrouvent pour deux jours à l’Unesco sur le thème "the future of cement", 200 ans après que l’ingénieur français Louis Vicat a inventé le ciment. Cette roche artificielle est en effet en train de se réinventer. “Il a fallu attendre la fin du XXe siècle pour enfin comprendre comment le ciment fait prise et durcit, détaille Laurent Izoret, directeur délégué de l’Association technique de l’Industrie des liants hydrauliques (ATILH). Cette compréhension fine à l’échelle microscopique des mécanismes va permettre d’améliorer les méthodes de fabrication et également de favoriser le recyclage des bétons.”.

Le ciment est en effet la “colle” qui permet d’agréger le sable, les cailloux et l’eau dont est constitué le béton. Il est le résultat de la cuisson d’un mélange de 70% de calcaire et 30% d’argile complété éventuellement de fer et d’alumine. Cette alliance finement moulue est cuite à 1450°C dans un long four rotatif. Il en sort une pâte, le clinker qui est de nouveau broyé. La fabrication demande énormément d’énergie si bien que les cimenteries représentent 6% des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Pour réduire ce bilan, les fours sont désormais alimentés jusqu’à 70% par des déchets comme les pneus usagés ou des résidus industriels ,et ce afin d’économiser fuel, gaz ou charbon.

Des cristaux qui saturent en eau et changent de phase

L’étude à l’échelle nanométrique de la prise du béton ouvre depuis peu des perspectives d’économie d’énergie bien plus spectaculaires. “Il a fallu comprendre ce qui se passe dans la pâte de ciment qui lie ensemble les granulats du béton, poursuit Laurent Izoret. La poudre de ciment se dissous dans l’eau que l’on ajoute au béton. Lorsque la quantité de ciment que l’eau peut dissoudre est atteinte, le système est arrivé à saturation. Les cristaux de silicates et d’aluminates de calcium se débarrassent alors de leur charge et de nouveaux cristaux précipitent. Ce qu'on appelle alors des hydrates ne font plus partie de l’eau, ils changent de phase et peuvent accepter une nouvelle dissolution et former de nouveaux hydrates.”

Cet effet en cascade est mieux compris, et l’on envisage désormais de nouvelles voies de fabrication. Le programme européen Eco-Binder teste ainsi l’étape industrielle de fabrication de ciments utilisant des sulfo-aluminates de calcium. Avec cette matière, le chauffage peut être abaissé à 1100°C, soit une diminution de gaz à effet de serre de l’ordre de 20 à 40%. Les chercheurs d’Eco-Binder vérifient actuellement la résistance d’éléments préfabriqués en taille réelle à des agressions environnementales extrêmes (eau, chaleur, explosion) avant de pouvoir proposer ce nouveau béton aux ingénieurs.

Les bâtiments construits après la Seconde Guerre mondiale arrivent en fin de vie

Le recyclage est la seconde voie d’innovation, la plus cruciale aussi. Les infrastructures et bâtiments construits après les destructions de la Seconde Guerre mondiale arrivent en effet en fin de vie. Tous les ans, le BTP français génère 260 millions de tonnes de déchets, dont 17 millions de tonnes sont uniquement du béton.  “Actuellement, les granulats de béton recyclés (GBR) sont traités soit par l’enfouissement, soit par le recyclage en matériau de remblai pour les terrassements routiers, expose Laurent Izoret. Avec l’arrivée prochaine de volumes de déchets plus importants, la filière routière ne pourra pas absorber ces déchets et le coût environnemental de traitement va donc augmenter de façon importante.” Le projet national Recybéton explore les voies de réutilisation de ces matériaux qui sont de plus en plus rares. Les carrières de granulats et de sable se raréfient en effet alors que la demande augmente.

L’idée la plus séduisante consiste à "recarboner" le ciment. Sa fabrication consiste en effet à enlever le carbone du calcaire. Pourquoi ne pas utiliser alors les gravats comme un piège à CO2 ? “En transformant, par exemple, une dalle en béton armé d’une épaisseur de l’ordre de 20 cm en granulats d’environ 1 cm, la surface de contact offerte au CO2 atmosphérique se trouve multipliée par environ 1000, précise Laurent Izoret. Nos résultats montrent qu’il est possible, pour des bétons traditionnels de bâtiments des années 1950-1980, de capter 50 à 60 % du CO2 émis lors de la décarbonatation du calcaire.” Non seulement le CO2 atmosphérique est réabsorbé par les constituants du ciment, mais aussi les gravats durcissent pour former des granulats de bien meilleure qualité. Le bilan global s’en trouve nettement amélioré, que ce soit sur le plan des émissions de CO2 ou sur celui des économies de ressources naturelles. Les chercheurs pensent même accélérer le processus en exposant les déchets de béton à des atmosphères enrichies en CO2 ainsi que l’étudie le projet FastCar.

L’Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (Ifsttar) mène aussi une étude de bio-carbonatation à l’aide de bactéries. La précipitation des carbonates de calcium est en effet un phénomène naturel présent chez de nombreux organismes leur permettant de former leur squelette interne ou externe. Ainsi, certaines bactéries induisent la précipitation de carbonates de calcium par différentes voies métaboliques, un mécanisme que l’on pourrait imiter pour refaire du béton avec du béton.


Source : Science et Avenir
Crédit : JENS WOLF / ZB / DPA/ AFP

Démolition d'un immeuble en béton datant des années 1950. Chaque année en France, le BTP génère 17 millions de tonnes de déchets de cette roche artificielle.

Le ciment se cherche une double vie Actualités

Le ciment se cherche une double vie

C’est un anniversaire qui incite à la réflexion. Les professionnels du ciment se retrouvent pour deux jours à l’Unesco sur le thème "the future of cement", 200 ans après que l’ingénieur français Louis Vicat a inventé le ciment. Cette roche artificielle est en effet en train de se réinventer. “Il a fallu attendre la fin du XXe siècle pour enfin comprendre comment le ciment fait prise et durcit, détaille Laurent Izoret, directeur délégué de l’Association technique de l’Industrie des liants hydrauliques (ATILH). Cette compréhension fine à l’échelle microscopique des mécanismes va permettre d’améliorer les méthodes de fabrication et également de favoriser le recyclage des bétons.”.

Le ciment est en effet la “colle” qui permet d’agréger le sable, les cailloux et l’eau dont est constitué le béton. Il est le résultat de la cuisson d’un mélange de 70% de calcaire et 30% d’argile complété éventuellement de fer et d’alumine. Cette alliance finement moulue est cuite à 1450°C dans un long four rotatif. Il en sort une pâte, le clinker qui est de nouveau broyé. La fabrication demande énormément d’énergie si bien que les cimenteries représentent 6% des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Pour réduire ce bilan, les fours sont désormais alimentés jusqu’à 70% par des déchets comme les pneus usagés ou des résidus industriels ,et ce afin d’économiser fuel, gaz ou charbon.

Des cristaux qui saturent en eau et changent de phase

L’étude à l’échelle nanométrique de la prise du béton ouvre depuis peu des perspectives d’économie d’énergie bien plus spectaculaires. “Il a fallu comprendre ce qui se passe dans la pâte de ciment qui lie ensemble les granulats du béton, poursuit Laurent Izoret. La poudre de ciment se dissous dans l’eau que l’on ajoute au béton. Lorsque la quantité de ciment que l’eau peut dissoudre est atteinte, le système est arrivé à saturation. Les cristaux de silicates et d’aluminates de calcium se débarrassent alors de leur charge et de nouveaux cristaux précipitent. Ce qu'on appelle alors des hydrates ne font plus partie de l’eau, ils changent de phase et peuvent accepter une nouvelle dissolution et former de nouveaux hydrates.”

Cet effet en cascade est mieux compris, et l’on envisage désormais de nouvelles voies de fabrication. Le programme européen Eco-Binder teste ainsi l’étape industrielle de fabrication de ciments utilisant des sulfo-aluminates de calcium. Avec cette matière, le chauffage peut être abaissé à 1100°C, soit une diminution de gaz à effet de serre de l’ordre de 20 à 40%. Les chercheurs d’Eco-Binder vérifient actuellement la résistance d’éléments préfabriqués en taille réelle à des agressions environnementales extrêmes (eau, chaleur, explosion) avant de pouvoir proposer ce nouveau béton aux ingénieurs.

Les bâtiments construits après la Seconde Guerre mondiale arrivent en fin de vie

Le recyclage est la seconde voie d’innovation, la plus cruciale aussi. Les infrastructures et bâtiments construits après les destructions de la Seconde Guerre mondiale arrivent en effet en fin de vie. Tous les ans, le BTP français génère 260 millions de tonnes de déchets, dont 17 millions de tonnes sont uniquement du béton.  “Actuellement, les granulats de béton recyclés (GBR) sont traités soit par l’enfouissement, soit par le recyclage en matériau de remblai pour les terrassements routiers, expose Laurent Izoret. Avec l’arrivée prochaine de volumes de déchets plus importants, la filière routière ne pourra pas absorber ces déchets et le coût environnemental de traitement va donc augmenter de façon importante.” Le projet national Recybéton explore les voies de réutilisation de ces matériaux qui sont de plus en plus rares. Les carrières de granulats et de sable se raréfient en effet alors que la demande augmente.

L’idée la plus séduisante consiste à "recarboner" le ciment. Sa fabrication consiste en effet à enlever le carbone du calcaire. Pourquoi ne pas utiliser alors les gravats comme un piège à CO2 ? “En transformant, par exemple, une dalle en béton armé d’une épaisseur de l’ordre de 20 cm en granulats d’environ 1 cm, la surface de contact offerte au CO2 atmosphérique se trouve multipliée par environ 1000, précise Laurent Izoret. Nos résultats montrent qu’il est possible, pour des bétons traditionnels de bâtiments des années 1950-1980, de capter 50 à 60 % du CO2 émis lors de la décarbonatation du calcaire.” Non seulement le CO2 atmosphérique est réabsorbé par les constituants du ciment, mais aussi les gravats durcissent pour former des granulats de bien meilleure qualité. Le bilan global s’en trouve nettement amélioré, que ce soit sur le plan des émissions de CO2 ou sur celui des économies de ressources naturelles. Les chercheurs pensent même accélérer le processus en exposant les déchets de béton à des atmosphères enrichies en CO2 ainsi que l’étudie le projet FastCar.

L’Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (Ifsttar) mène aussi une étude de bio-carbonatation à l’aide de bactéries. La précipitation des carbonates de calcium est en effet un phénomène naturel présent chez de nombreux organismes leur permettant de former leur squelette interne ou externe. Ainsi, certaines bactéries induisent la précipitation de carbonates de calcium par différentes voies métaboliques, un mécanisme que l’on pourrait imiter pour refaire du béton avec du béton.


Source : Science et Avenir
Crédit : JENS WOLF / ZB / DPA/ AFP

Démolition d'un immeuble en béton datant des années 1950. Chaque année en France, le BTP génère 17 millions de tonnes de déchets de cette roche artificielle.

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

11 - Aude

►Jusqu'au 21 septembre

EXPOSITION
"ESCALE EN MÉDITERRANÉE ROMAINE"
 
Après 10 années de recherches, et à travers plus de 150 objets archéologiques, l'exposition présente les principaux sites du système portuaire narbonnais, inscrit le port de Narbo Martius dans le réseau des ports de commerce romains de Méditerranée occidentale et détaille les activités et les métiers qui se développaient au sein de ce port. 

Musée Narbo Via
2 avenue André Mècle
11100 Narbonne
04 68 90 28 90
https://narbovia.fr

25 - Doubs

►Jusqu'au 30 avril 

EXPOSITION 
"URGENCE CARBONE"

Urgence Carbone, œuvre d’Iris Leroyer réalisée en charbon de bois, symbolise une Terre carbonisée, qui souligne notre inertie face aux dérèglements de notre planète, en péril. Cette œuvre entre ainsi en dialogue avec les projections en grand format des sites du patrimoine mondial dans le Centre de lumières. 

Saline royale
Grande Rue
25610 Arc et Senans
03 81 54 45 13
www.salineroyale.com

►Du 1er juin au 19 octobre

FESTIVAL DES JARDINS
"L'ÉCOLE BUISSONNIÈRE"

Pour sa 25ème édition, en famille, découvrez des jardins ludiques et interactifs pensés pour reconnecter les enfants à la nature et développer leurs sens. Une porte d’entrée sur le rêve et l’imaginaire. Bien plus qu’un jardin, une expérience.

 Saline royale
Grande Rue
25610 Arc et Senans
03 81 54 45 13
www.salineroyale.com

30 - Gard

►Le 24 mai

"NUIT DU JEU À LA GROTTE !"

Une soirée pour petits et grands autour de jeux de société et de plateau dans une ambiance festive ! De 18h00 à 22h30. Adulte : 12 € - Enfant : 7 € - Gratuit pour les moins de 6 ans.

Grotte de la Salamandre
30430 Méjannes le Clap
04 66 600 600
www.grottedelasalamandre.com

42 - Loire

►Le 30 avril 

ATELIER ENFANT
"CRÉATION D'ATTRAPE-RÊVES, SPÉCIAL PÂQUES !"

Dans la tradition amérindienne, les attrape-rêves servent à éloigner les cauchemars et rendre nos nuits plus paisibles. Apprends à réaliser ton propre attrape-rêves à partir de décorations textiles sur le thème de Pâques !
Tarif : 5 € par enfant, gratuit pour les accompagnateurs. Dès 3 ans. Réservation obligatoire

Musée du Tissage et de la Soierie
125 place Vaucanson
42510 Bussières
04 77 27 33 95
www.museedutissage.com

52 - Haute-Marne

►Jusqu'au 21 septembre

EXPOSITION
"AOTEAROA NOUVELLE-ZÉLANDE, LES PROTECTEURS DE L’ARCHE PERDUE"

Sabine Bernert vous guidera à la rencontre du rare Kakapo, ce perroquet nocturne au bord de l’extinction, de l’étonnant Kiwi et du mystérieux Tuatara, un reptile aux origines préhistoriques. À travers des récits émouvants et des témoignages inspirants, découvrez le combat quotidien de leurs protecteurs dévoués, déterminés à préserver ces trésors uniques. Un voyage entre légendes et réalités.

Musée de Saint-Dizier
17 rue de la Victoire 
52100 Saint-Dizier
03 25 07 31 50
www.saint-dizier.fr

56 - Morbihan

►Le 30 mai

"ALIMENTATION À LA PRÉHISTOIRE"

Que mangeait-on et que buvait-on à la Préhistoire ? Pour le découvrir, le musée de Préhistoire de Carnac vous invite à une journée spéciale consacrée à l’alimentation à la fin de la Préhistoire et au début de l’Âge du Bronze. Pour l’occasion, Noémie Ledouble, médiatrice du patrimoine et expérimentatrice en archéologie de l’alimentation vous présentera une technique de brassage de la bière.

Musée de Préhistoire
Place Christian Bonnet
56340 CARNAC
02 97 52 66 36
www.museedecarnac.com

63 - Puy-de-Dôme

►Jusqu'au 18 mai

EXPOSITIONS
"Les extraordinaires aventures de Jean-Pierre Alibert" 
"Le Cabinet de Curiosités de Riom Limagne et Volcans" 
"Attention fragile !"

Le musée Mandet présente trois expositions inédites, mêlant art, histoire et sensibilisation environnementale. À travers ces expositions, vous découvrirez la richesse du monde animal, de l’héritage d’un aventurier du XIXe siècle et d’une création artistique participative unique inspirée des cabinets de curiosités.

Musée Mandet
14 rue de l’Hôtel de Ville
63200 Riom
04 73 38 18 53
www.rlv.eu/decouvrir/musees/musee-mandet-1

►Le 17 mai

"21E ÉDITION DE LA NUIT EUROPÉENNE DES MUSÉES"
MUSÉE MANDET & MUSÉE RÉGIONAL D’AUVERGNE 

Cette soirée exceptionnelle sera l’occasion de porter un regard neuf sur les collections et les expositions temporaires. Spectacle de magie avec la Compagnie de la Lanterne Magique, fresque participative avec l’artiste Iggy, visites à la lampe torche, ateliers et lancement de la toute nouvelle exposition du Musée régional d’Auvergne sauront ravir petits et grands.

Musée Mandet
14 rue de l’Hôtel de Ville
63200 Riom
04 73 38 18 53
www.rlv.eu/decouvrir/musees/musee-mandet-1

67 - Bas-Rhin

►Du 1er mai au 2 novembre

EXPOSITION
"RENÉ LALIQUE, ARCHITECTE ET DÉCORATEUR"

En 1925 a eu lieu l'Exposition des Arts décoratifs et industriels modernes à Paris. René Lalique a participé à ce rendez-vous exceptionnel. L'exposition fait la part belle à la mise en contexte au travers de photographies en grand format ainsi que de documents d'époque et d'éléments de décor en verre qui permettent de se replonger dans le passé.

Musée Lalique
40 rue du Hochberg
67290 Wingen-sur-Moder
03 88 89 08 14
www.musee-lalique.com

71 - Saône-et-Loire

►Jusqu'au 4 mai

"ATELIERS VACANCES DE PRINTEMPS"
LA MAISON DU CHAROLAIS

Des ateliers pour toute la famille : le hamburger du printemps avec une recette de pain vert, de fleurs et de feuilles avec une recette surprise, les petits artistes pourront se divertir avec l’atelier la "charolaise prend des couleurs" et la "charolaise en pointillés", et pour les amateurs de suspens, la chasse au trésor.

La Maison du Charolais
43 route de Mâcon
71120 Charolles
03 85 88 04 00
https://www.maison-charolais.com

75 - Paris

►Jusqu'au 31 août

EXPOSITION
"ALFRED DREYFUS. VÉRITÉ ET JUSTICE"

Le mahJ revient sur "l’Affaire" pour rappeler les grandes étapes de ce moment crucial de l’histoire de France. L'exposition révèle le combat acharné de Dreyfus pour faire éclater la vérité, corrigeant l'image d'un homme spectateur de la machination qui le conduisit à passer plus de quatre années à l'île du Diable et encore sept à lutter pour sa réhabilitation. 

Musée d’art et d’histoire du Judaïsme
71 rue du Temple
75001 Paris
01 53 01 86 53
www.mahj.org

►Jusqu'au 31 juillet

EXPOSITION
"CLEMENCEAU ET BERTA ZUCKERKANDL"

Le musée Clemenceau invite le public à découvrir sa nouvelle exposition-focus Clemenceau, Berta Zuckerkandl, une amitié autour de l’art entre Vienne et Paris. À cette occasion, le musée présente deux dessins de Rodin issus de ses collections ainsi qu'un portrait inédit de Sophie Clemenceau, soeur de Berta et épouse du frère de Georges, Paul, réalisé par Eugène Carrière.

Musée Clemenceau
8 rue Benjamin Franklin
75116 Paris
01 45 20 53 41
https://musee-clemenceau.fr

►Jusqu'au 11 mai 

EMPREINTE CARBONE, L'EXPO !

Conçue pour un public familial et articulée en trois parties, Empreinte carbone, l’expo ! vise à déconstruire les présupposés et les idées reçues sur notre empreinte carbone, à en examiner les mécanismes et à proposer aux visiteurs un espace de réflexion sur les actions à mener face au défi du changement climatique. 

Musée des Arts et Métiers
60 rue Réaumur
75003 Paris
01 53 01 82 63
www.arts-et-metiers.net

►Jusqu'au 31 août 

EXPOSITION
"BATTERIES"

En contrepoint d’"Empreinte carbone, l'expo !", Batteries présente un décryptage scientifique et sociétal des technologies de stockage de l’énergie qui façonnent les mobilités du futur. Cette expo capsule explore la fabrication des batteries et leur fonctionnement, mais aussi leur impact sur l'avenir énergétique.

Musée des Arts et Métiers
60 rue Réaumur
75003 Paris
01 53 01 82 63
www.arts-et-metiers.net

►Jusqu'au 16 novembre 

EXPOSITION
"PAULA PADANI. LA DANSE MIGRANTE : HAMBOURG, TEL-AVIV, PARIS"

L’exposition retrace le parcours méconnu de la danseuse Paula Padani (1913-2001) à travers plus de 250 photographies, affiches, documents et costumes. Par sa vision du mouvement comme force de vie, par sa capacité de rebond entre plusieurs pays et cultures, elle aura frayé de nouvelles routes pour son art et joué un rôle pionnier dans l’émergence de la danse contemporaine israélienne. 

Musée d’art et d’histoire du Judaïsme
71 rue du Temple
75001 Paris
01 53 01 86 53
www.mahj.org

80 - Somme

►Jusqu'au 21 septembre 

EXPOSITION 
"GUERRE EN JEUX"

Plongez dans un voyage à travers l’histoire de la pratique des jeux de guerre et explorez la manière dont ces jeux façonnent notre compréhension du monde et de nous-mêmes. Une exposition intergénérationnelle qui met l’accent sur l’interactivité et l’attachement au jouet. 

Historial de la Grande Guerre
Musée Péronne 
Château de Péronne - Place André Audinot
80200 Péronne
www.historial.fr

84 - Vaucluse

►Jusqu'au 10 juin

EXPOSITIONS
"CIRCUIT COURT & DÉTOURS"

Une exposition sous le signe du "local", et du mouvement. Paysages, scènes de la vie quotidienne, portraits et natures mortes, peintres des 19e et 20e siècles liés à Avignon ou sa région, œuvres issues de collections particulières des environs d'Avignon et du musée Vouland. 

Musée Louis Vouland
17 rue Victor-Hugo
84000 Avignon
04 90 86 03 79
www.vouland.com

►Du 13 mai au 3 juin 

LE CABINET DE CURIOSITÉ(S) NOMADE PAR LE MUSÉUM REQUIEN

Le « cabinet de curiosité(s) nomade » conçu par le muséum Requien pour Terre de Culture 2025 poursuit son voyage, et fait halte au musée Vouland. Son contenu propose des correspondances entre les collections des deux musées, et des échos avec le jardin du musée Vouland qui attisent la curiosité !

 Musée Louis Vouland
17 rue Victor-Hugo
84000 Avignon
04 90 86 03 79
www.vouland.com

92 - Hauts-de-Seine

►Jusqu'au 28 septembre

EXPOSITION
"COURBEVOIE ET SON AR(T)CHITECTURE"

Après "Faire Paysage", le cycle d'expositions "Ecrire la Ville" poursuit son exploration du patrimoine courbevoisien à travers son architecture. Appréhender cette histoire par la chronologie revient à entreprendre un cheminement au cœur des transformations urbanistiques de la ville.

Musée Roybet Fould
178 boulevard Saint-Denis
92400 Courbevoie
01 71 05 77 92
https://www.facebook.com/
museeroybetfouldofficiel

95 - Val d'Oise

►Les 3 & 5 mai

"FÊTE DES PLANTES"
CHÂTEAU DE LA ROCHE-GUYON

Pour cette nouvelle édition, la "Fête des plantes" proposera des solutions raisonnées pour arroser les jardins face au changement climatique et fera découvrir au public un florilège de jus, infusions et autres liqueurs issus de fruits et de végétaux. Au programme : rencontre avec des pépiniéristes, conférences, ateliers et animations autour du thème "Le jardin se boit".
Tarif : 8 €, gratuit pour les moins de 18 ans.

Château de La Roche-Guyon
1 rue de l’Audience
95780 La Roche-Guyon
01 34 79 74 42
www.chateaudelarocheguyon.fr

Lieux:
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