Bienvenue dans un nouveau monde... le notre

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 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 . . .

25 - Doubs

Jusqu'au 9 janvier 2022

EXPOSITION
"DESTINS DE CIRQUE"

Cette exposition présente les destins des femmes et hommes du cirque entre ombres et lumières. Costumes, affiches, instruments de musique, gravures originales, films … évoquent l’art du cirque du XVIIIe siècle à nos jours.
Les fabuleux dessins aquarellés des sœurs Vesque, les planches uniques du grand costumier Gérard Vicaire éclairent ces destins de cirque.

Saline royale
Grande rue
25610 ARC-ET-SENANS
03 81 54 45 45
www.salineroyale.com


34 - Hérault

Du 25 septembre 2021 au 27 mars 2022

EXPOSITION
"JEAN-FRANCIS AUBURTIN, UN ÂGE D'OR"

Jean-Francis Auburtin (1866-1930) s’inscrit dans la longue procession des peintres sur le motif : Delacroix, Courbet, Boudin, Jongkind, Monet...
En une centaine d'œuvres, le Musée de Lodève propose une rétrospective de ce peintre à redécouvrir.

Musée de Lodève
Square George Auric
34700 Lodève
04 67 88 86 10
www.museedelodeve.fr


41 - Loir et Cher

Jusqu'au 6 novembre

SON & LUMIERE
CHATEAU ROYAL DE BLOIS

Chaque soir, dès la tombée de la nuit, devenez le témoin d'une expérience époustouflante !
Sur les 4 façades de la cour, projections d'images vidéo monumentales et effets spéciaux immersifs s’emparent de l’architecture grandiose des lieux, métamorphosent le château et lui donnent vie.

Office de Tourisme de Blois-Chambord
23 place du château
41000 Blois
02 54 90 41 41
www.bloischambord.com


45 - Loiret

Du 9 au 24 octobre

CONCOURS PHOTOS
"AUTOMNE"  

L’automne est une saison extraordinaire à l’Arboretum des Grandes Bruyères. Les tableaux paysagers prennent des couleurs flamboyantes et les ambiances vous transportent en Chine et au Canada. Le rouge, l’orange et le jaune se déclinent en mille nuances éclatantes. Immergez-vous dans ces paysages, photographiez-les et tentez de gagner des cadeaux ! Ouvert à tous, petits et grands, amateurs et professionnels.

Arboretum des Grandes Bruyères
45450 Ingrannes
02 38 57 28 24
www.arboretumdesgrandesbruyeres.fr


Les 17 et 24 octobre

VISITES GUIDÉES - Arboretum des Grandes Bruyères
"DIMANCHE D'AUTOMNE"  

Visites guidées à 15h Certains arbres ont leurs plus beaux atours à l’automne. Ils revêtent leurs manteaux aux couleurs flamboyantes et créent entre eux des paysages exceptionnels. Au delà encore de la beauté, chacun a son histoire et ses petits secrets. Venez les découvrir et vous émerveiller ! Adulte 15 € / 6-12 ans 5 € / Gratuit jusqu'à 5 ans.

Arboretum des Grandes Bruyères
45450 Ingrannes
02 38 57 28 24
www.arboretumdesgrandesbruyeres.fr


50 - Manche

Jusqu'au 1er novembre

EXPOSITION
"RIVAGES"

Photographe et aventurière, Amélie Blondiaux a parcouru à l'automne 2020 l'intégralité du GR 223 pour capter les nombreuses facettes du littoral de la Manche et promouvoir la mobilité douce dans le département.

Manoir du Tourp
Omonville-la-Rogue
50440 La Hague  
02 33 01 85 89
www.letourp.com


Jusqu'au 2 janvier 2022

EXPOSITION
"LE PEUPLE DES DUNES, DES GAULOIS SOUS LA PLAGE"

Menée en partenariat avec l’INRAP. Dans cette exposition visant à valoriser le site archéologique gaulois découvert sous la plage d’Urville-Nacqueville, c’est une véritable immersion dans la vie quotidienne de nos ancêtres, à la fois navigateurs et commerçants, qui vous sont proposée.

Manoir du Tourp
Omonville-la-Rogue
50440 La Hague  
02 33 01 85 89
www.letourp.com


71 - Saône et Loire

Jusqu'au 7 novembre

EXPOSITION
"LA VIE SECRÈTE DU SOL"

Quand on sait que les organismes vivants du sol représentent environ ¼ des espèces animales connues et le rôle joué par ces organismes dans l’équilibre et la richesse des sols on comprend mieux l’importance de bien les connaitre pour mieux les protéger.
L’exposition « La vie secrète du sol », conçue et réalisée par le Centre Eden, lève le voile sur ce monde mystérieux, les mécanismes complexes et les interactions entre les organismes.

Centre EDEN
26 rue de l’Eglise
71290 Cuisery
03 85 27 08 00
www.centre-eden71.fr


Jusqu'au 31 décembre

EXPOSITION
"LES COULEURS DU CHAROLAIS-BRIONNAIS"

Ils sont nés ici, y ont grandi ; ils y résident pour la plupart ou y séjournent durant les vacances…leur point commun ? Ils l’ont tous dans la tête et dans le cœur ! Le Charolais-Brionnais sera mis à l’honneur à travers 130 photographies des membres du groupe Facebook « Les Couleurs du Charolais-Brionnais ».

La Maison du Charolais
43 Route de Mâcon, RCEA N79 sortie 12
71120 Charolles
03 85 88 04 00
www.maison-charolais.com


74 - Haute-Savoie

Du 23 octobre au 6 novembre

ACRO AVENTURES TALLOIRES
"CHASSE AU TRÉSOR D’HALLOWEEN"

Partez à la chasse au trésor. Une activité familiale accessible à tous ! "Hervé l’Araignée" de 3 à 7 ans et "Le Fantôme des Dents de Lanfon" de 8 à 13 ans.

Acro'Aventures Talloires
Route de Planfait
74290 Talloires
06 07 56 90 58
www.talloires.acro-aventures.com

Lieux:

Découvrir toutes les activités