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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 . . .

01 - Ain

Du 30  août au 13 septembre

CONCERTS
"LES MUSICALES DU PARC DES OISEAUX"

Des artistes engagés en faveur de la protection de l’environnement et des musiciens de légende viendront fêter les 50 ans du Parc des Oiseaux.
Paul Personne - Zazie - Paolo Comte - Daniel Guichard - Vitaa & Slimane - The Dire Straits Expérience - Ibrahim Maalouf - Maxime Le Forestier - Yannick Noah - Louis Bertignac - Gauvin Sers - La Rue Ketanou.

Parc des Oiseaux
01330 Villars Les Dombes
04 74 98 05 54
www.parcdesoiseaux.com


09 - Ariège

Le 15 février

"FABRIQUE TA FLÈCHE ET TON PROPULSEUR ! "

Au coin du feu, vous vous transformerez en chasseur préhistorique ! Vous fabriquerezune flèche et un propulseur en bois avec les moyens disponibles au néolithique… Le tout se terminera par un bon goûter de chez nous !
Le samedi 15 février 2020 de 14h à 17h30. Sur inscription. 8,50 €/adulte – 7 €/enfant.

Au Pays des Traces
Ferme de Miguet
09190 Saint-Lizier    
05 61 66 47 98
www.paysdestraces.fr


Le 22 février

BALLADE EN RAQUETTE
"À LA DÉCOUVERTE DES TRACES DANS LA NEIGE..."

Venez découvrir la neige autrement. Vous apprendrez à lire la neige, à fabriquer un abri, à allumer un feu dans la neige ou interpréter des traces sur la neige...(Pique-nique tiré du sac).
Le samedi 22 février de 10h à 17h30. Sur inscription. 30 €/adulte & 25 €/enfant à partir de 12 ans. Location de raquettes : 5 €/personne.

Au Pays des Traces
Ferme de Miguet
09190 Saint-Lizier    
05 61 66 47 98
www.paysdestraces.fr


13 - Bouches du Rhône

Du 11 au 19 juin

BALADES EN MER
CONGRÈS MONDIAL DE LA NATURE DE L’UICN

Lors de ce rendez vous, des balades en mer à bord de l'Hélios, la seule vedette à passagers hybride de la compagnie Marseillaise ICARD MARITME, seront organisées par : Le parc National de la Côte Bleue : 10 juin - Le conservatoire du littoral : 11 & 16 juin - Le parc National des Calanques : 15 & 20 juin.

1 quai Marcel Pagnol
13007 Marseille
04 91 330 329
www.iucncongress2020


22 - Côtes d'Armor

Le 13 mars

CONFÉRENCE & SORTIE NATURE
"26ÈME NUIT DE LA GRENOUILLE"

Après une présentation dans la salle pédagogique du château, on enfile ses bottes et on sort du château pour 1h d'écoute et de découverte des batraciens. Les habitués pensent à prendre une lampe de poche et des vêtements adaptés à la météo… Gratuit, sur réservation.

Château de la Hunaudaye
22270 Plédéliac
02 96 34 82 10
www.la-hunaudaye.com


Du 15 décembre au 15 mars

EXPOSITION
"FRONDAISONS"
La fabrique d’un maquis de l’Argoat

Le pôle de l'Étang-Neuf présente l'oeuvre de Sophie Zénon, "Frondaisons", la fabrique de l'image d'un maquis de l'Argoat, une exposition de photographies et de vidéos.

Pôle de l'Étang-Neuf
22480 Saint-Connan
02 96 47 17 66
www.etangneufbretagne.com


25 - Doubs

Du 15 février au 3 mai 2020

EXPOSITION
"GEORGES FESSY ET LA PHOTOGRAPHIE"

Exposition en coproduction avec le Familistère de Guise. Georges Fessy et la photographie est une rétrospective présentée à travers plus d’une centaine de photographies qui traduit la diversité d’une vie de photographe : paysages, portraits, natures mortes, objets d’art, vues d’architectures.

Saline royale
Grande Rue
25610 Arc et Senans
www.salineroyale.com


30 - Gard

Jusqu'au 8 mars

EXPOSITION
« FEU », l’expo brûlante de la rentrée au Pont du Gard

FEU conçue par Universcience qui propose d’explorer la thématique de la maîtrise du feu par l’humain. Accessible dès 9 ans, cette exposition rassemble des installations audiovisuelles, des dispositifs multimédia et des expériences interactives ainsi que de nombreux objets visant à enrichir la connaissance des visiteurs et à déconstruire les idées reçues.

Site du Pont du Gard
La Bégude
400 route du Pont du Gard
30210 Vers-Pont-du-Gard
04 66 37 50 99
www.pontdugard.fr


34 - Hérault

Jusqu'au 23 février

EXPOSITION
"Ensor, Magritte, Alechinsky..."

L'exposition invite à un cheminement sensible sur les sentiers de l'art Belge à travers une sélection de chefsd’oeuvre des collections du Musée d'Ixelles (Bruxelles).

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


39 - Jura

Du 20 janvier au 2 avril

ATELIERS
"L’ŒIL ET LA MAIN"

Le Musée de la Lunette organise  une visite de l’exposition temporaire « Les lunettes en voient de toutes les couleurs ». Les enfants découvriront l’utilisation de la couleur en lunetterie, ses principes et surtout son design inspirant ! Ils participeront par la suite à un atelier artistique animé par l’une de nos artistes plasticiennes. Cet atelier est à destination des scolaires, de la maternelle au collège.

Musée de la Lunette
Place Jean Jaurès
39400 Morez - Hauts de Bienne
03 84 33 39 30
www.musee-lunette.fr


50 - Manche

Du 8 février au 24 mai

EXPOSITION DE PHOTOGRAPHIES
"LA HAGUE : A L’EPREUVE DU TEMPS"

De vallées encaissées en roches mystérieuses, du littoral déchiqueté aux champs quadrillés de murets, le regard d’Antoine Soubigou s’est posé sur une Hague intemporelle et tourmentée.

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


Du 4 avril au 1er novembre

EXPOSITION PHOTOGRAPHIQUE
"VIE SAUVAGE EN COTENTIN"

Une exposition pour les curieux de nature mais aussi pour les amateurs de belles images... L’association "Regards" basée à Cormelles-le-Royal dans le Calvados rassemble des photographes naturalistes, passionnés d’image et de nature.

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


63 - Puy-de-Dôme

Janvier et février

"CLASSE NEIGE A PETITS PRIX"

Au Centre des Volcans propose un passeport Évasion Glacée à petits prix pour les derniers créneaux disponibles en janvier et février 2020.Venez découvrir les volcans sous la neige...

Au Centre des Volcans
Rue du Frère Genestier
63230 Pontgibaud
04 73 68 18 18 / 06 21 30 79 36
www.au-centre-des-volcans.fr


De janvier à mars

SEJOURS SCOLAIRES
"LES 4 ÉLÉMENTS" et "L'AUVERGNE DES NEIGES"

Des tarifs imbattables sur les séjours scolaires pour les mois de janvier, février et mars 2020 ! Séjours à réserver rapidement.

.Au Centre des Volcans
Rue du Frère Genestier
63230 Pontgibaud
04 73 68 18 18 / 06 21 30 79 36
www.au-centre-des-volcans.fr


65 - Hautes-Pyrénées

Le 15 février

EXPÉDITION SOUTERRAINE
"GRAVER ET PEINDRE DANS UNE GROTTE"

Aller au fond d’une grotte pour peindre ou graver n’est pas une chose anodine ! Évoluer sur un sol accidenté, marcher, ramper ou encore escalader des parois dans l’obscurité et l’humidité montre que nos ancêtres prenaient des risques insensés ! Venez vivre un parcours initiatique dans la préhistoire. Réservation obligatoire. A partir de 8 ans.

Grottes préhistoriques de Gargas/Nestplori@
Route départementale 261
65660 Aventignan
https://grottesdegargas.fr


68 - Haut-Rhin

Le 8 mars

22ÈME SALON OURS ET POUPÉES

Le musée rouvrira ses portes le dimanche 8 mars avec le 22ème Salon Ours & Poupée qui aura lieu à la M.A.B. de Soultz, avec un atelier de fabrication « Chapeaux et sacs poupées en feutre laine », une exposition sur les poupées Raynal ainsi que sur les poupées américaines des années 1930 à nos jours.

La Nef des Jouets
12 rue Jean Jaurès
68360 Soultz
03 89 74 30 92
www.ville-soultz.fr


76 - Seine maritime

Les 25 et 26 avril

SALON INTERNATIONAL DE LA LAINE

Accueillant plus de 40 exposants internationaux, ce salon est une première en Normandie. Fils, patrons, kits, échanges, de quoi mettre en valeur le travail artisanal, explorer les savoir-faire.

Château de Miromesnil
76550 Tourville-sur-Arques
02 35 85 02 80
www.chateaumiromesnil.com


78 - Yvelines

Du 10 au 21 Février

"HOLI'FARM'DAYS DE LA FERME DE GRIGNON"

Atelier Créatif pour les 3-8 ans : les Petites Bêtes : Découpage, collage, peinture et coloriage pour fabriquer de drôles de petites bêtes. Réservation obligatoire.
Enquêtes fermières pour les 3-10 ans : A travers des énigmes spécialement conçues pour découvrir les petites bêtes au grand rôle, aidez Etincelle et Timéon à résoudre leurs problèmes ! Sans réservation.

Ferme de Grignon - AgroParisTech
78850 Thiverval-Grignon
01 30 54 37 34
www.fermedegrignon.fr


88 - Vosges

Du 21 au 23 février

SALON DES ANTIQUAIRES ET DE LA BROCANTE VOSGIENNE

35ème salon des antiquaires au Centre des Congrès à Épinal. 70 exposants venant de toute la France seront présents à cette occasion, venez chiner la lampe qui manque à votre salon !

Office de Tourisme
6 place Saint-Goëry
88000 Epinal
03 29 82 53 32
www.tourisme-epinal.com

Lieux:

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