Les alternatives au ciment Portland
Le ciment portland est constitué de clinker, un mélange d’argile et de calcaire broyé et calciné à haute température. L’empreinte carbone du clinker est très élevée, d’une part à cause de la décarbonatation du calcaire et d’autre part à cause de l’énergie nécessaire à la calcination qui génèrent du CO2.
Afin de réduire l’empreinte carbone de l’industrie du ciment, des solutions existent comme la captation du CO2 par exemple. Le CO2 capturé doit ensuite être stocké, transporté puis réutilisé dans d’autres procédés industriels. Il peut être utilisé pour la production d’algues par exemple ou pour carbonaté le béton frais le rendant ainsi plus résistant. L’optimisation des procédés de broyage et de calcination est également une voie pour réduire l’empreinte environnementale de l’industrie du ciment.
L’empreinte carbone du ciment étant proportionnelle à sa teneur en clinker, une autre approche consiste à réduire au maximum la proportion de clinker dans le ciment voir à l’éliminer. Les matériaux de substitution sont généralement les cendres volantes, les laitiers de haut fourneau, les fumées de silice, le calcaire, le gypse ou les argiles calcinées.
Du béton de bactéries ?
D’autres solutions sont à l’étude afin de s’affranchir totalement du clinker. Parmi ces solutions il y en a une qui a retenu mon attention : le ciment biomimétique ou biociment. Cette approche s’inspire de la biominéralisation et des microbialites,
structures calcaires formées par des microorganismes, principalement des bactéries et des cyanobactéries. Le métabolisme de ces organismes (photosynthèse, métabolisme de l’urée et des sulfates…) modifie leur environnement ce qui conduit à la précipitation de minéraux.
Des laboratoires et des start-ups travaillent à reproduire ces phénomènes de manière contrôlés et reproductibles afin de produire du carbonate de calcium. Ils développent des solutions qui peuvent être utilisées dans divers domaines, tels que la restauration des monuments historiques, la stabilisation des sols, l’auto-réparation du béton et la préfabrication d’éléments en béton.
Pour la fabrication d’éléments en béton, une culture cellulaire contenant des bactéries ou des cyanobactéries, du calcium et des carbonates sont mélangés avec de la gélatine et des granulats, puis mis en culture. Sous l’influence du métabolisme des microorganismes, le carbonate de calcium cristallise, liant les granulats entre eux et formant ainsi un bloc compact.
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