Mené par les universités de Lorraine, du Luxembourg, de Liège, et de Trèves, et 14 industriels partenaires, le projet européen « CO2REDRES » a pour objectif de réaliser des études pour concevoir des ciments et bétons à plus faible impact carbone.

Le principal axe suivi est le remplacement du clinker, très émetteur de CO2, par des argiles calcinées. En effet, ces argiles sont cuites à 750 °C, contre 1 450 °C pour le clinker. Les liants intégrant des argiles calcinées pourraient ainsi baisser d’environ 30 % le bilan carbone du ciment, par rapport à un ciment 100 % clinker.

L’équipe « Matériaux pour le Génie Civil » de l’Institut Jean Lamour de Nancy, sous la tutelle du CNRS et l’université de Lorraine, étudie actuellement ces nouveaux liants appelés « Limestone Calcined Clay Cement », dans lesquels 50 % du clinker est remplacé par des argiles calcinées et du calcaire. L’objectif étant d’optimiser les proportions d’argiles calcinées et de calcaire dans la composition des ciments, tout en conservant leur résistance mécanique, voire en améliorant leurs propriétés.

Des tests autour de quatre ressources argileuses

Pour ces essais, une quarantaine d’échantillons issus de boues de lavage des granulats et de déblais ont été fournis par des partenaires. Ces tests ont permis d’identifier quatre ressources argileuses prometteuses, qui ont subi des essais de calcination pour connaître les conditions optimales de leur cuisson.

Ces quatre argiles calcinées, deux métakaolins, et deux filiers calcaires, ont ensuite été mélangés à quatre ciments produits par des industriels partenaires. Il a alors fallu ajuster la proportion des différents composants.

« L’agencement de ces composants a été étudié au cas par cas, car des argiles calcinées de même réactivité peuvent impacter plus ou moins fortement la maniabilité des bétons, selon la nature des autres constituants présents. L’ajustement de la finesse et des proportions de chaque constituant, tant sur le plan expérimental que théorique, a permis de mieux comprendre le rôle respectif des paramètres impliqués », expliquent les chercheurs.

À l’issue de ces essais, deux argiles calcinées ont été retenues. Des ciments témoins seront prochainement fabriqués avec elles. Autre étape prévue : réaliser une analyse du cycle de vie (ACV) pour évaluer l’impact environnemental du processus complet.

Claire Lemonnier
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