Un secteur du béton plus durable qui soigne son image
Avec toutes ses propriétés qualitatives, il va de soi que le béton est fréquemment utilisé dans les travaux d'infrastructure jusqu'aux immeubles de grande hauteur. Mais c'est parfois là que le bât blesse... Ce même béton a un impact non négligeable sur notre environnement.
Construire avec du béton
Selon les chiffres, le béton prêt à l'emploi est à l'origine de 4 à 5% des émissions de CO2 dans le monde. Cet impact n'est plus soutenable et c'est pourquoi tous les acteurs impliqués dans le processus de production du béton cherchent des solutions.
Les fournisseurs de liants et de granulats travaillent activement à rendre le béton plus "vert", mais les fournisseurs de béton prêt à l'emploi ne restent pas inactifs non plus.
Des liants alternatifs
En raison de la hausse des prix du ciment et de la lutte contre le changement climatique, les fournisseurs de liants font preuve d'ingéniosité en proposant des alternatives. L'objectif de ces alternatives est de rendre le béton plus durable et d'influencer positivement son impact en termes de CO2.
Tout entrepreneur en activité depuis quelques années connaît évidemment le ciment Portland (CEMI). Le ciment Portland existe depuis le début du 19e siècle et est obtenu par broyage du clinker (Portland) (présent à 90% minimum dans le ciment Portland). Cependant, ce processus génère de fortes émissions de CO2 en raison de la production de clinker, ce qui représente 80% de l'empreinte CO2 du béton. En raison de cet impact sur le CO2, il existe déjà des alternatives sur le marché aujourd'hui. Nous les répertorions pour vous.
CEM II / CEM III/A
L'un des avantages de ce ciment est qu'il émet moins de CO2 (20 à 50% de moins que le ciment Portland). Il est assez facile de remplacer le ciment Portland par ce type de ciment dans le processus de production et il peut être utilisé pour les classes de résistance moyenne à élevée. Un autre avantage est sa très grande résistance au gel et au dégel.
CEM III/B
Ce ciment présente l'avantage de réduire les émissions de CO2 (40-60% de réduction par rapport au ciment Portland). Il est assez facile de remplacer le ciment Portland par ce type de ciment dans le processus de production. Il offre une résistance élevée au gel-dégel et convient pour prévenir la réaction alcali-silice ou l'attaque des sulfates. Parmi les inconvénients, on retiendra que le CEM III/B est difficile à appliquer lorsqu'il y a des exigences de résistance initiale.
CEM III/C ou Géopolymère
Ce ciment produit très peu d'émissions de CO2 par rapport au ciment Portland. Une réduction de 60 à 85% est possible. Le CEM III/C convient aux applications autoplaçantes, mais présente un comportement différent en matière de retrait, de fluage et de fissuration. L'inconvénient est qu'il est moins résistant au gel.
Adjuvants
Les adjuvants peuvent remplacer une partie du ciment et contribuer au développement de la résistance de notre béton. Par exemple, les cendres volantes, le laitier métallurgique et les géopolymères (= AAM, Alkali Activated Materials) sont déjà fréquemment utilisés. Les géopolymères sont des liants qui reposent sur des réactions chimiques entre l'aluminosilicate alcalin et une source alcaline.
Le béton de soufre fait également son apparition. Dans cette application, le soufre élémentaire à l'état fondu est utilisé comme liant pour les agrégats et le durcissement se produit par refroidissement et solidification. L'argile calcinée, le ciment de silicate de magnésium ou le ciment de bélite sont des alternatives émergentes mais moins utilisées.
Renforcement alternatif
Les importantes émissions de CO2 du béton ordinaire sont un fait; nous ne devons pas perdre de vue l'armature. 20% de ces émissions de CO2 sont dues à l'armature conventionnelle. Si nous commençons à étudier et à appliquer des alternatives, cela peut conduire à une réduction des émissions de CO2 allant jusqu'à 50% de la part de l'armature.
Un autre avantage est que les structures peuvent être conçues pour être plus fines, ce qui permet de réduire la quantité de béton nécessaire. Nous nous ferons un plaisir de vous expliquer les avantages et les inconvénients des armatures alternatives.
Fibre de basalte ou fibre de verre
Les armatures alternatives que l'on trouve aujourd'hui sur le marché sont principalement la fibre de basalte (Basalt fibre-reinforced polymer ou BFRP en abrégé) et la fibre de verre (glass fibre reinforced plastic ou GFRP). Toutes deux peuvent être utilisées à la fois comme (macro)fibres structurelles, semblables aux fibres d'acier, mais aussi comme tiges, une alternative au renforcement traditionnel. Par conséquent, les structures peuvent également être renforcées de manière hybride.
Avantages
L'un des avantages de l'armature alternative est que sa résistance à la traction est environ le double de celle de l'acier. En cas d'incendie, cette fibre présente de bonnes propriétés de résistance jusqu'à environ 400 degrés. Les fibres ne rouillent pas, ce qui prolonge la durée de vie et a également une influence positive sur les exigences en matière de largeur de fissure et de couverture.
Cette armature alternative pèse un quart du poids d'une armature en acier, ce qui est avantageux lors de l'installation et du transport. Les structures hybrides sont donc tout à fait réalisables, ce qui permet d'obtenir des structures plus légères et plus minces avec les mêmes qualités. Cela nécessite moins d'armatures mais aussi moins de béton. Enfin, les fibres sont pierreuses et donc recyclables.
Inconvénients
Malheureusement, le basalte et les fibres de verre présentent également des inconvénients. Le module d'élasticité, par exemple, d'environ 50000 N/mm², est beaucoup plus faible que celui de l'acier, ce qui peut entraîner des fissures plus larges, affectant négativement la résistance et la durabilité. De plus, les armatures alternatives ne font pas (encore) partie de l'Eurocode.
La cohésion de la colle entre les fibres est perdue à une température d'environ 100 °C. Le coût de cette alternative peut être jusqu'à deux fois plus élevé que celui de l'armature en acier. Cependant, comme l'armature alternative est plus légère et nécessite souvent moins de remblayage, le prix final du produit peut être similaire dans certains cas.
Granulats de béton recyclé
Les applications de béton à base de granulats de béton recyclé sont de plus en plus fréquentes dans la construction. L'utilisation de granulats de béton de haute qualité comme composant de base pour le béton circulaire inspire confiance pour diverses applications. Ce béton circulaire est aussi certifié par la marque de qualité officielle belge BENOR pour des applications structurelles. Au fur et à mesure que la confiance dans cette nouvelle tendance augmente, ce béton est de plus en plus prescrit.
En utilisant ce béton circulaire, nous économisons de plus en plus d'agrégats naturels, ce qui a un impact sur les émissions de CO2 dues à l'extraction et au transport de ces agrégats. Il s'agit évidemment d'une évolution positive à long terme, étant donné que ces agrégats primaires deviennent de plus en plus rares dans le monde. De cette manière, nous réalisons déjà un gain de 20 à 30% sur les émissions de CO2 de la partie granulats aujourd'hui.
Grâce aux liants alternatifs, aux armatures alternatives et aux agrégats recyclés, nous pouvons facilement réduire l'impact CO2 à moins de 50%
Au fur et à mesure que nous utilisons ce béton circulaire à l'échelle industrielle, nous en voyons les avantages en termes de stabilité, de facilité d'utilisation et de durabilité des matériaux. La construction écologiquement durable est en plein essor, c'est pourquoi la composition de ce type de béton est en constante évolution.
Norme européenne
La norme européenne NBN EN 206 et son annexe nationale NBN EN 15-001 stipulent que les granulats recyclés (granulats pour béton de type A+ et granulats mixtes de type B+) et les granulats artificiels peuvent être utilisés pour autant qu'ils répondent à la norme NBN EN 12620 et à des exigences supplémentaires, notamment en matière de calibre, de composition, de densité et d'absorption d'eau.
En ce qui concerne les granulats artificiels, seuls le laitier de haut fourneau refroidi à l'air, le laitier de haut fourneau de fonte brute granulé ou cristallin, le laitier d'acier ferreux (BOF, EAF et acier inoxydable) et le laitier de métaux non ferreux (Pb) sont autorisés par la norme. Toutefois, l'utilisation de ces granulats dans le béton est limitée à des classes de résistance, des classes d'ambiance et des pourcentages de remplacement des granulats naturels bien définis.
Si l'on s'écarte de ces limites, l'aptitude à l'emploi doit être démontrée pour la composition et l'utilisation prévues du béton.
Prescription
Lorsque nous voulons prescrire des matières premières alternatives dans le béton, nous le faisons principalement dans le but de réduire l'impact environnemental global. Opter pour ce 'nouveau' béton va de pair avec l'objectif d'une construction 'responsable' et contribue à une image positive. En choisissant des alternatives, nous réduisons l'impact environnemental et augmentons la conscience sociale. Plus ce type de béton sera prescrit, plus il y aura d'applications et donc de confiance dans ces types de béton.
Si nous parvenons à combiner un béton ou une construction à base de liant alternatif, d'armature alternative et d'agrégats recyclés, nous pourrons facilement réduire l'impact du CO2 à moins de 50%. Outre l'impact positif sur l'environnement, nous aurons également une solution très durable. Alors, qu'est-ce qu'on attend exactement?
