Nouvelles solutions constructives en béton bas carbone développées sous la marque LOWCARBOTYS® pour diminuer l’empreinte carbone du béton

La recherche de solutions permettant de diminuer l’empreinte carbone des systèmes constructifs en béton figure parmi les priorités du Cerib. Des travaux expérimentaux lancés à la demande de l’Industrie du Béton sont initiés dans ce sens. Ils s’appuient notamment sur des collaborations avec l’IMT de Douai et d’Alès, concrétisées par le lancement l’an dernier d’une chaire sur les bétons bas carbone.

Les résultats obtenus mettent en avant l’intérêt des leviers « matériau » et « process de production » pour réduire l’impact environnemental des systèmes constructifs en béton, tout en garantissant leurs performances mécaniques, acoustiques, thermiques…

Les innovations et les savoir-faire du Cerib en matière de béton bas carbone, développés sous la marque LOWCARBOTYS^®, ont vocation à pouvoir être mises en œuvre avec les procédés de fabrication actuels. Ces solutions s’appliquent aux marchés du neuf et de la rénovation et à tout type de produits ou systèmes constructifs.

Les réponses 

• Un accompagnement personnalisé des acteurs de la construction à la définition des cahiers des charges pour les bétons et produits en béton, incluant les volets techniques, normatifs, économiques et environnementaux, et visant à obtenir le meilleur compromis entre performances techniques, coûts et empreinte carbone ;

• La mise à disposition de solutions techniques pour réduire l’empreinte carbone des bétons ;

• L’utilisation de liants bas carbone et lorsque nécessaire les solutions d’accélération de leur durcissement ou d’activation,

• L’augmentation de la compacité du squelette granulaire du béton pour réduire le dosage en liant ;

• L’optimisation du process industriel (traitement thermique, compactage, cure…) ;

• Une meilleure maitrise de la durabilité.

Les exigences 

• Impacts en termes d’émissions carbone : diminution significative (au moins 50 %) par rapport à l’utilisation d’un ciment CEM I ;

• Performances à l’état frais : ouvrabilité équivalente à la référence et maintien de la rhéologie suffisant en fonction de l’application ;

• Performances mécaniques : résistances mécaniques se rapprochant de celles du niveau de référence actuel au démoulage (obtention de performances en compression minimum en fonction du process et du produit), et de celles couramment visées à 28 jours (généralement comprise entre C30/37 et C50/60 en préfabrication) avec un maintien de ces performances dans la durée ;

• Performances économiques : des solutions sans surcoût.

Les solutions développées

Les solutions techniques développées par le Cerib reposent sur des travaux de R&D* lancés il y a déjà plusieurs années. Ces solutions permettent l’utilisation de liants bas carbone dans les bétons industriels, grâce notamment à l’accélération de leur durcissement. 

Les liants bas carbone étudiés présentent une proportion en clinker Portland réduite, la réduction pouvant aller de 50 % à 70 % typiquement et même jusqu’à l’absence totale de clinker pour des solutions de rupture. Ainsi, les matériaux cimentaires qui constituent ces liants sont souvent des additions minérales (par exemple : additions calcaire, laitiers de haut fourneau, métakaolins) d’empreinte carbone inférieure à celle du ciment traditionnel.

L’utilisation de ces liants bas carbone en préfabrication est rendue possible grâce à l’action de certains leviers à la disposition des industriels : il s’agit par exemple du levier « matériau » relatif à la formulation du béton (activateurs, accélérateurs de durcissement, réduction d’eau) mais également du levier « process » relatif aux procédés de production d’usine tels que la cure thermique ou la vibro-compaction.

Chiffres clés

Gain carbone sur le béton :

• jusqu’à 60 % de réduction pour des solutions dans le spectre normatif actuel,
• jusqu’à 90 % de réduction pour des solutions de rupture.

Autres leviers en cours de développement 

D’autres leviers sont actuellement en cours de développement au Cerib afin d’optimiser toujours plus le triptyque performances – coûts – impacts environnementaux » pour la production de produits en béton compétitifs sur le marché de la construction, compatible avec la démarche d’économie circulaire et en accord avec les nouvelles réglementations, entre autres, environnementales. 

* François Jacquemot « Accélération du durcissement des liants à base de laitier de haut fourneau pour les produits préfabriqués », 2014

Marjorie Petitpain « Bétons à faible impact environnemental pour l’industrie du béton : Accélération du durcissement de bétons à base de liants ternaires », 2017

Lucas Mosser « Bétons à très faible impact environnemental : process et liants ternaires », en cours

Rapport Cerib 428.E « Bétons bas carbone, focus sur les nouveaux liants », mars 2020Le Centre d’Études et de Recherches de l’Industrie du Béton (Cerib) est un Centre Technique Industriel, reconnu d’utilité publique et institué en 1967 conjointement par le ministre chargé de l’Industrie et par le ministre chargé de l’Économie et des Finances, à la demande de la Fédération de l’Industrie du Béton (FIB). Avec près de 170 collaborateurs et un haut niveau d’expertise, ses équipements d’essais des produits et matériaux du BTP se déploient sur 15 000 m² de laboratoires. Le Centre exerce son activité entre essais et évaluations, études et recherches, normalisation et certification, appui technique et transfert de connaissances, et dispose d’un centre de formation. Opérateur de recherche du ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche, ses travaux de R&D éligibles peuvent bénéficier du Crédit d’Impôt Recherche.