Circular.Concrete : mettre ensemble des innovations technologiques en pratique

Le béton est le matériau le plus utilisé au monde : son utilisation massive requiert énormément de matières premières et s’accompagne d’émissions de CO₂. Par ailleurs, les activités de construction et de démolition produisent beaucoup de déchets qui doivent être réutilisés.

Ces dernières années, le monde des entreprises et les centres de recherche se sont concentrés sur des alternatives plus écologiques et circulaires, et ce dans tous les maillons de la chaîne du béton : utilisation de granulats recyclés, types de ciment à plus faible empreinte environnementale, réutilisation des matériaux de construction, constructions plus modulaires et démontables, etc. Un grand nombre de nouvelles solutions sont déjà sur le marché ou sont sur le point d’émerger. Toutefois, force est de constater que des applications à grande échelle de ces solutions innovantes sont entravées. Cela est dû à un manque de connaissances pratiques, à l’incertitude technique et économique liée à ces nouvelles techniques et à l’absence d’un cadre de référence pratique permettant de conclure des engagements clairs.

Dans le projet « Circular.Concrete », subsidié par le VLAIO au sein du Cluster SIM Flanders, le CSTC souhaite poursuivre la concrétisation de ces développements innovants sur chantiers.

Etat des lieux

Un état de l’art rassemble les connaissances actuellement disponibles sur les technologies innovantes du béton dans l’économie circulaire. Il décrit les avantages, les inconvénients et l’adéquation au marché belge.

Actuellement, l’attention est principalement fixée sur les liants ayant un impact environnemental moindre. D’une part, les efforts portent sur l’amélioration des types de ciment connus, par ex. en utilisant des matières premières alternatives (utilisation de scories, de cendres, etc.), la  régénération du ciment déjà utilisé (recyclage ou régénération du ciment) et  d’autres procédés de production (à des températures plus basses, par ex. le ciment C-S-H). D’autre part, des liants « sans clinker Portland » sont également développés, dans lesquels les matériaux alcali-activés (ou « géopolymères ») suscitent particulièrement l’intérêt.

L’utilisation de granulats recyclés et artificiels est également abordée dans ce document. L’utilisation de granulats de béton recyclés est désormais bien réglementée par la norme belge NBN B15-001 (voir aussi la récente monographie du CSTC, consacrée à l’utilisation de granulats de béton recyclés dans le béton), mais il existe également des possibilités d’utilisation de sable recyclé et de granulats de gravats mixtes.

Enfin, le document se concentre sur le processus de construction (adjuvants, ajout de CO2 dans le processus de mélange, techniques de construction réversibles…) et un certain nombre de techniques de recyclage ou de valorisation des gravats de béton, qui ont beaucoup attiré l’attention ces dernières années, et qui se concentrent principalement sur la récupération des matières premières, par de nouvelles méthodes de broyage, de tri…

Validation en laboratoire

Un certain nombre de technologies sont ensuite soumises à une étape de validation dans les laboratoires du CSTC. Cela permet de mieux estimer la valeur et l’état de l’art de certaines solutions et de les traduire en applications pratiques :

• Utilisation d’une technologie de concassage intelligente pour améliorer les propriétés des granulats de béton recyclés ;

• Utilisation du CO₂ pour améliorer les propriétés des granulats de béton ;

• Elaboration de compositions de béton dont l’ensemble du squelette inerte est constitué de granulats recyclés ;

• Cartographie du domaine d’utilisation de divers nouveaux ciments et liants ;

• Compréhension de l’ouvrabilité, de la résistance, du retrait et du fluage des matériaux alcali-activés disponibles sur le marché ;

• Possibilités de rendre le béton préfabriqué plus circulaire.

Applications sur chantier

L’une des étapes essentielles consiste à mettre ces technologies en pratique dans des projets de construction concrets, afin d’en tirer des leçons. Dans ces projets, le CSTC supervise l’équipe de construction, et surtout l’entrepreneur, afin que les innovations soient appliquées de manière judicieuse et que le processus soit bien documenté. Sur ces chantiers, on examinera d’abord les applications possibles et le niveau d’ambition envisagé. Ensuite, le cas échéant, cela se traduira par des propositions de cahiers des charges et par un programme pilote préparatoire afin de valider les propriétés du béton. Le suivi sur place et les garanties de qualité et de performance seront également préparés.

Pour l’instant, les démarches en vue de l’application de diverses technologies circulaires dans le béton sur les chantiers flamands (et bruxellois) sont également en cours.

Conclusions

Grâce au projet Circular.Concrete, le CSTC espère jeter un pont entre innovation et application. Cela signifie que le secteur de la construction au sens large, et en particulier les entrepreneurs, peut y contribuer. En impliquant les utilisateurs, nous espérons stimuler davantage les entreprises innovantes à poursuivre leurs développements novateurs.

Au cours de cette année nous veillerons à la diffusion des résultats, en coopération avec Febelcem, GBV, Fedbeton et d’autres…