Ce qui était un déchet hier remplace aujourd’hui le ciment
La construction d'un tunnel génère, entre autres, des millions de tonnes de terre et de roche qui, jusqu'à présent, finissaient généralement dans des décharges sans être valorisées. Un nouveau projet de recherche de l'Université technique de Cologne vise précisément à changer cela et à obtenir, à partir de ces déblais, un substitut au ciment respectueux du climat. Si cette avancée est couronnée de succès, un problème d'élimination des déchets se transformera en une matière première précieuse. Les premiers résultats d'un projet précédent sont déjà porteurs d'espoir.
Sous le nom de Geo-BAB, un consortium interdisciplinaire étudie comment les matériaux argilo-minéraux issus de la construction de tunnels peuvent, grâce à un traitement thermique et à une activation chimique, être utilisés comme alternative au ciment à faible émission de CO₂. Ce projet collaboratif d’une durée de deux ans bénéficie d’une subvention d’environ 650 000 euros de l’Office fédéral des routes et des transports dans le cadre du programme d’innovation « Route ».
Comment l’argile devient-elle un liant
Le processus repose essentiellement sur la calcination, un procédé au cours duquel les matériaux argileux sont séchés, broyés finement, puis chauffés. Ce traitement thermique modifie la structure cristalline des minéraux argileux, qui développent alors des propriétés pouzzolaniques et peuvent réagir avec la chaux, une condition essentielle pour remplacer partiellement le clinker de ciment. Parallèlement, l’équipe explore une deuxième approche, plus radicale, consistant à développer des liants totalement exempts de ciment, dans lesquels des activateurs tels que le silicate de sodium assurent la résistance.
Pourquoi c’est important pour le climat
Il est urgent d’agir. Le ciment est responsable de près de 91 % de l’empreinte carbone du béton et représente environ 8 % des émissions de CO₂ d’origine humaine à l’échelle mondiale, soit quatre fois plus que l’ensemble du trafic aérien mondial. Toute part pouvant être remplacée par de l’argile calcinée a donc un impact direct sur le bilan climatique des projets de construction.
Un projet précédent en apporte la preuve
Le projet TOFFEE, également dirigé par l’Université technique de Cologne et désormais achevé, a déjà démontré que cette approche fonctionne. Avec une substitution de 10 % du ciment par de l’argile calcinée, le béton a atteint des valeurs de résistance comparables à celles du béton traditionnel ; même avec une substitution allant jusqu’à 40 %, la résistance à la compression restait acceptable dans la pratique. Ces résultats constituent la base scientifique sur laquelle s’appuie désormais Geo-BAB.
La pratique suit déjà le mouvement
D’autres projets de construction expérimentent depuis longtemps des idées similaires. Pour le tunnel de la Filder, dans le cadre du projet « Stuttgart 21 », la société Porr AG a développé, en collaboration avec MC-Bauchemie, un mortier de jointoiement pratiquement sans ciment, qui utilise du laitier de haut fourneau et des cendres volantes à la place du ciment et qui est désormais breveté. En Basse-Autriche, un essai pratique est également en cours avec un béton écologique dont la fabrication génère un quart de CO₂ en moins que le béton standard. Ces exemples montrent que la transition des déchets vers les matières premières valorisables dans la construction de tunnels a déjà commencé.