Un ciment à empreinte carbone réduite pour les pays qui connaissent un boom de la construction

Projet terminé
Un ouvrier indien érige un mur avec des blocs de ciment LC3.
Des constructions sont réalisées à titre de test avec des blocs de ciment LC3. Ici, les nouveaux bureaux de la DDC sur le site de l’Ambassade de Suisse en Inde. © DDC © DDC

La DDC encourage le développement d’un ciment à empreinte carbone réduite. Elle soutient une équipe de chercheurs suisses, indiens et cubains qui étudie les caractéristiques d’un nouveau type de ciment, le LC3, dont la production est en phase de test. Du fait de sa composition particulière, le LC3 génère, lors de sa production, jusqu’à 30% de CO2 en moins que le ciment classique.

Pays/région Thème Période Budget
Inde
Changement climatique & environnement
Protection de la biosphère
01.01.2013 - 31.05.2017
CHF 4'092'000

La production de ciment est à l’origine d’environ 5 à 8% des émissions de gaz à effet de serre imputables à l’activité humaine. Or, du fait des immenses besoins en infrastructures, notamment dans des pays émergents comme l’Inde, la Chine ou le Brésil, la demande de ciment est appelée à doubler d’ici à 2050, laissant présager une explosion des émissions de gaz à effet de serre.

Le Programme global Changement climatique de la DDC soutient entre autres le développement du nouveau type de ciment LC3 (Limestone Calcined Clay Cement, voir encadré), dont la production engendre jusqu’à 30% de rejets de CO2 en moins que celle du ciment classique (dit Portland). Le Programme global Changement climatique a pour objectif de réduire l’impact négatif du changement climatique.

Le LC3 a été mis au point dans le cadre d’un partenariat de recherche financé par la DDC et unissant l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) et l’Universidad de las Villas à Cuba. Depuis 2012, des scientifiques des Indian Institutes of Technology (IIT) de Delhi, Bombay et Madras et des collaborateurs de l’ONG Development Alternatives participent aux recherches et à leurs applications pratiques. Le projet est dirigé par l’EPFL.

Satisfaire aux standards internationaux

A long terme, il s’agit de commercialiser le LC3 sur les marchés connaissant une forte demande de ciment. Dans cette optique, la DDC et l’équipe de projet travaillent en étroite collaboration avec des représentants de l’industrie mondiale du ciment. L’une des étapes majeures consistera à faire autoriser ce nouveau ciment par les instances compétentes. Pour ce faire, il doit remplir des exigences de sécurité et de durabilité extrêmement strictes. L’équipe de projet réunit les données scientifiques requises à cet effet, par le biais de recherches théoriques et de productions expérimentales menées en coopération avec des cimentiers en Inde, à Cuba, en Thaïlande, en Chine et au Brésil. Des blocs de LC3 sont par exemple exposés  de l’eau de mer  et à des conditions extrêmes  sur les côtes cubaines afin de mesurer leur résistance.

Dans les pays susmentionnés, des tests ont également été réalisés avec un LC 65 standard contenant 65% de clinker. Le LC 65 est déjà autorisé en Europe. A Cuba et en Inde, l’équipe de projet mène en outre des études portant sur un LC3 50 standard ne contenant que 50% de clinker. A noter à cet égard qu’à Cuba, les standards applicables au ciment sont en cours de révision, sur mandat du gouvernement cubain, afin de favoriser une standardisation du LC3.

Première mise en exploitation du nouveau ciment

Des blocs du nouveau ciment ont déjà été mis en œuvre pour construire des bâtiments, à l’instar des nouveaux locaux du bureau de programme DDC rattaché à l’Ambassade de Suisse à New Delhi ou d’une maison dans l’État indien de l’Uttar Pradesh.

Si le développement de ce nouveau type de ciment aboutit et si ses atouts convainquent les cimentiers, les émissions mondiales de gaz à effet de serre pourraient être réduites de manière spectaculaire, soit de près de 400 millions de tonnes de CO2 par an, ce qui représente 1% des émissions mondiales annuelles ou la totalité des émissions annuelles de la France.

Qu’est-ce que le LC3?

LC3 est l’abréviation de Limestone Calcined Clay Cement. Ce ciment à empreinte carbone réduite contient moins de clinker (dit ciment Portland), lequel est enrichi, jusqu’à hauteur de 50%, avec de l’argile calcinée (argile blanche, kaolin), du calcaire broyé et du gypse. Plus la part de clinker diminue, plus les émissions de CO2 sont réduites. Pour schématiser, on peut produire deux sacs de ciment LC3 avec un sac de clinker. L’utilisation d’argile calcinée permet d’économiser de l’énergie, car sa combustion demande moins de chaleur que celle du clinker (750°C au lieu de 1450°C); mais le principal avantage par rapport au clinker est l’absence  d’émissions de CO2 lors de la transformation du carbonate de calcium  (CaCO3)  en oxyde de calcium (ou chaux vivre, CaO). 

Un autre avantage tient au fait que l’argile blanche et le calcaire sont disponibles en abondance et à moindre coût dans les économies émergentes, d’autant plus qu’il est souvent possible d’utiliser des déchets d’argile blanche ne se prêtant pas à la production de porcelaine. Il ne faut toutefois pas en conclure que le LC3 est un ciment de qualité inférieure: des études approfondies ont mis en évidence sa grande robustesse et ses excellentes propriétés.