De nouvelles façons de mieux recycler les déchets de construction

En 2014, en France, le secteur du BTP produisait à lui seul près des deux tiers des déchets du pays. Cela représente plus de 211 millions de tonnes de matériaux (l’équivalent de 3 tonnes par habitant).

Ces déchets proviennent des travaux de construction, de démolition et de déblaiement. Ils sont dits « inertes » : ce sont des résidus minéraux qui ne se décomposent pas mais ne sont pas susceptibles de subir ou de provoquer des réactions dangereuses pour l’environnement ou la santé.

Beaucoup de déchets non recyclés

Dans ce secteur, une grande partie des déchets (23 %) est directement réutilisée pour les besoins du chantier, comme les opérations de terrassement par exemple. Une autre partie (20 %) est envoyée vers des usines et des plateformes de recyclage. Il en résulte la production de granulats recyclés, essentiellement réutilisés dans les travaux publics, notamment pour la construction de sous-couches routières.

Le reste de ces déchets peut être utilisé pour la réhabilitation de carrières (14%), livré à des collecteurs agréés (13%), des déchetteries (7%) ou envoyé directement dans des décharges de déchets inertes (12%) où ils sont déposés Millions de tonnes de déchets inertes sont définitivement éliminés sans être valorisés.

Pour répondre aux besoins des travaux tout en préservant les ressources naturelles, il est indispensable de consolider les filières existantes, voire d’en créer de nouvelles qui permettent une meilleure valorisation de ces déchets et évitent leur enfouissement.

Réutilisation des granulats dans le béton.

L’utilisation de ces déchets de construction pour la fabrication de béton est une voie intéressante qui permettrait de diversifier les formes de recyclage existantes.

Ces dernières années, l’utilisation des granulats recyclés comme matière première pour la fabrication du béton a fait l’objet de nombreux projets et travaux de recherche, notamment en France. Ils ont permis d’étudier les procédés de production, de traitement et de caractérisation des granulats recyclés, ainsi que le comportement des bétons neufs qui contiennent ces ressources secondaires.

Les normes ont également évolué, permettant d’incorporer des granulats recyclés dans certains bétons dans des proportions définies. Ainsi, depuis 2014, une norme autorise jusqu’à 50 % de gravillons recyclés dans le béton, selon la classe d’exposition du béton et la qualité des granulats recyclés.

Cependant, l’utilisation de ces graviers présente certaines difficultés : les granulats en trop forte proportion, notamment poreux ou contenant des impuretés, affectent parfois les propriétés du béton, modifiant sa maniabilité, sa résistance ou encore sa durabilité.

Le ciment, un autre moyen de valorisation

Une filière alternative de recyclage a été développée pour ces granulats recyclés de moindre qualité : la fabrication de ciment Portland.

Gâché avec de l’eau, ce ciment est un liant hydraulique qui assure la cohésion des granulats contenus dans le béton. Ce ciment a été découvert il y a près de 200 ans, notamment grâce aux travaux de l’ingénieur français Louis Vicat. La production annuelle de ce ciment s’élève actuellement à 16 millions de tonnes par an en France, et atteint plus de 4 milliards de tonnes dans le monde.

Issu de la combustion de calcaire et d’argile à 1450°C, le ciment Portland est à l’origine de 5% des émissions mondiales de gaz à effet de serre.

Afin de réduire cet impact environnemental, de plus en plus de combustibles alternatifs (résidus pétroliers, pneus, etc.) sont utilisés pour la cuisson du ciment Portland, en remplacement des combustibles fossiles traditionnellement utilisés (charbon, coke de pétrole).

De nombreux matériaux alternatifs (sable de fonderie, terres contaminées, etc.) sont également utilisés dans les cimenteries pour remplacer partiellement les matières premières traditionnelles (calcaire, marne, etc.). Les granulats recyclés trouvent donc naturellement leur place dans ce processus de valorisation.

Renforcer la qualité du ciment recyclé

Dans ce contexte, le projet européen Seramco (Secondary Raw Materials for Concrete Precast Products) a été développé.

Elle s’intéresse au recyclage des déchets de bonne qualité dans l’industrie des produits préfabriqués en béton -blocs, dalles, blocs de coffrage- et à celle des produits de moindre qualité pour la fabrication du ciment.

Dans le cadre de ce projet, des chercheurs de l’Institut Jean Lamour travaillent sur la caractérisation chimique des matériaux recyclés, ainsi que sur leur variabilité spatiale ou temporelle, pour définir les conditions optimales de synthèse associées au taux d’incorporation et à la température. Ces travaux sont menés en collaboration avec la cimenterie Vicat, ce qui permettra de réaliser des essais à l’échelle industrielle à la cimenterie de Créchy.

Les performances et la durabilité des ciments « recyclés » obtenus sont comparées à celles du ciment Portland traditionnel, tant en laboratoire que sur des produits préfabriqués typiques. En 2020, ces produits seront testés sur trois sites pilotes – Seraing en Belgique, Saarlouis en Allemagne et le long d’une route départementale en Moselle en France – démontrant la faisabilité de ces moyens secondaires pour la création de nouveaux éléments préfabriqués en béton.

Le projet Seramco permet de recycler le béton et les déchets mixtes (brique, céramique, maçonnerie, etc.) pour re-fabriquer du béton. Ainsi, les déchets de construction peuvent entrer dans les cercles vertueux de l’économie circulaire.

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