Les ciments à empreinte carbone réduite désignent des liants hydrauliques dont le procédé de fabrication ou la composition permet d'abaisser les émissions de gaz à effet de serre par rapport au ciment Portland conventionnel (CEM I). La réduction passe principalement par la diminution du facteur clinker, la substitution de combustibles fossiles dans la cuisson, ou le recours à des matières premières alternatives dans le four ou le broyage.
Composition et classification selon la norme EN 197-1
La norme EN 197-1 définit les familles de ciments courants en fonction de la teneur en clinker et des autres constituants :
- CEM I (ciment Portland) : 95 à 100 % de clinker
- CEM II (ciment Portland composé) : 65 à 94 % de clinker et 6 à 35 % d'autres constituants (laitier, cendres volantes, calcaire, pouzzolanes, fumées de silice, selon le sous-type)
- CEM III (ciment de haut fourneau) : 5 à 64 % de clinker et 36 à 95 % de laitier de haut fourneau
- CEM IV (ciment pouzzolanique) : 45 à 89 % de clinker et 11 à 55 % de pouzzolanes, cendres volantes siliceuses ou fumées de silice
- CEM V (ciment composé) : 20 à 64 % de clinker et 36 à 80 % de laitier et pouzzolanes combinés
Plus la part de clinker diminue, plus le bilan carbone du ciment s'améliore, la fabrication du clinker étant l'étape la plus émettrice du procédé en raison de la décarbonatation du calcaire et de la combustion nécessaire à la cuisson à haute température.
Technologies et matières premières pour la réduction du CO2
Plusieurs leviers techniques permettent de réduire l'empreinte carbone d'un ciment :
- substitution partielle du clinker par du laitier de haut fourneau, des cendres volantes, du calcaire ou des argiles calcinées (métakaolin)
- utilisation de combustibles alternatifs (combustibles solides de récupération, biomasse) en remplacement du charbon ou du coke de pétrole dans les fours
- captage et stockage ou valorisation du CO2 issu de la calcination (CCUS) sur certains sites industriels
- développement de ciments à base d'argiles calcinées et de calcaire (type LC3), qui réduisent fortement la teneur en clinker sans recourir au laitier ou aux cendres volantes
Ces approches peuvent être combinées, la réduction effective des émissions dépendant du mix énergétique du site de production, de la disponibilité locale des matières de substitution et du type de four utilisé.
Performance et domaines d'application
Les ciments à teneur réduite en clinker présentent généralement une cinétique de durcissement plus lente aux jeunes âges, ce qui influence les délais de décoffrage et de mise en service des ouvrages. Les classes de résistance normalisées (par exemple 32,5, 42,5, 52,5 selon EN 197-1) restent applicables, mais le choix du type de ciment doit tenir compte des exigences de résistance initiale, de l'exposition environnementale et des classes de durabilité définies dans les normes béton nationales en vigueur.
Normes et réglementation
La norme EN 197-1 reste la référence pour la composition et les exigences mécaniques des ciments courants. En complément, les déclarations environnementales de produit (DEP/EPD) permettent de documenter les émissions de CO2 par tonne de ciment ou de béton, selon les règles de catégorie de produit applicables à ce secteur. Les exigences de durabilité et d'exposition restent régies par les normes béton nationales correspondantes.
Le sujet dans notre rédaction
Notre rédaction a abordé ce sujet dans le contexte de l'analyse financière du secteur cimentier. Dans l'article « JPMorgan place Holcim sur sa liste des favoris du secteur », la stratégie du groupe suisse en matière de ciments à empreinte carbone réduite est citée comme un facteur de confiance des analystes, dans un contexte de marché de la construction sous pression.
