Construction-carbone

Du carbone dans le CIMENT !

Du carbone dans le CIMENT !

janvier 5th, 2009 // 12:00 @ V.CAU

Voir le nouvel article sur le ciment : les émissions de GES du ciment ( avril 2011)

Le ciment est un produit « magique », une foi hydraté, il permet en durcissant d’agglomérer des matériaux divers et de construire des bâtiments des infrastructures…
La consommation mondiale est croissante, tirée par la chine.

Hors Chine, les plus gros producteurs sont l’Inde, les Etats-Unis, le Japon et la Corée.

La production de ciment est un indicateur économique, lié d’une part au nombre d’habitants, mais également au potentiel décroissance de chaque pays sur une période donne. La France actuellement produit un peu moins de 20 millions de tonnes par an. Parmi les pays ayant relativement le plus progressé depuis 1996,on peut citer l’Iran (+ 82 %), la Chine (+ 66 %), l’Égypte (+ 61%), l’Inde (+ 59 %), l’Italie (+ 54 %), l’Arabie Saoudite (+ 48 %) et l’Espagne (+ 42 %). Sur la même période, ceux ayant régressé sont le Japon (- 24 %) et l’Allemagne (- 4 %). Comparativement, la France a progressé dans le même temps de 8 %. (Source 2003 : J. VECOVEN HOLCIM)
Mais ce matériau est également fortement émetteur de CO2, pour sa fabrication.

Fabrication du ciment

Pour fabriquer le clinker, la « matière première » du ciment, la cuisson du calcaire et de l’argile dans les fours à très haute température libère du CO2. Cette étape de décarbonatation représente 60% des émissions de CO2  par tonne produite.


AIDA-INERIS

La fabrication dépend des procédés industriels, on peut résumer de la manière suivante :

1 / cuisson du clinker

réaction chimique de fabrication

CaCO3 —-> CaO + CO2

Cuisson à 1500°C dans des fours rotatifs

pour 1kg de clinker émissions

0,471 kg eq CO2 (décarbonatation, 60% des émissions selon Lafarge)
0,314 kg eq CO2 (cuisson pour obtenir le Clinker)

(le troisième chiffre après la virgule n’est là que pour « retracer » le calcul)

total     0,784 kg eq CO2   soit 0,214 kg eq C
le guide des facteurs d’émissions – V5 donne 235kgeq c / tonne

(Nota du 14/09/10 :  le guide des facteurs d’émissions V6.1 de juin 2010, donne une valeur de 284 kg éq. C/t pour le clinker et 270 kg éq. C/t pour le ciment Portland)

2 / part du clinker dans le ciment

Suivant les types de ciments CEM I, CEM II …

Les cimentiers diminuent la part de clinker dans le ciment par addition de matériaux de substitution (cendres volantes…), 16.5% selon Lafarge, de matériaux que l’on considèrera sans émission de CO2 (valorisation de déchets) (Pour Holcim de 5% à 18%)

d’où 1kg de ciment émet
0,393 kg eq CO2 décarbonatation 107 g éq C
0,262 kg eq CO2 combustion 71 g éq C


total 0,655
kg eq CO2   (ou 179 g eq C)

3 / émissions liées uniquement aux hydrocarbures lors de la cuisson

Selon Lafarge (2006), 40% des émissions du clinker sont dues à la combustion dans les fours, 88.9% des combustibles sont d’origine fossile et 11.1% d’origine  diverses (produits visqueux, biomasse, déchets, autres…)

ENERGIE MIX DE LAFARGE (2006)
CHARBON
43,50%
HYDROCARBURES
COKE
28,00%
PETROLE 5,80% 88,90%
GAZ 11,60%
PRODUIT VISQUEUX 0,35%
BIOMASSE 2,30%
DECHETS 8,40% 11,10%
AUTRES 0,05%

D’où 1kg de ciment émet

0,393 kg eq CO2        décarbonatation  107 g eq C

0,233 kg eq CO2       combustion (hydrocarbures) 64 g eq C

0,029 kg eq CO2       combustion (autres) 8 g eq C


total 0,655
kg eq CO2   (ou  179 g eq C)

Conclusion

Les données ci-dessus ne donnent qu’un ordre de grandeur, il est évident que chaque site, chaque procédé industriel donnera des valeurs différentes.
On peut ajouter à ces 655 g eq CO2/kg de ciment, le transport jusqu’aux centrales à béton, ou aux distributeurs, soit environ 30 g eq CO2. Les cimenteries sont relativement bien réparties sur le territoire français.


(J. VECOVEN 2003)

L’industrie du ciment est fortement émettrice de GES, elle est soumise aux marchés des quotas européens (ETS).

On peut parier que cette industrie va être fortement impactée par l’évolution des prix de l’énergie, des réglementations environnementales et des diverses normes. Le marché du prix du CO2 ne va pas rester « sage » comme actuellement, une augmentation des prix des hydrocarbures, la spéculation…risque d’impacter le coût du ciment.

Exercice de style économique (les prix restent sages):

On voit que l’impact est encore « négociable », mais les ennuis peuvent venir d’ailleurs:

Les réglementations, et normes environnementales (chantiers HQE, utilisation du bois ou de matériaux alternatifs dans la construction…) ainsi que la prise en compte par les entreprises du poids écolo/économique de ce matériaux risque de les contraindre à l’utiliser plus rationnellement.
Les industries du ciment vont également revoir leurs procédés industriels
Si vous voulez en savoir plus sur LE BETON et ses émissions c’est ici

Voir également sur le même thème : le ciment et ses fuites carbone

Voir également le sujet sur les émissions du ciment, les perspectives d’amélioration, les recherches en cours…Les émissions du ciment…quelles perspectives? (avril 2011)


Category : Bilan carbone chantier &Materiaux btp

13 Comments → “Du carbone dans le CIMENT !”


  1. Rouget

    7 années il y a

    Intéressant. Je découvre le blog, bonne continuation.

    Réponse
  2. [...] Les producteurs de ciment ont beau se « bourrer le mou » et « greenwasher à fond »: leur activité est, par nature, fortement émettrice de CO2 et dépendante d’une énergie fossile bon marche. (voir notre étude sur le ciment). [...]

    Réponse
  3. [...] magique… composé de granulats, graviers et sable, agglomérés par un liant, le ciment (dont nous avons détaillé les émissions de carbone ici). Après durcissement, il permet de créer des ouvrages très résistants à la compression, on lui [...]

    Réponse

  4. CO2e, eq C …qu’es a quo?

    6 années il y a

    [...] la production de ciment comporte une étape de « décarbonatation » du calcaire (qui est composé de [...]

    Réponse
  5. [...] et ne concernent que le CO2 fossile », elles sont ensuite corrigées en rajoutant 35% d’émissions non énergétiques pour le ciment, 100% pour l’aluminium… Première critique, les ordres de grandeur sont très grossiers, [...]

    Réponse
  6. [...] béton à un fort pouvoir émissif,  proportionnel au dosage en ciment (et donc en clinker). Les FDES de l’INIES (béton banché 15cm avec 30 kg d’armatures) donne des valeurs [...]

    Réponse
  7. [...] imputer 50 % des émissions du béton à l’oxydation d’hydrocarbures et 50% au phénomène de décarbonatation lié à la production de ciment. Si l’on considère que 90% des émissions diverses sont dues aux hydrocarbures : on conclu [...]

    Réponse
  8. [...] l’industrie du ciment, sujet majeur pour le secteur de la construction et de l’environnement. La production du clinker, la matière première du ciment est fortement émettrice de GES, les industriels travaillent sur plusieurs axes pour réduire leurs émissions et consommations [...]

    Réponse
  9. [...] énergie, correspondent principalement aux émissions conséquentes de la fabrication du ciment : la décarbonatation lors de la fabrication du clinker (60% des émissions du ciment, et par conséquent 46% des émissions du béton d’une manière générale) et sont comprises [...]

    Réponse
  10. [...] climatisations, et les émissions résultant de process ne faisant pas intervenir de l’énergie. 60% des émissions de décarbonatation du clinker, ne seraient pas prises en compte (encore l’… Les émissions des seuls HFC (fluides frigorigènes, aérosols et agents d’expansion) [...]

    Réponse

  11. Tristan

    1 année il y a

    Le ciment est produit par décarbonatation du calcaire. Mais son durcissement n’est il pas produit par re-carbonataion avec le CO2 de l’atmosphère ?

    Réponse

    • V.CAU

      1 année il y a

      En effet, le béton est soumis à un phénomène de carbonatation, qui n’a pas lieu lors de son durcissement mais le long de la vie du matériau. Au contact du CO2 contenu dans l’air, le béton « absorbe » ce CO2 pour former de l »hydroxyde de calcium ou portlandite Ca(OH)2. C’est un phénomène très connu de dégradation des ouvrages. Le phénomène se produit en surface d’un ouvrage, mais dès que les premières armatures sont atteintes, elles se corrodent et font « éclater » le béton.

      Quelques application ont été testées pour absorber du CO2 par cette voie. Par exemple, par épandage de béton concassé (granulats ou ballast ferroviaire par exemple) qui offre de très grandes surfaces en contact avec l’air et qui par phénomène de carbonatation permet d’absorber du CO2. Cette solution nécessite tout de même de vérifier que le concassage du béton ne génère pas plus de CO2 que les granulats n’en absorberont par carbonatation (ce qui est loin d’être évident) ou que la solution offre un bilan GES favorable par rapport à une solution traditionnelle (matériaux de carrière).

      Réponse
  12. [...] qui faisait de ce matériau un boulet climatique au regard des quantités produites annuellement (http://www.construction-carbone.fr/lecimentetsapartcarbone/ en 2009 [...]

    Réponse

Laissez une réponse