La construction écologique : les alternatives durables au ciment

By Anais Descleves - 07 juin 2022

Ces dernières années, la sensibilisation face au réchauffement climatique a grandement augmenté. Alors que la guerre contre le plastique fait rage, nous devons également nous attaquer à un autre grand pollueur : le ciment. La législation et les développements technologiques poussent toujours vers plus de durabilité. Des alternatives vertes au ciment ont donc été développées. Cet article passe en revue ces alternatives, avec leurs avantages et leurs inconvénients.

Pourquoi les alternatives au ciment sont-elles essentielles ?

Aujourd’hui, la production de ciment est un enjeu environnemental plus important que celui du plastique. Selon The Guardian, en prenant en compte tous les stades de production du ciment, ce dernier serait responsable de 4 % à 8 % des émissions de CO2 mondiales. Produire du ciment est un processus qui rejette beaucoup de chaleur et une grande quantité de monoxyde de carbone. Le transport et l’extraction des matières premières utilisées dans le ciment contribuent fortement à l’émission de CO2.

Dangereux pour la santé

Le béton peut être très dangereux pour la santé et peut entraîner des troubles handicapants pour les travailleurs, comme :

  • L’irritation de la peau, qui peut mener à des brûlures, l’assèchement de la peau, ou des crevasses
  • Des irritations oculaires
  • Des pathologies respiratoires dues à l’inhalation de ciment sec et de poussière

Dangereux pour l’environnement

De plus, ce matériau est également dangereux pour l’environnement. Le ciment cause des dommages à la couche arable, la couche la plus fertile de la terre. Il crée des surfaces solides, et contribue donc au ruissellement. Ce phénomène est susceptible de mener à la pollution de l’eau, à des inondations ou à l’érosion des sols.

L’eau est l’un des quatre composants de base du béton, avec le sable, le ciment et des agrégats. Le béton consomme environ un dixième de l’eau utilisée par l’industrie dans le monde. L’importante quantité d’eau nécessaire pour faire du ciment peut accélérer la sécheresse dans des zones déjà peu humides.

Le sable est aussi un ingrédient commun du ciment. Cependant, les ressources en sable deviennent de plus en plus rares. À cause d’un nombre de plus en plus élevé de projets du bâtiment et de l’immobilier, il est maintenant difficile d’extraire du sable depuis le sol dans de nombreux pays. La solution a été d’extraire du sable depuis l’océan, aussi proche des côtes que possible, mais cela engendre la dégradation des plages. On pourrait penser que la réponse se trouve dans le Sahara. Malheureusement, il n’est pas possible d’utiliser le sable du désert, car il est poli par le vent. Les grains de sables ont une forme arrondie et régulière qui empêche une agrégation suffisante.

À cause de ce manque de sable adéquat, trouver des alternatives au ciment traditionnel n’est pas seulement une bonne résolution pour sauver la planète, mais une nécessité pour le futur de l’industrie du bâtiment.

Les matériaux de construction recyclés

Plus que jamais, il nous faut repenser les cycles de vie des matériaux afin d’éviter la pollution et le gaspillage. L’économie circulaire représente donc une solution face au réchauffement climatique qui s’est intensifié ces vingt dernières années.

L’économie circulaire

L’ONU définit l’économie circulaire comme « un système de production, d’échange et de partage qui permet le progrès social, la préservation du capital naturel et le développement économique ». Nos ressources ne sont pas infinies, et il devient urgent de les préserver.

La transition vers une économie circulaire vise à aller au-delà du modèle économique linéaire d’extraction, fabrication, consommation et pollution. Elle demande à consommer de façon responsable les ressources naturelles et les matières premières. L’économie circulaire devrait éviter le gaspillage en réutilisant, recyclant et valorisant les déchets.

Mur construit grâce à du plastique recyclé

Alternatives to cement from startups

Les alternatives au ciment des startups

La législation de l’Union Européenne exige désormais que 70 % des déchets de construction et de démolition soient recyclés. Cette mesure crée des opportunités pour les startups qui utilisent les déchets du BTP pour créer des alternatives au ciment.

Par exemple, la startup française Materrup a commencé à commercialiser son ciment fait à partir d’argile crue. Il devrait remplacer le ciment traditionnel dans la composition du béton. Cette solution pourrait réduire notre empreinte carbone. Utiliser de l’argile est un moyen de rentabiliser une ressource abondante, présente partout.

Kenoteq est un autre exemple de startup européenne qui crée des alternatives au ciment. La startup est une entreprise spinout, spécialisée dans le développement et la livraison de bâtiments hautement durables, fondés sur un circuit fermé et une économie circulaire.

Les produits dérivés de l’acier

Les produits dérivés de l’acier peuvent aussi être recyclés comme un agrégat du béton. Early Metrics a noté une startup appelée CarbiCrete, qui utilise les scories pour fabriquer du béton à l’empreinte carbone négative. Iron Shell, une autre startup, a créé un matériau connu sous le nom de Ferrock à partir de résidus de poussières d’aciérie. Ce matériau est cinq fois plus résistant et plus flexible que le ciment. De plus, il est beaucoup plus durable et est donc un candidat de choix comme alternative au ciment.

Ashcrete s’insère également dans l’économie circulaire. La startup utilise des cendres de la production de charbon pour créer un agrégat durable pour le béton qui repose sur l’utilisation de cendres volantes (un produit dérivé résiduel de la combustion de charbon).

Le plastique recyclé

Le plastique recyclé est un matériau qui sert à construire des bâtiments durables. Il peut être utilisé pour le plafond, le sol ou l’isolation. De nombreuses startups ont émergé en utilisant ce genre de solutions, comme ByFusion, Arglite et Gjence Makers.

Utiliser du plastique recyclé au lieu du ciment traditionnel, ce serait, en apparence, faire d’une pierre deux coups, en s’attaquant à deux produits polluants. Cependant, chaque bout de plastique recyclé est une menace potentielle pour l’environnement. Le processus de fonte et de recyclage du plastique produit des composants organiques volatiles qui peuvent nuire aux plantes et aux animaux à proximité du site industriel. Cela génère donc des émissions carbones qui contribuent au réchauffement climatique.

Les déchets alimentaires

La prochaine étape du secteur des matériaux de construction recyclés serait de réutiliser les déchets alimentaires pour produire du bioplastique. Ces déchets conviendraient à la création de matériaux, comme le fait Chips Board, qui développe des composants bioplastiques fabriqués à partir de produits dérivés de l’industrie. Ce plastique est aussi efficace que le plastique conventionnel, tout en étant biodégradable et recyclable après utilisation.

Les alternatives durables au ciment faites à partir de plantes

Revenir aux constructions faites de bois et de végétaux ? Cela ressemble à un retour aux pratiques traditionnelles de construction, celles qui participent à la déforestation. Pourtant, la technologie et la recherche ont montré que les végétaux sont maintenant des alternatives sûres et renouvelables au ciment. Il est possible de remplacer les agrégats par des plantes, comme les lambeaux de miscanthus et autres végétaux mentionnés ci-dessous.

La brique de chanvre est une alternative au ciment, qui crée un matériau renouvelable et résistant à partir de plantes pour la construction.

Le chanvre

Choisir une plante résistante qui grandit rapidement comme le bambou ou le chanvre peut prévenir la déforestation et assurer un approvisionnement à grande échelle. Le chanvre est en effet utilisé dans les briques de chanvre, un matériau bio-composite. Cette plante absorbe efficacement le CO2 pendant sa croissance, et retient le carbone en rejetant de l’oxygène. C’est donc un matériau de construction non-toxique qui peut éliminer le carbone de l’air.

Le bambou

Le bambou est aussi un matériau très attrayant. Il est respectueux de l’environnement et, surtout, il est très résistant. C’est pourquoi il est utilisé depuis des années, surtout en Asie. Le bambou est une plante qui grandit très rapidement, jusqu’à un mètre par jour, ce qui le rend très rentable et fiable. Il réduit également la quantité de CO2 dans l’air et diffuse plus d’oxygène dans l’atmosphère. Le bambou est donc une matière première renouvelable très prometteuse, comme démontré dans cette étude de recherche du bambou en Europe lancée récemment. Cette étude explique que le bambou peut être utilisé dans le BTP pour créer une chaîne logistique locale, transparente et durable.

Des startups comme Widuz et Rizome ont développé un nouveau type de matériaux de construction durables et renouvelables à partir de bambou, dans l’espoir de révolutionner l’industrie du bâtiment.

Le bois

D’autres startups développent également de nouvelles façons innovantes d’utiliser le bois comme le timbercrete (béton de bois). Aussi connu sous le nom de woodcrete, il remplace les agrégats traditionnels avec de la cellulose (ex : la pâte de bois). L’avantage principal de ces matériaux faits à partir de végétaux, est qu’ils sont renouvelables et les chaînes logistiques pour se procurer la pâte de bois sont déjà en place dans de nombreux pays. De plus, l’empreinte carbone du timbercrete est négative. Enfin, utiliser du bois permet aux bâtiments d’être mieux isolés et insonorisés.

Les matériaux non conventionnels pour remplacer le ciment

Les matériaux mentionnés jusqu’ici ont beaucoup de potentiel, mais ne vous ont peut-être pas tant surpris que ça. Jetons un œil aux matières premières qui pourraient rendre l’industrie du bâtiment plus verte. 

Les briques de mycélium, faites à partir de champignons, font partie des matériaux surprenants qui pourraient remplacer le ciment dans le futur.

Les champignons

Bien que les matériaux de construction à partir de champignons sont encore à un stade peu avancé, ils ont le potentiel pour devenir un matériau viable, durable, alternatif au béton. Comme démontré dans l’article de la Commission Européenne, le mycélium, la partie végétative du champignon, est un liant naturel. Le mycélium est un produit résiduel de la culture de champignons. Il pourrait être intégré au béton, nous serions ainsi capables de « faire pousser des bâtiments » à partir de résidus agricoles – des matériaux peu coûteux, durables et biodégradables.

Le composant du mycélium est léger et résistant. De plus, il contient de l’air, ce qui lui confère d’excellentes propriétés pour la construction ou l’isolation. Nos futures maisons pourraient contenir des murs vivants.

Des techniques d’architecture innovantes

Des architectes célèbres ont également montré le potentiel de matériaux qui ne semblent pas fiables comme David Easton qui a ramené à la vie le pisé, un mélange de sable, de glaise, d’argile et d’eau pour créer de larges murs de boue solide. Easton a défendu et expérimenté le pisé comme un matériau de construction fiable.

Shigeru Ban est un autre architecte, connu pour son esprit inventif. Il a créé des structures innovantes faites à partir de papier ou de tubes de carton. Grâce à ces constructions, il a été capable de bâtir temporairement des habitats préfabriqués pour des populations privées de logement après des catastrophes naturelles.

Il est donc nécessaire de sortir des sentiers battus pour générer des alternatives durables au ciment. 

Comme démontré ci-dessus, il existe de nombreux candidats viables pour réduire l’impact du BTP sur le climat et l’environnement. Le problème ne peut pas être résolu par l’utilisation de certains matériaux seulement. Il demande une transformation de nos modes de pensée, de construire et de transformer nos espaces de travail et de vie. Le lien entre l’innovation portée par les startups et les améliorations ESG devient de plus en plus clair pour les acteurs historiques de toutes les industries. C’est pourquoi Early Metrics aide les grands groupes à trouver des partenaires startup qui pourront les aider à construire le monde durable de demain.

Traduit de l’anglais par Robin Vettier

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