Le béton est un matériau de construction omniprésent, mais aussi un facteur majeur du changement climatique. Aujourd’hui, la production de béton s’accompagne inévitablement d’émissions de CO2. Les scientifiques et les entreprises tentent de renverser cette tendance de différentes manières. « Nous devons mettre toutes les chances de notre côté. »
Le béton est aujourd’hui partout autour de nous. Des murs, sols et fondations de votre maison aux infrastructures telles que les ponts, les routes et les égouts, le béton constitue en quelque sorte la base de notre monde moderne.
Cependant, le béton est également un facteur majeur du changement climatique. C'est un matériau très émetteur de CO2. Le ciment, principal composant du béton, est responsable d'environ 8 % des émissions mondiales de CO2, soit plus de trois fois plus que l'aviation.
C'est pourquoi les scientifiques et les entreprises recherchent des méthodes de production du béton moins émettrices de CO2. C'est une tâche difficile, mais nécessaire.
Urbanisation
L'industrie du béton est difficile à décarboner car la fabrication du ciment génère intrinsèquement des émissions de CO2. « Le ciment est fabriqué dans un four », explique Jos Brouwers, professeur en matériaux de construction à l'université technique d'Eindhoven. « Cela nécessite beaucoup d'énergie, principalement issue de combustibles fossiles. Cette partie des émissions de CO2 est toutefois remplaçable, par exemple par l'hydrogène. Mais le CO2 est également libéré par un processus chimique. On fabrique le ciment en chauffant du calcaire. Il s’ensuit un processus chimique qui libère toujours du CO2. C’est là que réside le gros problème. »
Le béton et le ciment sont par ailleurs des matériaux de construction couramment utilisés. Ils constituent la base de nos infrastructures et sont employés à grande échelle dans les chantiers de construction, notamment dans les pays du Sud en pleine urbanisation. « Le béton est produit en quantités tellement importantes que son impact s’avère considérable », explique Brouwers. « Nous utilisons énormément de béton à l’échelle mondiale. C’est un matériau bon marché et solide, qui présente de nombreux avantages. C’est juste dommage qu’il génère autant d’émissions. »
Captage et remplacement
Les scientifiques et les entreprises explorent différentes voies technologiques pour changer cela. Utiliser tout simplement moins de ciment est une option parmi d’autres. « Le béton se compose généralement de sable, de ciment, de granulats et d’eau », explique Guang Ye, professeur spécialisé dans les matériaux de construction à l’université technique de Delft, où il mène des recherches sur un béton plus durable. « La majeure partie du CO2 dans cette composition provient du ciment. Une option consiste à créer d’autres mélanges contenant moins de ciment. »
On peut aller encore plus loin en utilisant dans le béton des granulats recyclés, issus des déchets de construction. « 70 % du volume du béton est constitué de granulats », explique Ye. « Si nous n'avons pas besoin d'utiliser de nouveaux matériaux pour cela, nous pouvons améliorer la durabilité du béton. Cela nous évite également de jeter du béton, car sa production a généré d'énormes émissions de CO2. »
Le béton est un matériau bon marché et solide, qui présente de nombreux avantages. C’est juste dommage qu’il génère autant d’émissions. »
Une autre option populaire consiste à capter et à stocker le CO2 pendant le processus de fabrication du ciment. Ainsi, du CO2 est toujours émis, mais il ne se retrouve pas dans l’atmosphère. C’est une option prisée par l’industrie, qui n’a ainsi pas à bouleverser radicalement ses processus de production. Par exemple, le cimentier Heidelberg Materials a inauguré à l’été 2025 une installation de capture du carbone dans son usine de Brevik, en Norvège. Celle-ci devrait capter 400 000 tonnes de CO2 par an.
Cependant, toutes ces options impliquent que nous continuons à émettre du CO2. À plus long terme, il sera peut-être possible de fabriquer du béton sans ciment ou avec très peu de ciment. Cela permettrait d’éviter les importantes émissions de CO2. Les scientifiques recherchent donc un liant alternatif pour le béton. « C’est ce sur quoi nous menons des recherches à l’université technique de Delft », explique Ye. « Nous pourrions par exemple remplacer le ciment dans le béton par un géopolymère. Ce matériau est constitué de sous-produits industriels tels que les cendres volantes ou les scories, activés par des solutions alcalines. Cela nous permettrait de réduire l’empreinte carbone du béton de 60 à 80 %, selon le mélange utilisé. »
Du CO2 dans le mélange
L'entreprise néerlando-scandinave Paebbl combine deux de ces technologies. Elle capte le CO2 de l'air. Elle transforme ensuite chimiquement ce CO2 en un liant capable de remplacer partiellement le ciment dans le béton. Cette technologie leur a déjà valu un investissement de la part d'Amazon et de Holcim, un grand fabricant de matériaux de construction.
« Grâce à une réaction chimique, nous transformons le CO2 en une forme solide et minérale dotée de propriétés similaires à celles du ciment », explique Ana Luisa Vaz, vice-présidente des produits chez Paebbl. « Cela nous permet de retirer partiellement le ciment traditionnel du mélange de béton. Nous pouvons ainsi remplacer jusqu’à 30 % du ciment. Il faut donc produire moins de ciment, ce qui réduit les émissions. De plus, cela permet de stocker le CO2 dans les bâtiments. »
Ils font ainsi d'une pierre deux coups. « Nous ne voulons pas simplement capter le CO2 pour ensuite le stocker », explique Vaz. « Nous utilisons également le CO2 de manière utile, pour construire des choses. Nous travaillons donc sur deux fronts. »
Pour ce faire, ils construisent à Rotterdam une usine destinée à traiter le CO2 à grande échelle pour le substitut de ciment de Paebbl. Il faudra toutefois encore quelques années avant que cette usine soit prête. « La production à grande échelle débutera en 2028 », explique M. Vaz. « Nous disposons déjà d’une petite usine de démonstration, où nous produisons des quantités limitées de notre liant. Nous devons maintenant passer à la vitesse supérieure. »
Prix et réglementations
Les alternatives ne manquent donc pas. Mais pour l'instant, elles se heurtent encore à de nombreux obstacles. Les méthodes durables de fabrication du béton produisent souvent un matériau de construction qui fonctionne différemment de l'ancien béton et qui doit donc répondre à d'autres exigences. Parfois, il est aussi moins résistant ou coûte plus cher. La plupart des technologies ne sont pas encore prêtes à être commercialisées et ne le seront que dans quelques années. Tout cela fait que la décarbonisation de l’industrie du béton ne progresse que lentement.
Selon Ye, le prix est déjà l'élément crucial dans cette réflexion. « Grâce aux nouvelles technologies, nous pouvons déjà réduire les émissions de CO₂ du béton », explique Ye. « Cependant, bon nombre de ces solutions restent plus coûteuses que les options conventionnelles, ce qui peut ralentir leur adoption sur un marché de la construction sensible aux coûts. Les politiques publiques peuvent jouer un rôle à cet égard, en soutenant la mise à l'échelle et l'innovation et en créant des incitations qui récompensent les choix à faible émission de carbone. Dans la pratique, la compétitivité en termes de coûts sera un facteur clé pour permettre une transition à plus grande échelle. »
Chez Paebbl, on estime déjà pouvoir être compétitifs en termes de prix d’ici quelques années. « Aujourd’hui, nous sommes en effet plus chers que le béton classique », admet Vaz. « À mesure que nous nous développons, nous voulons combler cet écart. À long terme, notre solution sera rentable. Cela ne se produira toutefois qu’après 2028, même si beaucoup dépendra de l’évolution des réglementations et de la fiscalité. Nous prévoyons d’être certainement compétitifs en termes de prix vers 2030. »
« Les réglementations doivent renforcer l’innovation, pas la freiner. »
La réglementation joue un rôle très important dans ce contexte. Il existe ainsi des règles strictes pour les matériaux de construction, afin de garantir la sécurité. Ces règles sont toutefois adaptées au béton traditionnel. « La réglementation doit évoluer, en accordant bien sûr la priorité à la sécurité et à la qualité à long terme, mais en laissant une marge de manœuvre pour les innovations », affirme Vaz. « Les règles doivent renforcer l’innovation, pas la freiner. L'industrie du bâtiment fabrique du béton de la même manière depuis plus d'un siècle. Il faut pouvoir garantir la sécurité lorsque cela change. C'est pourquoi nous sommes en train de faire certifier notre mélange. C'est un élément important pour rendre notre produit rentable. Nous devons mettre toutes les chances de notre côté. Nous devons travailler sur de nombreuses solutions en même temps. Nous devons repenser la façon dont nous construisons et fabriquons les matériaux. Et pour cela, les règles devront changer. »
Une maison faite de déchets
En attendant, une combinaison de technologies rendra l’industrie du béton plus durable. « On travaille sur tous les fronts », explique Brouwers. « Des carburants alternatifs et du captage du CO2 aux nouveaux liants et matériaux alternatifs. Il n’y a en effet pas de solution miracle qui résoudra ce problème. Ce sera toujours une combinaison de plusieurs éléments. Bien sûr, une percée majeure pourrait avoir lieu demain, qui bouleverserait tout. Je n’y crois pas, mais il ne faut jamais dire jamais. En attendant, il faut avancer pas à pas. Nous devons résoudre ce problème grâce à la technologie. En tant que société, nous devons le faire. Il n’y a pas d’alternative. »
Cela exige que nous, en tant que consommateurs, apprenions à nous ouvrir aux nouvelles technologies. « Le progrès nécessite également une adaptation sociétale plus large », explique Ye. « Le secteur devra évoluer, mais cela vaut aussi pour les attentes du public. Sommes-nous par exemple prêts à construire notre maison avec des agrégats issus de déchets de construction et de démolition recyclés, à condition que leurs performances et leur sécurité aient été démontrées ? Voulons-nous une maison construite avec des déchets retraités ? »
Malgré toutes les technologies disponibles, beaucoup dépendra donc du marché et de la pression qui s’en dégagera. « Une technologie comme la nôtre ne peut fonctionner que s’il y a une demande », explique Vaz. « Les utilisateurs finaux doivent exiger que le secteur de la construction devienne plus durable. Nous assisterons à un véritable changement lorsque les architectes, les promoteurs immobiliers et les villes demanderont un béton nouveau, plus durable. »