Le béton, matériau emblématique de la construction
Le béton est sans aucun doute le matériau de la construction moderne. Ses qualités techniques, ses performances économiques et ses capacités d’évolution en font le matériau de tous les chantiers. Les exigences de la construction évoluant – notamment en ce qui concerne les caractéristiques thermiques et environnementales – le béton élabore des solutions nouvelles telles que les bétons biosourcés pour y répondre.
Le matériau de la modernité
Le compagnon quotidien de l’artisan et des majors internationaux du BTP
Le béton est utilisé depuis des milliers d’années mais sa version contemporaine prend naissance au XIXème siècle avec l’invention du ciment par Louis Vicat. Le mariage de ce liant révolutionnaire avec le sable sera une telle réussite qu’il est devenu une évidence : si, au sens strict, le béton est un mélange de granulats et de liant « s’inscrivant dans la famille des pisés » (1), il est entendu que, sauf spécification, le « béton » est un « béton de ciment ».
En moins de deux siècles ce remarquable mélange a supplanté tous les autres matériaux de construction. Ses nombreuses qualités en ont fait le compagnon quotidien du maçon, qu’il soit artisan ou major international du BTP ; et il est devenu le partenaire quasi-incontournable des programmes architecturaux les plus ambitieux.
De plus, il n’en finit pas de nous surprendre. Béton autoplaçant et béton autonivelant facilitant la mise en œuvre, béton haute performance (BHP) et béton fibré à ultra-hautes performances (BFUP) capables de concurrencer l’acier, esthétiques s’adaptant aux attentes les plus variées, etc., : l’innovation dans le domaine fait preuve d’un dynamisme inaltérable.
Le matériau manufacturé le plus utilisé au monde
En trois ans, la Chine a consommé plus de ciment que les Etats-Unis dans tout le XXème siècle
La production mondiale de béton s’élèverait à plus de 6 milliards de mètres cubes par an, soit prés d’un mètre cube par habitant chaque année. Ce qui en fait le matériau manufacturé le plus consommé au monde.
Dans certain pays comme la France, la consommation se stabilise, voire diminue. Mais cela ne compense pas les augmentations fulgurantes de production comme celle de la Chine qui en trois ans (2011 à 2013) a consommé plus de ciment que les Etats-Unis dans tout le XXème siècle. L’Inde suit cette tendance et l’Afrique a commencé à s’inscrire dans la démarche pour faire face à l’évolution de sa démographie.
Dans son 5ème rapport le GIEC met en évidence les évolutions de la production mondiale des principaux produits minéraux et manufacturiers entre 1970 et 2015. Le ciment progresse au moins deux fois plus vite que tous les autres produits, avec une accélération encore plus marquée depuis le début des années 2000.
Cette progression répond à des besoins incontournables. Le béton n’a donc pas fini sa progression inéluctable, d’autant qu’il s’attache à répondre aux évolutions de nouvelles exigences.
Performances physiques : mécanique vs thermique
Les performances mécaniques du béton ont largement dépassé les ambitions entrevues au XIXème, bien au-delà de la « pierre artificielle […] aussi dures que le caillou » (1). L’expertise acquise permet de dimensionner des matériaux adaptés à une très large gamme d’exigences et d’atteindre des niveaux très élevés.
Sur le plan des qualités énergétiques des bâtiments, le béton apporte de l’inertie thermique mais ne répond pas aux besoins de résistance thermique exigés par les bâtiment basse consommation. La solution courante est de couvrir les parois en bétons de matériaux isolants.
Une autre solution, évitant la multiplication des couches de matériaux, est de modifier les performances du béton en utilisant des granulats à faible conductivité thermique tels que les granulats verts.
Performances environnementales : prélèvement de ressources naturelles et émissions de carbone
Le N°1 de la consommation mondiale a nécessairement des impacts environnementaux en proportion des volumes consommés. Il a aussi, avec les bétons végétaux, des potentiels d’amélioration significatifs.
Les deux composantes solides du béton, le ciment et le sable, ont des impacts environnementaux très différents.
Les granulats minéraux sont des ressources très peu renouvelables dont l’extraction massive est lourde de conséquences.
De son côté, la production du ciment engendre, tant par les besoins en énergie que par le process (décarbonatation du calcaire), des émissions importantes de carbone. Ces émissions représentent plus de 50% des émissions de gaz à effet de serre du secteur de la construction et, plus largement, 5 à 6% de la totalité des gaz à effet de serre produit mondialement (3).
En ce qui concerne les émissions dues à l’énergie, les pistes d’optimisation font l’objet d’attentions de plus en plus marquée qu’il s’agisse de l’amélioration de l’efficacité énergétique des fours ou du recours à des énergies de substitution. Pour ce qui est du CO2 émis par la décarbonatation du calcaire, les marges de manœuvre sont limitées pour les ciments Portland. Mais « plusieurs solutions sont en cours de développement afin de développer un ciment s’éloignant du processus de fabrication de celui de Portland » et pour disposer de ciment bas carbone (2).
Parmi les démarches permettant de « faire du béton autrement », les bétons végétaux apportent des solutions conjuguées (matières premières renouvelables et stockage carbone) et sont certainement une des solutions les plus matures.
Sources :
- Histoire du béton, naissance et développement, de 1818 à nos jours, Cimbéton
- Béton bas carbone : de quoi parle-t-on ? Alexandre Duverger, XPair
- 5ème Rapport du GIEC – 2014 Chapitre 10 Industrie
