CONTEXTE ET ENJEUX :

Développer l’usage de mortiers et bétons biosourcés pour répondre aux enjeux climatiques

La réduction des émissions de gaz à effet de serre dues à la production des matériaux de construction représente un levier d’action encouragé par les évolutions réglementaires françaises, dont la réglementation environnementale 2020 (RE 2020).

Précurseur dans le développement de bétons à bases de particules végétales, la France a acquis depuis les années 2000 une expertise reconnue à l’international. Et les solutions techniques mises au point ont désormais acquis assez de maturité pour répondre à une massification du marché et contribuer à répondre à l’enjeu du changement climatique.

Toutefois, malgré les nombreux travaux menés, la caractérisation des bétons végétaux n’est encadrée par aucune norme. Une carence qui constitue un obstacle majeur à un développement du marché et à laquelle le projet NG2B souhaite répondre.

OBJECTIFS :

Créer un référentiel partagé des granulats biosourcés

Le projet NG2B vise en premier lieu à caractériser les différents types de granulats végétaux et de créer un référentiel commun pour l’ensemble des acteurs de la filière. Sur la base de données techniques et environnementales pertinentes et consolidées, il leur permettra d’échanger, d’établir des spécifications matières et des préconisations.

À terme, l’ambition est de mettre en place un cadre normatif spécifique aux granulats destinés aux mortiers et bétons biosourcés. Mais cet objectif exige de disposer d’éléments scientifiques, techniques et environnementaux permettant de mettre en place une procédure de normalisation au niveau européen pour tous types de granulats utilisables dans la confection de mortiers et de bétons végétaux.

Le projet NG2B s’emploie à compiler ces éléments sources.

RÉSULTATS ATTENDUS :

Une massification de l’usage des mortiers et bétons biosourcés

L’objet du projet NG2B est de lever l’un des verrous essentiels au développement de mortiers et bétons biosourcés. Il s’agit pour le projet de définir les classes granulaires de ces agrégats végétaux :

·       en sélectionnant les « caractéristiques clés » qui influencent la variabilité des propriétés et la durabilité des bétons et mortiers biosourcés (caractéristiques physiques / indicateurs environnementaux),

·       en décrivant les protocoles de mesure de ces caractéristiques clés,

·       en évaluant, sur des granulats test, les gammes de variation acceptables des caractéristiques clés.

In fine, NG2B espère établir le texte d’une prénorme bénéficiant d’un large consensus. Cette base permettra une massification de l’usage des bétons biosourcés et des bénéfices significatifs, tant sur des aspects environnementaux que socio-économiques.

Objectifs et caractère innovant du projet

Objectifs généraux

Le projet s’inscrit dans une logique de territoire et de filière. En effet, les mortiers et bétons biosourcés, à l’instar de l’ensemble de la filière bétons et mortiers, trouvent leur pertinence dans une logique d’approvisionnement local conjuguant la limitation des transports et le développement des territoires par la valorisation de la biomasse. Les approvisionnements sont de natures diverses et peuvent connaitre des variations importantes. Il est donc indispensable de disposer de méthodes et de moyens de caractérisation fiables pour que les utilisateurs soient en mesure de confectionner les bétons et mortiers à partir de granulats qualifiés afin de garantir les performances finales des produits finis. Ces méthodes doivent faire l’objet d’un consensus et être partagées par l’ensemble de la filière, de l’amont à l’aval. Il s’agit donc :

• d’établir un cadre général pour caractériser les différents types de granulats végétaux afin de donner aux utilisateurs un référentiel commun, pertinent et solide leur permettant d’échanger, d’établir des spécifications matières et des préconisations,
• de disposer des éléments scientifiques et techniques pour mettre en place une procédure de normalisation au niveau européen pour tous les types de granulats utilisables dans la confection de mortiers et de bétons biosourcés.

Objectifs scientifiques et techniques

Les objectifs scientifiques et techniques du projet consistent à définir les classes granulaires de ces agrégats végétaux à la fois en :

• identifiant et sélectionnant les « caractéristiques clefs »,
• décrivant les protocoles de mesure de ces caractéristiques clefs,
• évaluant les gammes de variation de ces caractéristiques pour des granulats tests.

Verrous levés par le projet

Le développement significatif des bétons et mortiers végétaux demande de pouvoir répondre aux exigences attendues pour tous matériaux de construction (validation technique, évaluation environnementale, garantie des performances, certification, assurabilité, …), ce qui implique d’être en mesure d’établir une caractérisation fiable et partagée des matériaux et, par conséquent, des granulats végétaux qui ne disposent actuellement d’aucun cadre normatif. Cette carence est aujourd’hui le principal obstacle au développement des bétons végétaux et le projet vise à le dépasser.

Sur le plan scientifique, une attention particulière sera portée aux interactions physico-chimiques entre granulats végétaux et liants – lors du malaxage du mélange.

Objectifs environnementaux

L’expérimentation menée dans le cadre de E+C- – portant sur 959 bâtiments et préfigurant la prochaine réglementation RE 2020 – montre que « 75 % de l’impact gaz à effet de serre (GES) d’un bâtiment viennent de sa phase construction (choix des matériaux, provenance, transport, ndlr) ». L’usage de matériaux « biosourcés, locaux, recyclés, ré-employés présentent des avantages environnementaux indéniables, jusqu’à 30 % de gain sur la phase construction »[1],.

De plus, face à l’urgence climatique, ces matériaux possèdent plusieurs atouts importants : ce sont des matériaux à très longue durée de vie pour le stockage du carbone qui permettent également la diminution de la consommation d’énergie à l’usage (allègement). Par ailleurs, leur impact sur le bilan carbone des bâtiments est à effet immédiat et pour toute la durée de la vie du matériau, contrairement aux démarches visant le fonctionnement des bâtiments dont les effets vont s’étaler sur toute la vie du bâtiment. La massification de l’usage des matériaux de construction biosourcés est donc un enjeu majeur de la transition écologique. Pour les mortiers et bétons biosourcés, cette massification exige la mise au point et le partage de méthodes et d’outils de caractérisation des granulats végétaux qui vont entrer dans leur composition.

[1] Intervention de Nicolas Doré (ADEME) à Batimat 2019. Source Actu Environnement du 05/11/2019

Organisation du projet et méthodes mises en œuvre

Tâche 1 – Gouvernance et suivi du programme

Objectifs : assurer le pilotage global du projet, tant sur le plan administratif que scientifique et technique.

Méthodologie / Contenu :

• S/T 1 : Suivi administratif et financier
• S/T 2 : Comité de pilotage et de suivi
• S/T 3 : Comité scientifique et technique

Livrables : Relevés de décision du comité de pilotage et du comité scientifique et technique, rapport annuel, rapport final

Tâche 2 – État de l’art, concertation et positionnent de la norme dans la nomenclature des norme européennes

Objectifs :

• Appuyer les travaux sur un état de l’art solide,
• Identifier, informer et consulter les acteurs,
• Mettre en place la collaboration avec les organes de normalisation (AFNOR et CEN),
• Positionner la future norme dans la nomenclature des normes européennes.

Méthodologie / Contenu :

• S/T 1 Bibliographie et synthèse des acquis scientifiques et techniques
• S/T 2 Consultation des acteurs français, européens et internationaux
• S/T 3 Consultation des organes de normalisation (Afnor et CEN)
• S/T 4 Analyse de la nomenclature des normes, positionnement de la future norme dans la nomenclature, cadrage des exigences
• S/T 5 Ateliers de concertation

Livrables : Rapport bibliographique, annuaires de acteurs, rapport annuel, rapport final

Tâche 3 – Carte d’identité des granulats végétaux : établissement du format de caractérisation des granulats

Afin de valoriser le plus grand nombre de granulats végétaux et faciliter le développement des bétons et mortiers biosourcés, il est nécessaire d’établir pour chacune des matières premières agricoles une « carte d’identité » présentant, en autres, les propriétés influençant les performances des bétons (« caractéristiques pertinentes ») et de préciser les plages de variations admissibles de ces caractéristiques pour chaque matière première. Les propriétés attendues du produit fini ainsi que sa technique de mise en œuvre seront prises en compte pour définir ces plages de variations admissibles.

Objectifs :

• définir le cadre de cette « carte d’identité » qui établira le profil des granulats,
• décrire les procédures de mesure des « caractéristiques pertinentes ».

Méthodologie / Contenu :

• S/T 1 Choix des caractéristiques pertinentes à partir des connaissances acquises
• S/T 2 Rédaction des procédures de mesure à partir des travaux existants de tests réalisés dans plusieurs laboratoires différents sur trois matières premières témoins.
• S/T 3 T3 Identification des indicateurs environnementaux

Livrables : rapport d’essais, descriptif des procédures

Tâche 4 – Test de validation des procédures et de la caractérisation

Objectifs :

• vérifier la solidité du modèle de carte d’identité établi dans la Tâche 3
• définir les gammes de variation acceptable pour chaque matière première étudiée.
• Méthodologie / Contenu :

Réalisation de la carte d’identité de trois matières premières tests, définition des variations acceptables pour chaque caractéristique pertinente et proposition d’une méthodologie applicable aux autres matières végétales.

• S/T 1 Caractérisation des matières premières
• S/T 2 Définition des gammes de variations acceptables
• S/T 3 Établissement des cartes d’identité
• S/T 4 Evaluation des impacts environnementaux

Livrables : Méthodologie de définition des gammes de variation acceptables, rapport d’essais, Cartes d’identité des trois matières premières témoins

Tâche 5 – Structuration d’une prénorme

Objectifs :

• Établir les structures d’une future norme
• Identifier les éléments manquants et indispensables à l’aboutissement d’une norme,
• Obtenir un consensus des acteurs de la filière des bétons biosourcés
• Méthodologie / Contenu :
• S/T 1 : Mise en place d’une commission de pré-normalisation : professionnels du domaine et leurs organismes représentatifs, services de l’État, organismes de la qualité du bâtiment, etc.
• S/T 2 : Vocabulaire : définition des termes utilisés
• S/T 3 : Rédaction d’une proposition de prénorme validée par la commission de pré-normalisation et par le comité technique et scientifique.

Livrables : Rapport d’activités, lexique, texte de prénorme

Tâche 6 – Communication et valorisation

Objectifs :

• Informer les instances et les acteurs pour améliorer leur compréhension du sujet et des enjeux, susciter l’adhésion et la participation aux travaux et faciliter la concertation,

• Capitaliser et diffuser des acquis du projet.

Méthodologie / Contenu

• S/T 1 : Site Internet: adaptation du site internet de Sable Vert
• S/T 2 : Publications scientifiques et techniques, nationales et internationales
• S/T 3 : Conférences – Séminaires pour les professionnels (producteurs et utilisateurs)

Calendrier

Complémentarité des partenaires

Les objectifs du projet exigent d’obtenir un consensus large qui ne peut être obtenu sans la prise en compte des attentes des acteurs, depuis l’amont agricole jusqu’aux utilisateurs finaux. Le nombre d’acteurs impliqués est d’autant plus important que le projet a l’ambition d’établir un cadre de normalisation adaptable à tous les granulats végétaux dédiés aux bétons et mortiers végétaux. Ce consensus sera recherché par la consultation des acteurs et par les travaux d’une commission de pré-normalisation ouverte.

Elle sera également obtenue par la composition du partenariat qui a la volonté d’impliquer des membres des différents niveaux de la filière. Toutefois, afin de ne pas trop alourdir le fonctionnement du programme, certains de ces partenaires participeront aux travaux au sein du Groupe de travail SABLE VERT auquel adhérent, à ce jour, 24 structures de l’amont à l’aval de la filière. Ces acteurs seront représentés dans le consortium par la Guilde des Métiers de la Chaux, coordinateur du projet.

Les acteurs impliqués dans le projet se répartissent de la façon suivante :

• 1^er Cercle : membres du consortium et signataires du projet avec notamment 4 centres de recherche, 1 producteur de granulats, 2 industriels de fabrication de matériaux et 1 entreprise de mise en œuvre ;
• 2^ème Cercle : comprenant notamment les membres de SABLE VERT ne faisant pas partie du 1^er Cercle, il regroupe des acteurs de toute la filière (dont l’amont agricole et les professionnels du bâtiment) – la liste du schéma ci-dessous n’est pas exhaustive ;
• 3^ème Cercle : tous les autres acteurs de la filière mortiers et bétons végétaux qui seront sollicités durant le projet et invités à participer à différentes actions (séminaires, comités, commissions, …) notamment les représentants de l’amont agricole, de la maîtrise d’œuvre, des entreprises, des filières partenaires, ainsi que ceux des organismes transversaux (DHUP, AQC, CSTB, RILEM …).

Démarche de projet « responsable »

Du point de vue du programme proposé, une analyse des impacts environnementaux des granulats tests qui seront considérés dans le projet, sera réalisée afin d’anticiper et faciliter la rédaction des FDES et la prise en compte de ces matières premières dans les programmes de construction / réhabilitation (sur la base des calculs E+C- et ceux de la RE2020 en préparation actuellement).

Les critères environnementaux seront inclus dans le modèle de « cartes d’identité » proposé à la commission de pré-normalisation dans le cadre de la Tâche 5 Structuration d’une prénorme afin que le profil environnemental des granulats fasse partie intégrante de leur carte d’identité à toutes fins utiles.

Au niveau du déroulement du programme, une réduction importante des impacts environnementaux résultera d’animations et coordinations dématérialisées du projet. Le projet nécessite l’organisation de nombreuses réunions et d’ateliers de concertation. Ceux-ci se tiendront majoritairement en visioconférence grâce à une système pour postes multiples (type Zoom, Webinar ou RingCentral Meetings).

Un espace de travail dédié sera organisé sur le RSE (Réseau Social d’Entreprise que le Cerema met en fonctionnement). Cet espace permettra les échanges de documents.

Enfin, une conférence finale ouverte à l’ensemble des acteurs de la construction (au-delà des filières) sera organisée soit en présentiel soit sur le Net pour la présentation des résultats et la diffusion de la prénorme. Un guide méthodologique sera également être diffusé à partir de service de diffusion de tous les partenaires.