Le béton est la ressource la plus consommées après l’eau dans le monde. L’impact environnemental de cette importante production est loin d’être négligeable. Une tonne de béton, en effet, nécessite 750 kg de granulats, 250 kilos d’un mix (pour produire 130 kg de ciment) composé de 78% de carbonate, de 10% d’argiles, de 10% de sables siliceux et de 2% d’oxydes de fer. La cuisson du clinker et la décarbonatation du calcaire émettent environ 800 kg de CO2 dans l’atmosphère. Dans une perspective de développement aussi durable que possible, le recyclage du béton serait bénéfique sur différents plans :
– La réduction des émissions de gaz à effet de serre
– la réduction de la consommation de combustible
– la réduction du prélèvement de ressources non renouvelables (granulats)
– la préservation des écosystèmes par un moindre recours aux carrières
– la diminution du recours à la mise en décharges des déchets inertes
Aujourd’hui la filière usuelle de recyclage du béton de déconstruction est sa transformation en grave à usage routier (remblai, couche de forme). Le « retour du béton au béton » par l’usage différencié de sa phase granulat et de sa phase matrice cimentaire permettrait un recyclage optimisé permettant sa réutilisation complète en tant que
- granulat recyclé en technique routière, mais aussi en béton routier ou en béton de structure
- matière première (secondaire) de liants hydrauliques.
Dans cette perspective d’un recyclage complet du béton, les ouvrages en fin de vie deviendraient un formidable réservoir de ressources matière.
Si tout le béton produit n’est pas recyclé en béton, c’est que des obstacles empêchent le développement de ce recyclage, obstacles qui peuvent être de plusieurs ordres.
Les granulats de béton recyclés
Les granulats de béton recyclés présentent la caractéristique d’être composés de deux phases : le granulat naturel et le mortier qui l’enserre. Ce mortier est la cause des qualités moindres de ce type de granulats au regard des granulats naturels, dont les conséquences sur le béton durci sont les suivantes :
Résistances à la compression et à la traction moindres
Densité plus faible
Module d’élasticité moindre
Phénomènes de déformations différées élevés : retrait et fluage
Pour ce qui concerne le béton frais, la demande en eau totale est accrue du fait de la présence du mortier dont l’absorption d’eau est importante. La rugosité de surface (du fait du broyage) des granulats recyclés contribue elle même à la croissance de la demande en eau totale, par une demande spécifique en eau efficace (hors absorption des granulats). Cette maîtrise de la demande en eau est la clé de la maîtrise des importants phénomènes de retrait que présentent les bétons de granulats recyclés.
Enfin, la fraction mortier des granulats de béton recyclé peuvent contenir des espèces susceptibles de provoquer des gonflements, les sulfates notamment, liés aux déchets de plâtre qui peuvent être associés au béton de démolition.
Usage des fines de béton recyclé
Des études indiquent la possibilité d’utiliser les fines de béton recyclé comme ajout au cru pour la fabrication du clinker.
Conclusion
En amont de cette production de granulats ou de ciment, c’est certainement l’ensemble de la chaîne de la déconstruction qui doit être aménagée pour obtenir une possibilité optimale de recyclage. Cette chaîne comprend la déconstruction sélective, l’identification et le tri des matériaux, des plateformes efficaces de concassage dont les distances aux chantiers ne soient pas dissuasives, enfin des procédés efficaces de séparation des composants de béton déconstruit : granulats et matrice cimentaire.
Enfin, il convient que le béton recyclé soit certes économique sur le plan environnemental, mais aussi compétitif sur le plan économique. Les deux voies d’accès à cette compétitivité étant l’amélioration de l’ensemble du process technique d’un côté et l’internalisation de l’ensemble des coûts (y compris environnementaux), de l’autre.
En savoir plus
Projet national de recherché, Recybéton
http://www.pnrecybeton.fr/
Abbas et al. 2, 2009 Abbas A., Fathifazl G., Burkan Isgor O., Ghani Razaqpur A., “Durability of recycled aggregates concrete designed with equivalent mortar volume method”. Cement and concrete composites 31, 2009. pp. 555-563
BRGM, Projet ANR ASURET (Analyse systémique de l’utilisation des ressources renouvelables de la technosphère), Revue de l’existant, Rapport final, Août 2010
BRGM, Projet ANR ASURET : Analyse systémique de l’utilisation des ressources renouvelables de la technosphère : Rapport final. BRGM/RP-58935-FR. – 2010. – 164 p.
Chen et al., Chen I. A., Juenger M. C. G., « Incorporation of waste materials into Portland Cement clinker synthesized from natural raw materials », Journal of Material Science, 44, pp. 2617-2627, 2009
COFRAGE, 2009 COFRAGE, Projet ANR : « Analyse intégrée de technologies innovantes de fragmentation sélective des bétons en vue de leur recyclage dans l’industrie des granulats et l’industrie cimentière », Programme ECOTECH, ANR, 52 p., 2009
Corinaldesi, 2010 Corinaldesi V., “Mechanical and elastic behaviour of concretes made of recycled-concrete coarse aggregates” Construction and Building Materials, 24, 2010. pp. 1616–1620
Gomez-Soberon J.M.V., “Porosity of recycled concrete with substitution of recycled concrete aggregate. An experimental study”, Cement and Concrete Research, 32, 2002, pp. 1301– 1311
IREX, PN RECYBETON (RECYclage complet des BETONs). Etude de faisabilité. – IREX, 2011. – 51 p.
Khatib, J.M., “Properties of concrete incorporating fine recycled aggregate”. Cement and Concrete Research, 2005. 35(4): p. 763-769
Topçu I. B., Sengel S., “Properties of concretes produced with waste concrete aggregate”, Cement and Concrete Research, 34, pp. 1307- 1312, 2004
E. Vázquez, Ch. F. Hendriks and G.M.T. Janssen, International RILEM Conference on the “Use of Recycled Materials in Buildings and Structures”, 2004. Nombreux articles sur le béton recyclé