Un béton qui ne pèse rien sur la balance du carbone

L’idée de CarbiCrete, issue du projet de doctorat de l’un de ses fondateurs à l’Université McGill, consiste à remplacer le ciment par des « scories d’acier », qui sont des sous-produits de l’industrie métallurgique.
Photo: Jacques Nadeau Le Devoir L’idée de CarbiCrete, issue du projet de doctorat de l’un de ses fondateurs à l’Université McGill, consiste à remplacer le ciment par des « scories d’acier », qui sont des sous-produits de l’industrie métallurgique.

De la poussière flotte dans l’air de l’usine. Au sol, des carreaux, des blocs ou des dalles grisâtres durcissent tranquillement. Ces pièces de béton préfabriqué serviront éventuellement à bâtir nos maisons, nos écoles et nos ponts.

Polyvalent, peu coûteux, solide : le béton est essentiel à l’industrie de la construction. Pour chaque humain sur Terre, on produit l’équivalent de trois tonnes de béton chaque année. Ce matériau souffre toutefois d’un lourd défaut : sa production émet énormément de gaz à effet de serre (GES).

Des entrepreneurs québécois croient toutefois avoir trouvé une solution. Après des années de développement en laboratoire, ils testent leur recette en contexte commercial depuis novembre, dans une manufacture en périphérie de Drummondville. Leur béton, dont la production n’entraîne aucune émission, a même l’avantage d’absorber du CO2 lors de son durcissement.

« Il y a plein d’autres compagnies qui améliorent les procédés et réduisent les émissions, mais aucune n’offre de produit carbonégatif comme nous », affirme Andrew Schmidt, le vice-président responsable de la commercialisation chez CarbiCrete, qui présente au Devoir la chaîne de production destinée à sa technologie en démarrage.

Cette jeune pousse montréalaise, fondée en 2016, s’est associée à Patio Drummond, une usine de béton préfabriqué, pour passer à la vitesse supérieure. Ces dernières semaines, les deux partenaires ont ainsi produit des centaines de « blocs de construction », qui servent notamment à bâtir des murs de soutènement ou de petites fondations.

Dans une chambre de contrôle de l’usine, trois gars saupoudrés de poussière appuient sur quelques boutons. Quand la machinerie s’écrase sur un mélange humide de béton, le sol tremble. Le moule se soulève ensuite. Puis, de grosses chaînes tournent et entraînent une plateforme vers l’avant. Une douzaine de blocs de construction apparaissent, fraîchement sortis du pressoir.

Un béton ordinaire contient environ 12 % de ciment, qui sert de colle pour lier le sable ou le gravier. C’est au ciment que sont imputables les émissions de GES. Pour le produire, on chauffe un mélange de roche calcaire et d’argile à 1400 °C, typiquement en brûlant du charbon. Cela déclenche une réaction chimique qui, en plus des émissions liées à la génération de chaleur, libère du CO2. En tout, 800 kg de CO2 sont émis pour chaque tonne de ciment produite.

L’idée de CarbiCrete, issue du projet de doctorat de l’un de ses fondateurs à l’Université McGill, consiste à remplacer le ciment par des « scories d’acier », qui sont des sous-produits de l’industrie métallurgique. La réaction chimique qui en découle, lors du durcissement du béton, nécessite du CO2. Le gaz pénètre alors dans le matériau et devient partie intégrante de la roche synthétique.

Photo: Jacques Nadeau Le Devoir Un charriot élévateur géant permet de transporter les blocs dans la « chambre de cure » où est injecté le CO2.

Après quelques minutes de vacarme, quand 120 blocs se sont accumulés au bout du pressoir, un chariot élévateur géant les saisit. Celui-ci va les déposer dans une enceinte métallique de 12 mètres de haut. Une fois que cette « chambre de cure » est pleine, on y injecte du CO2. Les blocs y sèchent pendant 24 heures. En ressortent des pièces qu’on dit aussi résistantes et durables que les blocs traditionnels.

Une deuxième chambre cet hiver

Pour l’instant, Patio Drummond ne dispose que d’une seule chambre de cure, mais l’entreprise compte en bâtir une deuxième dès cet hiver. Deux autres devraient suivre rapidement. « Notre objectif, d’ici trois à cinq ans, c’est que 100 % de notre production soit réalisée avec la technologie de CarbiCrete », affirme Philippe Girardin, l’un des copropriétaires de Patio Drummond.

Le manufacturier envisage même la construction d’une nouvelle usine, plus près de son fournisseur de scories d’acier, c’est-à-dire ArcelorMittal, à Contrecoeur. Le CO2 injecté dans la chambre de cure, pour sa part, provient d’une usine d’éthanol à Varennes.

À ce jour, le coût de construction des chambres de cure constitue le principal frein au déploiement de la technologie, mais les partenaires ont bon espoir d’arriver à optimiser cet aspect. « D’ici trois ans, nous voulons vendre le bloc au même prix qu’un bloc traditionnel », dit M. Girardin.

Chez CarbiCrete, on souhaite voir ce premier projet commercial séduire d’autres partenaires ailleurs dans le monde. Selon M. Schmidt, de 10 à 20 % du béton dans le monde pourrait être produit à partir de scories d’acier. Toujours selon lui, un tel virage permettrait de diminuer de 1 à 2 % les émissions mondiales de GES.

Les investisseurs publics et privés semblent partager cet optimisme : le gouvernement du Québec, la Banque de développement du Canada, le Fonds de solidarité FTQ et Fondaction, entre autres, ont mis des millions de dollars dans l’aventure.

Notre objectif, d’ici trois à cinq ans, c’est que 100 % de notre production soit réalisée avec la technologie de CarbiCrete

Tout cela est-il trop beau pour être vrai ? Claudiane Ouellet-Plamondon, une professeure à l’École de technologie supérieure, ajoute un bémol : on s’attend à ce que l’industrie de l’acier produise moins de scories à la suite de sa propre décarbonation. Cela va limiter la matière première disponible. « Tout le système bouge en même temps », explique la titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les matériaux de construction multifonctionnels durables.

Toute modification de la recette traditionnelle de béton implique aussi une part d’inconnu, avertit Mme Ouellet-Plamondon. Même si les tests actuels produisent des résultats favorables, des « pathologies » peuvent apparaître 20, 30 ou 40 ans plus tard. « Je crois qu’il est trop tôt pour prendre ce genre de risque là pour un pont qui doit durer 125 ans », affirme-t-elle.

Chose certaine, le milieu du béton réfléchit à son avenir. En novembre dernier, le gouvernement du Canada a lancé une « feuille de route vers un béton à zéro émission carbone d’ici 2050 ». On y affirme que le secteur pourrait réduire ses GES d’un tiers avant la fin de la décennie actuelle. Notons que les cimenteries sont soumises aux systèmes de plafonnement et de tarification du carbone au Canada.

Sans adopter une approche aussi radicale que le partenariat montréalo-drummondvillois, les entreprises peuvent remplacer une partie de leur ciment par d’autres matériaux pour abaisser leurs émissions. Lafarge Canada, par exemple, substitue une fraction de l’un de ses ciments par du calcaire non transformé, ce qui diminue les émissions de CO2 de 5 à 10 %, selon la compagnie.

En outre, les cimenteries peuvent recourir à d’autres sources d’énergie pour chauffer la roche calcaire, comme les déchets, la biomasse forestière, l’hydrogène ou l’électricité.

Des analystes affirment par ailleurs que l’industrie du ciment serait l’une des mieux adaptées au captage du carbone : ses émissions sont fortement concentrées dans quelques installations. Pour séquestrer le carbone capté, le béton lui-même peut servir de sarcophage. Outre CarbonCrete, une autre entreprise canadienne, CarbonCure, propose d’injecter du CO2 directement dans un mélange de béton humide, où le gaz se retrouve ensuite emprisonné.

La feuille de route canadienne évoque également la possibilité de réviser les codes et les normes de construction pour favoriser les pratiques et les matériaux plus sobres en carbone. On recommande d’éviter la « surconception », c’est-à-dire de ne pas utiliser plus de béton que nécessaire pour assurer les propriétés structurelles voulues.

Et les clients ? Dans la cour enneigée de Patio Drummond, des piles de blocs sans carbone patientent avant d’être mises en vente. L’entreprise dit faire l’objet de nombreuses demandes. « Des promoteurs passionnés, qui veulent bâtir une maison zéro carbone, vont être intéressés : ils n’ont d’autre choix que de passer par un produit comme le nôtre », croit M. Schmidt.

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