La réduction de la proportion de clinker dans les ciments prend de l'ampleur. Pourquoi ? Parce que plus la teneur en clinker d’un ciment est élevée, plus son empreinte carbone est importante. La feuille de route 2030 de notre Groupe affiche des objectifs clairs en matière de décarbonation ; nous visons un taux de 69% de clinker dans le ciment. Pour se faire, il existe des matériaux de substitution – ou additions cimentaires ou encore Supplementary Cementitious Materials (SCMs), qui peuvent assurer les mêmes voire dépasser les performances mécaniques du ciment et la durabilité des ouvrages.
- Quelles sont ces SCMs proposant des solutions concrètes pour décarboner les ciments ?
- Quels critères guident le choix d’une addition cimentaire par rapport à une autre chez Vicat ?
- Et jusqu’où ira l’innovation pour produire des ciments décarbonés ?
Ciments décarbonés : des solutions en action pour réduire le facteur clinker
Pour substituer de manière partielle la teneur en clinker dans les ciments, le Groupe utilise des matériaux alternatifs. Le Groupe s’appuie pour cela sur une large gamme d’additions, comme le filler calcaire, la pouzzolane naturelle, les laitiers, les cendres volantes, les matériaux issus de la déconstruction ou encore les argiles activées, ces dernières étant de plus en plus utilisées dans notre Groupe.
Le regard de l'expert
« Aujourd’hui,il n’existe pas de solution magique pour remplacer 100% du clinker dans le ciment. La meilleure façon de réduire les émissions de CO₂ issues du clinker est la substitution partielle par des matières suffisamment disponibles, réactives et performantes pour obtenir des ciments aussi bons ou meilleurs que ceux produits aujourd’hui. Un exemple de cette substitution du clinker par de l’argile activée est le projet Argilor sur le site de Xeuilley. Nous allons pouvoir produire des ciments avec des taux de clinker proches de 50%. Les argiles activées arrivent vraiment comme la solution de rupture la plus significative depuis la découverte des laitiers d’aciéries dont la disponibilité baisse, notamment en Europe. » François Avet, Clinker reduction & SCM optimization expert
Qu’appelle-t-on argile activée ?
L’argile activée est une argile naturelle que l’on rend réactive grâce à un traitement thermique. Ce traitement consiste à chauffer l’argile autour de 800-850 °C, soit bien en-dessous des 1 450 °C nécessaires à la production du clinker.
Cette activation permet de modifier la structure de l’argile brute pour qu’elle puisse être utilisée comme addition cimentaire. L’avantage de l’argile activée est double :
- L’argile consomme moins d’énergie que le clinker pour activer ses propriétés
- Elle ne génère pas de CO₂ chimique lors l’activation, contrairement au clinker ; seule l’eau naturellement présente dans l’argile est libérée.
Les ciments à base d’argile activée constituent ainsi une solution d’avenir pour réduire le facteur clinker des ciments du Groupe. Cette addition est très largement disponible, particulièrement performante, et son empreinte carbone est divisée par quatre à cinq par rapport au clinker. Elle présente également une excellente synergie avec le filler calcaire, ce qui renforce encore son intérêt.
Projet Argilor : pionnier de l'argile activée industrielle
Notre projet activateur "flash" d'argile, opérationnel depuis début 2024 à Xeuilley, permet de remplacer jusqu'à 50% du clinker par de l'argile activée. En chiffres ? -20% d'émissions CO2 tout en maintenant 100% des performances normées NF EN.
Un projet mûri pendant 10 ans. Les travaux ont été lancés à l'automne 2021 et la mise en service a été effective au premier trimestre 2024. Notre installation de 90 mètres de haut active les argiles locales à 850°C dans un échangeur thermique cyclonique
Concrètement ? Moins d'énergie consommée pour chauffer = moins de combustibles brûlés = moins de CO₂ émis. Et comme l'argile ne contient pas de calcaire, elle ne libère pas de CO₂ par décarbonatation. Double économie : énergie ET émissions de process.
Le saviez-vous ? Des travaux menés par Louis Vicat au XIXème siècle avaient déjà identifié le caractère réactif des argiles activées et l’importance de la qualité de l’argile pour obtenir des propriétés optimales.
Record mondial dans le Groupe : 58,7% de clinker
Au Brésil, Ciplan a franchi une nouvelle étape majeure en produisant de l’argile activée dans un four initialement conçu pour le clinker. Nous avons adapté un four existant au lieu d'en construire un nouveau. Cette adaptation vient en plus d’une ligne déjà existante dédiée à la production d’argile activée.
Nos ingénieurs de Ciplan ont réalisé un ciment avec seulement 58,7% de clinker, générant 468 kg CO2/tonne. Cette performance démontre que ce qui semblait irréalisable est désormais reproductible à l’échelle industrielle. Nos ambitions deviennent des standards opérationnels, fidèles à l'esprit pionnier de Louis Vicat. Cette amélioration résulte de 30 ans d'investissements et d'innovations.
Vigier CEM Progresso : l'excellence suisse
En Suisse, notre CEM Progresso contient plus de 35% de matières secondaires issues de sources régionales. Ce ciment à faible taux de clinker permet de produire un béton avec moins de 100 kg CO2/m³, démontrant la viabilité commerciale de la substitution du clinker sur des marchés exigeants.
Les additions cimentaires utilisées par Vicat : un choix raisonné pour des ciments décarbonés
Le choix d’une addition cimentaire dépend avant tout des opportunités locales propres à chaque usine : il n’existe pas de solution unique applicable à l’ensemble du Groupe. L’objectif est d’identifier, site par site, la solution la plus efficace pour réduire le facteur clinker.
Plusieurs critères entrent en jeu :
La disponibilité des matériaux : pour remplacer le clinker, les additions doivent être suffisamment abondantes et pérennes. Certaines, comme les cendres volantes ou les laitiers de haut fourneau, sont très performantes mais disponibles en faible quantité.
L’impact carbone : des additions comme le filler calcaire ou les argiles activées présentent une empreinte CO₂ très inférieure à celle du clinker, ce qui en fait des leviers particulièrement efficaces pour la décarbonation des ciments.
Les normes en vigueur : les normes permettent déjà d’utiliser les additions cimentaires de manière importante dans le ciment. Cependant, l’innovation et l’évolution constante de la recherche poussent à mettre à jour progressivement ces normes afin d’inclure ces innovations, et d’augmenter leur teneur autorisée dans le ciment.
La performance est un critère essentiel : les ciments contenant moins de clinker doivent offrir des propriétés mécaniques et une durabilité équivalente, voire supérieures, aux ciments traditionnels. Ces ciments dits “mélangés” sont déjà largement utilisés au sein du Groupe et disposent des autorisations nécessaires à leur mise sur le marché.
Les cendres volantes aujourd'hui représentent 7 % seulement de la production de ciment mondiale et les laitiers de haut fourneau 8 %. C’est pourquoi ces additions cimentaires ne sont pas des pistes que notre Groupe privilégie pour obtenir des ciments décarbonés.
Réinventer le ciment : l’innovation au service de la baisse du clinker
La réduction du facteur clinker va se poursuivre au sein du Groupe, avec un objectif fixé à 69 % d’ici 2030, grâce à la combinaison de plusieurs solutions.
Parmi elles, les argiles activées joueront un rôle majeur, qu’elles soient activées thermiquement ou mécaniquement, par broyage à haute énergie pour les rendre réactives. À plus long terme, à l’horizon 2050, certaines agences internationales estiment que les formulations de ciment pourraient intégrer entre 8 et 10 % d’argiles activées en moyenne mondiale. Cela signifie que les ciments aux argiles, aujourd’hui encore perçus comme innovants, deviendront progressivement des ciments classiques et largement déployés sur le marché, au même titre que les ciments au calcaire ou les ciments au laitier.
FAQ
Le clinker est le liant hydraulique essentiel du ciment : sans lui, pas de ciment de qualité répondant aux normes structurelles. Notre objectif n'est pas de l'éliminer, mais de l'optimiser. Réduire le taux de 80% à 69% tout en maintenant 100% des performances normées NF EN est une révolution technique.
Non. Tous nos ciments à argile activée respectent 100% des normes NF EN. Nos 140 ingénieurs R&D ont testé rigoureusement Argilor pendant 10 ans en laboratoire et sur chantiers pilotes. L'utilisation de CARAT pour les JO 2024 ou d'ECOVISION en Suisse sur des chantiers exigeants démontre leur fiabilité. Nos produits bas carbone ne sont pas un compromis : ce sont des innovations qui égalent voire dépassent les ciments traditionnels.
Oui, techniquement. Ce record démontre qu'il est possible de descendre très bas. Cependant, la reproductibilité dépend de la disponibilité locale de matériaux complémentaires (pouzzolanes, laitier, argiles), des normes régionales et de l'acceptation du marché. Notre objectif Groupe de 69% d'ici 2030 est ambitieux mais réaliste, en phase avec nos capacités industrielles et nos ressources territoriales.
Pas nécessairement. Le coût dépend des matériaux complémentaires disponibles localement. Par exemple, l’argile activée ou les pouzzolanes peuvent être extraites à proximité, réduisant les coûts logistiques. De plus, les économies d’énergie et les incitations réglementaires rendent ces ciments compétitifs. Chez Vicat, nous optimisons chaque formulation pour garantir performance et accessibilité.