Réduire l’empreinte carbone du béton par l’entremise de technologies d’utilisation du CO2

Au-delà du captage du carbone dans l’industrie du béton

Plusieurs projets s’intéressent non seulement au stockage du CO₂ provenant de gaz industriels, mais aussi à son intégration au béton – c’est-à-dire le captage et le stockage du carbone (CSC). Dans les technologies de CSC, les émissions provenant des industries du béton et du ciment, ainsi que celles d’autres grands pollueurs, sont injectées à même du béton préfabriqué où elles sont minéralisées en permanence, et peuvent ainsi remplacer une portion du ciment énergivore nécessaire à la production de béton. D’autres technologies émergentes visent à remplacer le ciment complètement.

Comment le CO₂ capté peut-il être utilisé?

L’entreprise CarbonCure Technologies inc., située en Nouvelle-Écosse, fournit un système qui intègre au béton frais les émissions de CO₂. En utilisant une série de réactions chimiques, procédé appelé la carbonatation, le CO₂ injecté est encastré de manière permanente dans le béton préfabriqué lors de son durcissement, ce qui réduit la quantité de ciment requise.

CarbiCrete, située à Montréal, utilise un tel processus de carbonatation et remplace le ciment entièrement par des scories d’acier, un sous-produit de la production d’acier. Le CO₂ est injecté lors du durcissement du béton et interagit avec les scories d’acier, ce qui produit un béton très fort. Comme il évite les émissions associées à la production du ciment, le béton produit est en fait négatif en carbone.

À Calgary, Carbon Upcycling utilise une poudre constituée de solides inorganiques obtenue par la séquestration de CO₂. Cette poudre agit comme substitut au ciment. L’entreprise produit aussi un autre substitut, une cendre volante enrichie de CO₂, celle-ci étant un sous-produit de la combustion du charbon. 

Des exemples d’études de cas d’utilisation du carbone

De nombreuses entreprises ont choisi de réduire leur empreinte carbone en utilisant le CO₂ produit par les émissions.

• Par exemple, Brampton Brick, une entreprise de produits de maçonnerie de béton, fabrique depuis 2015 tous ses produits de maçonnerie en utilisant la technologie CarbonCure pour le captage et l’injection de CO₂. Les sites de fabrication de Brampton Brick à Hillsdale, Peel et Brockville se sont dotés de cette technologie.

• En Alberta, Northstar Concrete Ltd. utilise cette technologie de recyclage du carbone depuis 2017 dans le but de répondre à la demande croissante pour des matériaux de construction plus durables dans la région d’Edmonton. BURNCO Rock Products a adopté la technologie CarbonCure dans leur usine de béton prêt à l’emploi située à Calgary (Alberta).

• Patio Drummond a conclu un partenariat avec CarbiCrete afin de produire 25 000 unités de maçonnerie de béton par jour à compter du mois d’août 2020.

• L’usine de LafargeHolcim’s Winterburn, située à Edmonton (Alberta), recourt à la technologie de minéralisation du CO₂ depuis 2017 en utilisant du CO₂ liquide provenant de l’usine pétrochimique Dow située à proximité de cette dernière. Actuellement, six autres usines de béton situées en Alberta sont équipées de la technologie CarbonCure.

Les avantages éventuels de l’utilisation du carbone sont considérables

La technologie CarbonCure à l’usine LafargeHolcim Winterbun à Edmonton (2017). Source : JPT.

En décembre 2019, environ 3,3 millions de mètres cubes de béton ont été produits en utilisant le système CarbonCure, contribuant ainsi à réduire de plus de 50 000 tonnes métriques les émissions de CO₂ et à diminuer la quantité de ciment requise à la production de béton. On estime que cette technologie pourrait réduire le total des émissions de CO₂ de 530 000 tonnes métriques par année en Alberta d’ici 2030 si davantage de joueurs dans l’industrie se mettent à l’adopter. Certains articles de recherche suggèrent que si la majorité des usines nord-américaines qui produisent de la brique et des blocs de béton adoptaient la carbonatation, les émissions de CO₂ pourraient diminuer de 2,5 % par année.

De nombreuses études ont également démontré que le béton durci grâce à la carbonatation possède une meilleure résistance à la compression, soit de 10 à 30 % de plus que le béton durci traditionnel, en fonction de la technologie utilisée. Par ailleurs, durcir le béton grâce à la carbonatation pourrait remplacer la vapeur utilisée en temps normal lors de ce processus et ainsi réduire davantage la consommation d’énergie inhérente à la production du béton.

Lecture supplémentaire

L’une des sources utiles à la rédaction de cet article provient de AlbertaViews. Veuillez consulter les sites Web de CarbonCure Technologies et CarbiCrete pour obtenir un aperçu de leurs technologies de CSC respectives (en anglais seulement).