Accompagner les acteurs du béton dans leur transition environnementale
Communication CSTB
À travers son accompagnement des industriels de bétons bas carbone, le CSTB est la porte d’entrée pour faire reconnaître de nouveaux matériaux ou procédés à empreinte carbone réduite avant leur mise sur le marché. Une dizaine d’Appréciations Techniques d’Expérimentation (ATEx) ont été délivrées à ce jour et d’autres sont en cours d'évaluation.
C’est pour répondre à la demande des acteurs de bétons bas carbone que cet accompagnement a vu le jour en 2018. Pour mener à bien leur transition environnementale, nombreux sont les professionnels de la filière qui développent des liants ou des granulats innovants dans la formulation de béton bas carbone, ou repensent leurs produits pour réaliser une économie de matière ou d’alliage (béton armé, précontraint, etc.) ou favoriser le réemploi. L’expertise du CSTB les aide à passer de l’échelle du matériau à celle de l’ouvrage et d’en éprouver les performances mécaniques.
L’obtention d’une Évaluation Technique de Produits et Matériaux innovants (ETPM) constitue une base solide pour la reconnaissance du matériau sur le marché. « Il s’agit de s’assurer que les ouvrages et semi-ouvrages innovants répondent à l’ensemble des sollicitations mécaniques chimiques et environnementales, et qu’elles respectent les conditions d’emploi », explique François Boutin, chef de projet au sein de la division Études et Essais Mécaniques de la direction Sécurité, Structures, Feu du CSTB.
Assurer la pérennité de l’ouvrage
Le poids carbone du béton est très impacté par le choix du ciment. Le ciment Portland est un des liants les plus émissifs en poids carbone, notamment du fait du processus de fabrication du clinker (cuisson à 1 450 °C et décarbonation du calcaire lors de cette cuisson). Les innovations portent ainsi sur de nouveaux liants de type laitiers de hauts fourneaux, cendres volantes, argiles (calcinée, crue, flashée…). Au-delà de l’impact sur la performance environnementale, ces changements dans la composition ont majoritairement des incidences sur la structure : retrait, fluage, adhérence des armatures, cinétique de prise, résistance, réaction au feu, etc.
Ces différents comportements exigent parfois de bousculer les pratiques, tant sur chantier que lors de la conception. « Notre mission consiste à reprendre les hypothèses fondamentales inscrites dans les calculs des bétons et les Eurocodes, à adapter le code de calcul et à accompagner, si nécessaire, les acteurs dans la définition de dispositions constructives à prendre afin d’assurer la pérennité et la sécurité de l’ouvrage, poursuit François Boutin. Par exemple, si la cinétique de prise d’un béton bas carbone est plus lente, il faudra envisager des temps de coffrage plus longs, la réorganisation du chantier, ainsi que la formation des ouvriers. De même, un moindre ancrage des barres peut avoir des répercussions sur le dimensionnement du béton ou sur les ferraillages. Se pose alors la question du poids carbone : quel est le gain carbone si le béton nécessite une augmentation de la densité d’armature ? ».
Délivrer des ATEx
Deux évaluations techniques sont proposées : une sur le matériau (ETPM) et une autre à l’échelle de l’ouvrage (ATEx) pour chaque partie d’ouvrage (plancher, mur, dallage, etc.). « Nous proposons autant d’évaluations que de procédés dans lesquels le matériau peut entrer en jeu. Pour l’ATEx, nous nous appuyons sur une carte d’identité du matériau et de ses propriétés établies dans le cadre d’une ETPM, tout en précisant le plan de contrôle pour assurer la qualité lors de sa production », indique Étienne Prat, ingénieur évaluation au sein de la direction Sécurité, Structures, Feu du CSTB. L’heure est encore aux ATEx de cas A (vise un produit ou un procédé appliqué sur différents chantiers pendant une durée limitée déterminée) ou de cas B (concerne un projet de réalisation identifié, c’est-à-dire l’application d’une technique constructive sur un chantier précis à réaliser).
À ce jour, une dizaine d’ATEx ont été publiées pour les ouvrages coulés en place, tels que les escaliers, les dallages, les fondations superficielles, les panneaux de façade et les panneaux porteurs. Au moins cinq autres ATEx devraient être délivrées cette année. Après cette première étape de vérification de la conformité à la sécurité de l’ouvrage, viennent les questions de compatibilité des revêtements, des colles, de la durabilité, de l’acoustique et de la thermique. « Sur ces sujets, nous sommes l’interlocuteur privilégié auprès des autres laboratoires du CSTB ou de prestataires extérieurs en sous-traitance. Nous sommes la porte d’entrée », commente François Boutin. En 2018, Hoffmann Green Cement Technologies était le premier acteur à bénéficier de cet accompagnement. Depuis deux ans, d’autres acteurs majeurs de l’industrie du ciment font appel à ce service. « Nous sommes en pleine progression en termes de sollicitations, ce qui nous pousse d’ailleurs à nous structurer. »