Environnement

Quels leviers permettent aux cimentiers de diviser par deux leurs émissions grâce au captage et à la réutilisation du co2

Quels leviers permettent aux cimentiers de diviser par deux leurs émissions grâce au captage et à la réutilisation du co2

Le ciment est au cœur de nos infrastructures — routes, ponts, immeubles — mais c’est aussi l’un des secteurs industriels les plus émetteurs de CO2. En tant qu’observateur et passionné des enjeux industriels, je me demande souvent : comment les cimentiers peuvent-ils réellement diviser par deux leurs émissions ? La réponse ne tient pas à une seule technologie, mais à une combinaison de leviers où le captage et la réutilisation du CO2 (capture, utilisation, stockage — CCUS/CCU) tiennent une place centrale. Dans cet article, je décris, à la première personne, les leviers opérationnels, technologiques et politiques qui rendent cet objectif crédible et atteignable.

Pourquoi le ciment est si émissif ?

Avant de discuter des solutions, il est utile de rappeler l’origine des émissions. Elles proviennent de deux sources principales :

  • Procédé chimique : la calcination du calcaire (CaCO3 → CaO + CO2) libère du CO2 de manière inévitable ; cela représente environ 50-60 % des émissions du secteur.
  • Énergie : la chaleur nécessaire au four provient majoritairement de combustibles fossiles, ajoutant une portion significative d’émissions.
  • Autrement dit, réduire drastiquement les émissions du ciment demande de s’attaquer à la fois au procédé de calcination (puisque le CO2 est une sortie du processus) et à l’énergie utilisée.

    Les technologies de captage applicables au ciment

    Plusieurs technologies de captage du CO2 peuvent être intégrées dans une cimenterie. Chacune a ses avantages, ses contraintes et son niveau de maturité. Voici un tableau synthétique que j’utilise souvent pour comparer les options :

    Technologie Principe Avantages Contraintes
    Post-combustion (absorption chimique) Captage du CO2 dans les fumées via solvants (amine) Mûre, adaptable aux lignes existantes Coûteux en énergie (régen.), encombrant
    Oxyfuel Combustion avec O2 pur pour produire des fumées riches en CO2 Flux de CO2 concentré, simplifie purification Besoin d’air séparateur (ASU), réaménagement important
    Pré-calcination / capture sur calcinator Capture à la source durant la décarbonatation Permet de capter CO2 pur du procédé Intégration complexe, variations de composition
    Direct Air Capture (DAC) Capture du CO2 directement dans l’air ambiant Permet compenser émissions difficiles Très énergivore et coûteux aujourd’hui

    Réutiliser le CO2 : de la capture à la valeur

    Capturer le CO2 n’est qu’une première étape. Pour diviser par deux les émissions à coûts raisonnables, il faut valoriser une part significative du CO2 capté — c’est là qu’intervient la réutilisation (CCU). Voici des voies concrètes :

  • Injection dans le béton : des technologies comme CarbonCure injectent du CO2 dans le béton frais où il se minéralise en carbonates, améliorant parfois la résistance et réduisant la quantité de ciment nécessaire.
  • Production de carbonates et matériaux : transformer le CO2 en carbonates solides peut permettre la production d’agrégats ou de matériaux de construction alternatifs (ex : Solidia Technologies).
  • Synthèse de produits chimiques ou carburants : coupling avec de l’hydrogène bas-carbone permet de produire des méthanol, éthers ou carburants synthétiques — une voie prometteuse mais énergétiquement coûteuse.
  • Stockage minéral : l’injection de CO2 dans certaines formations géologiques ou la carbonatation accélérée de déchets industriels offre des solutions de stockage durable.
  • Levier opérationnel : réduire la part du clinker

    Si je devais citer le levier le plus immédiat et rentable, ce serait la substitution de clinker par des additifs (cendres volantes, laitier de haut-fourneau, calcinés d’argiles). Réduire le contenu en clinker du ciment diminue directement la part de CO2 liée à la calcination.

  • Objectif pratique : viser 30-50 % de substitution dans de nombreux mélanges sans compromettre la performance.
  • Bénéfice : effet direct et immédiat sur les émissions sans nécessiter de captage.
  • Énergie et électrification

    Je ne peux pas insister assez sur l’importance de décarboner l’énergie :

  • Substitution des combustibles fossiles par des biomasses ou des déchets non recyclables réduit l’intensité carbone du chauffage.
  • Électrification (ou recours à la chaleur électrique à haute température) combinée à de l’électricité bas-carbone peut fortement réduire les émissions liées à l’énergie.
  • Optimisation thermique et récupération de chaleur (cogénération) réduisent la demande totale d’énergie.
  • Aspects économiques et politiques

    Pour que le captage et la réutilisation du CO2 se diffusent à grande échelle, il faut un cadre économique favorable :

  • Prix du carbone suffisamment élevé pour rendre les projets CCUS rentables.
  • Subventions et mécanismes de financement pour réduire le risque d’investissement (par ex. contrats pour différence sur CO2 ou subventions CAPEX).
  • Clusters industriels favorisant le partage d’infrastructures (transport et stockage CO2) et d’expertise réduisent les coûts unitaires.
  • Des projets européens et nationaux ont montré que des combinaisons de subventions et de prix du carbone permettent de lancer des premières unités et d’apprendre pour industrialiser ensuite.

    Exemples concrets et acteurs

    Sur le terrain, on voit déjà des initiatives :

  • HeidelbergCement et Carbon Clean travaillent sur des unités de capture.
  • LafargeHolcim expérimente la capture et l’injection de CO2 dans le béton via des partenariats avec des start-ups.
  • CarbonCure et Solidia offrent des solutions commerciales pour réduire l’empreinte carbone du béton en intégrant du CO2 dans le produit fini.
  • Ces initiatives montrent qu’il est possible d’allier captage et utilisation pour créer une valeur commerciale, pas seulement un coût environnemental.

    Feuille de route industrielle que je recommande

    Si j’étais aux commandes d’une cimenterie désirant réduire ses émissions de 50 %, voici la trajectoire que je préconiserais :

  • Étape 1 : optimisation immédiate — efficacité énergétique, substitution partielle du clinker, récupération de chaleur.
  • Étape 2 : déploiement d’unités CCU locales à petite échelle — injection de CO2 dans le béton, partenariats avec fabricants d’agrégats carbonatés.
  • Étape 3 : installation de capture post-combustion ou pré-calcination modulable, connectée à des clusters (transport / stockage).
  • Étape 4 : intégration progressive d’énergies bas-carbone (électricité verte, biomasse), et développement d’offres produits bas-carbone pour le marché.
  • Risques et verrous à surveiller

    Je ne veux pas masquer les difficultés :

  • Le coût énergétique du captage reste élevé et peut détourner des investissements d’autres mesures plus efficaces à court terme.
  • La disponibilité d’un marché pour les produits CO2-utilisés (CCU) n’est pas encore suffisante.
  • La logistique (transport CO2, stockage géologique) nécessite des infrastructures partagées et des décisions politiques coordonnées.
  • En résumé, réduire de moitié les émissions des cimentiers est techniquement possible si l’on combine substitutions de clinker, gains d’efficacité, électrification, et surtout le développement du captage couplé à des usages industriels du CO2. Ce n’est pas une solution miracle : c’est un bouquet de mesures, soutenu par des mécanismes économiques et des infrastructures partagées, qui permettra au secteur de franchir un cap décisif.

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