Feuille de route 2050 - Objectif : ciment climatiquement neutre - cemsuisse
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Feuille de route 2050 Objectif : ciment climatiquement neutre
L’industrie du ciment suisse Feuille de route 2050
souscrit à l’objectif de zéro net
d’ici 2050. Cette feuille de
Un ciment climatiquement neutre comme objectif
route décrit comment elle Pourquoi ne peut-on pas simplement renoncer au ciment ? 2
compte y contribuer. Pourquoi le ciment suisse est-il si important ?
D’où provient le CO2 ?6
4
Une industrie avec un plan
30 ans de réduction du CO2 couronnés de succès 8
Comment y est-on parvenu ? 10
Hypothèses et limites du modèle
Hypothèses du modèle pour réaliser les objectifs
d’ici 2050 12
Limites du modèle 13
Le ciment en tant que puits 14
Les détails de la feuille de route
Leviers de manœuvre de l’industrie du ciment 16
Du ciment neutre en carbone 18
Comment le béton continuera à contribuer à
un avenir neutre en carbone 20
Conditions-cadres et facteurs de succès 21Pourquoi ne peut-on pas simplement
renoncer au ciment ?
Le ciment est la composante qui confère Nous ne saurions imaginer un avenir
ses caractéristiques essentielles au durable sans ciment ni béton. Tant
béton : solidité, résistance et durabilité. la stratégie climatique de la Confé-
Le liant est constitué en première ligne dération pour atteindre l’objectif de
de calcaire, d’argile ou de marne. En zéro net d’ici à 2050 qu’un rapport
calcinant ces matériaux à une tempé- sur l’approvisionnement en matières
Calcaire 1500 °C Marne
rature élevée, on obtient du clinker. premières de la Suisse paru en 2020
Cet avant-produit forme la principale tablent sur une consommation stable
composante du ciment. Lorsque l’on de béton à l’avenir. Car même dans
mélange le ciment avec de l’eau, une un monde décarbonisé, nous aurons
réaction chimique se déroule. Celle-ci toujours besoin du matériel de Additifs broyés
entraîne la solidification et le durcis- construction aux usages multiples Clinker de ciment
sement de la substance qui, une fois qu’est le ciment pour :
mélangée avec du sable et du gravier, → des infrastructures solides et
donne du béton.
durables (approvisionnement en
Le béton est, avec ses multiples eau, transports, etc.)
usages, le matériel de construction →u
n habitat à haute efficacité
incontournable de notre époque et le
énergétique pour une société qui Ciment
fondement de notre société moderne :
ne cesse de croître
quel que soit le domaine sur lequel
notre regard se pose, le béton y fournit →u
ne densification afin de préser-
de précieux services. Ce matériel de ver les espaces naturels
construction se distingue par ses mul- → les infrastructures de transport,
tiples usages et qualités : qu’il s’agisse du rail ou de la route Gravier & Sable Eau
→ Le béton est durable → une production durable d’énergie
→ Le béton est résistant (par exemple force hydraulique)
→ L e béton résiste à l’humidité et → une protection contre les dangers
à la pression naturels
Béton
→ Le béton crée des structures
Un avenir sans béton n’est donc pas
porteuses efficaces et flexibles
envisageable – mais un avenir avec du
→ Le béton ne brûle pas ciment neutre en carbone est, lui, tout Le clinker de ciment, qui est produit à partir de calcaire brûlé et de marne, devient du
à fait réalisable. ciment grâce à l‘ajout d‘additifs broyés. En mélangeant le ciment à de l‘eau, du gravier et du
→ Le béton peut être complètement
sable, on obtient le matériau de construction le plus important de notre époque : le béton.
recyclé La preuve dans cette feuille de route.
2 3Pourquoi le ciment suisse est-il
si important ?
Sites de production
Siggenthal
Holcim (Schweiz) AG
Péry
Ciments Vigier SA
On pense souvent que l’éducation est la L’approvisionnement en ciment à l’éche- Wildegg
Jura-Cement-Fabriken AG
seule matière première de la Suisse. L’édu- lon local n’est cependant pas le seul
Cornaux
cation est certainement très importante, avantage d’une production sur place : Juracime SA
car elle donne les clés pour une vie auto-
La fabrication de ciment fait partie de
déterminée. La Suisse dispose cependant Untervaz
l’économie circulaire et est un Holcim (Schweiz) AG
aussi d’autres matières premières, que le
partenaire de la gestion des déchets. Éclépens
grand public perd souvent de vue malgré Holcim (Suisse) SA
leur abondance et leur rôle essentiel dans De nos jours, on recourt de plus en plus
notre vie. En effet, les matières premières à des matières premières et carburants
minérales telles que le calcaire et la alternatifs. L’industrie du ciment valorise
marne, qui servent à fabriquer du ciment, des fractions de déchets, tels que des
ou encore le gravier, le sable ou les roches sols contaminés, pneus usagés, solvants
dures sont abondantes en Suisse. ou boues d’épuration, soit en recyclant
les matériaux, soit en utilisant leur Besoins en ciment de la Suisse
Le béton, qui est le matériau de construc- 6
énergie, le tout sans créer de résidus à en millions de tonnes
tion le plus important de notre socié-
mettre en décharge.
5,2
5,2
té, peut être produit à 100 % à partir
5,1
5,1
5,0
5,0
4,9
4,9
4,9
de matières premières suisses, ce qui L‘utilisation de combustibles alternatifs
55
4,7
4,7
4,7
4,6
4,6
4,6
permet d’éviter de longues distances de permet de réduire les émissions de CO2
4,5
4,3
transport et ainsi des émissions élevées. de la Suisse et, dans le même temps,
4,2
4,0
4,0
L’industrie du ciment ne délocalise pas les de préserver les matières premières
3,9
effets sur l’environnement. La production primaires. Les pays germanophones sont 44
de ciment est soumise à des régulations en tête en ce qui concerne l‘utilisation
environnementales strictes en Suisse et de carburants alternatifs. En Suisse
l’industrie contribue activement à une aussi, 69,1 % de l‘énergie combustible 33
politique environnementale et climatique nécessaire en 2020 a pu être remplacée
effective. par des carburants alternatifs.
→ Le ciment est un produit 100 % En outre, la production nationale de 22
régional ciment empêche l‘externalisation des
→ Les matières premières sont dis- effets environnementaux à l‘étranger.
1
ponibles en quantité suffisante en 1
Suisse du point de vue géologique
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
→ Les distances de transport sont
0
courtes 0
4 5D’où provient
le CO2 ?
2
Le constituant le plus important du Procédé de fabrication
ciment est le clinker, qui est respon-
sable de la réaction du liant du béton 1 Extraction de matières premières 1
avec l‘eau. La production de clinker (calcaire et marne)
est très gourmande en énergie. Outre 2 Préparation du matériau brut
les émissions de CO2 provenant des
combustibles, elle entraîne également 3 Préchauffage du matériau par la
des émissions de procédé lors de la chaleur résiduelle
calcination, soit la transformation du 4 Formation du clinker dans le four
calcaire (CaCO3) en chaux vive (CaO). à ciment à 1500 °C 5
Le carbone du calcaire est ainsi libéré
5 Combustibles (par exemple pneus
dans l‘atmosphère, ce qui constitue
usagés, bois usagé, boues
des émissions appelées géogènes.
d‘épuration, déchets plastiques)
Ces émissions de procédé ne peuvent
être réduites en augmentant l‘efficaci- 6 Broyage du clinker
4
té du processus de combustion ou en 7 Mélange du ciment fini
utilisant des combustibles alternatifs
8 Transport par rail ou par route 3
ou biogènes. Elles sont directement
liées à la production de clinker de
ciment. Les émissions de procédé
représentent environ deux tiers des
émissions de CO2 par tonne de ciment.
6 7
Origine des émissions
2/3 Émissions géogènes, ou émissions de procédé
8
1/3 Autres émissions (par exemple émissions dues
aux combustibles, au transport et à l‘électricité)
6 730 ans de réduction du CO2
couronnés de succès
L‘industrie suisse du ciment passe L’industrie suisse du ciment est Émissions totales de l’industrie du ciment
à l‘action innovante en millions de tonnes
L‘industrie du ciment s‘engage à Elle utilise le plus grand véhicule Ci-dessous les émissions totales de sont presque entièrement captées et
respecter les objectifs de la Suisse en électrique du monde dans une carrière CO2 de l‘industrie suisse du ciment ne pénètrent pas dans l‘atmosphère.
matière de protection du climat et à suisse, transforme l‘énergie de freinage à ce jour, par origine (les émissions Dans ce qui suit, nous utilisons les
atteindre la neutralité carbone d‘ici à des bandes transporteuses en élec- biogènes sont considérées comme kilogrammes de CO2/tonne de ciment
2050. La Suisse n’aurait pas atteint les tricité, exploite systématiquement la neutres pour le climat). Les émissions afin d‘ illustrer les considérations
objectifs de Kyoto sans les réductions chaleur résiduelle, alimentant ainsi plu- de 2050 sont basées sur les hypothèses indépendamment de la production.
de l’industrie du ciment. Depuis 1990, sieurs communes en chauffage urbain, de cette feuille de route, mais elles
les émissions totales de CO2 dans la et devient de plus en plus numérique.
fabrication de ciment ont été réduites 5 0,05 Biogène
Les cimenteries suisses font partie
de 35 %, et par tonne de ciment d‘en-
des leaders internationaux
viron 30 %.
La Suisse est, avec l‘Allemagne et 0,11 Transport
l‘Autriche, leader mondial en termes 4 0,07 Électricité
0,11 Fossile secondaire
d‘utilisation de carburants alternatifs.
Elle couvre déjà 69,1 % de l‘énergie
de combustion nécessaire en recourant 1,33
Fossile primaire 0,22 Biogène
à de tels combustibles. 3
0,09 Transport
0,07 Électricité
0,4
Fossile secondaire
2
Émissions 1990 Émissions 2019 0,35 Fossile primaire
0,35 Biogène
2,55 0,12 Fossile secondaire
Géogène
1
1,7
Géogène
* « Captage et stockage
4 164 160 t 2 850 716 t 0,77 1,12 de carbone » et
CO2 CO2 Géogène CCUS* « Captage et utilisation
0 de carbone »
46 450 t 215 937 t 4,22 mio. t 2,83 mio. t 1,24 mio. t –0,23 mio t
Émissions biogènes Émissions biogènes 1990 2019 2050
8 9Comment y est-on Livraison de ciment par type
parvenu ?
Pourcentage des divers types de ciment
CEM III Autres
100
80
→ Fabrication de ciments à teneur La réduction du clinker dans le ciment,
CEM II (ciments à teneur réduite en clinker)
réduite en clinker en particulier, représente un levier
→ Utilisation accrue de combustibles majeur de réduction des émissions, car 60
elle permet de réduire les émissions
biogènes
géogènes. Ces dernières sont dues
→ Processus plus efficaces (par à la réaction chimique qui se produit
40
exemple conversion d‘un procédé lors de la calcination de la chaux, et
humide en un procédé sec) sont donc indissociablement liées à la CEM I = ciment Portland
→ Amélioration des processus de production de ciment.
20
broyage, d’où une baisse de Aujourd‘hui, en Suisse, on utilise
la consommation d‘électricité presque exclusivement des ciments à
teneur réduite en clinker. Alors qu‘il y 0
→ Augmentation de l‘efficacité
2000
2005
2010
2015
2020
thermique des installations a quelques années, le ciment Port-
land CEM I, avec 95 % de clinker, était
→ Amélioration continue des instal-
prédominant, c‘est actuellement le
lations existantes grâce à l‘auto- CEMII/B qui domine largement. Si l‘on
matisation et des processus de utilisait aujourd‘hui les mêmes ciments
contrôle améliorés qu‘en 1990, il faudrait produire environ Diminution du CO2 émis par cemsuisse
un million de tonnes de clinker en plus. en kg/t ciment
→ Recours à des matières premières
alternatives
1000 CO2 total :
– Sans émissions
Quantité de clinker qui serait nécessaire aujourd‘hui si l‘on utilisait
800 biogènes
les mêmes ciments qu‘en 1990 : – Y c. électricité et
transport
600
Ciment Ciment
400
Quantité de clinker Quantité de clinker
200
4,1 mio. t 3,2 mio. t
2050
1990 2020 0
2000
2040
2030
2020
1990
2010
–146 kg/t
–200
10 11Hypothèses et limites
du modèle
Hypothèses du modèle pour réaliser les objectifs d’ici 2050 Limites du modèle
Production La feuille de route est basée sur les besoins actuels en béton et part du Compensations Le modèle ne comprend que des mesures de réduction directe des
principe que ceux-ci resteront constants. En revanche, la quantité de émissions ; la compensation sous forme de certificats ne fait pas partie
clinker dans le ciment sera réduite d’ici 2050, tout comme la quantité de la feuille de route et n‘est donc pas prise en compte.
de ciment dans le béton.
Structures de béton Les économies potentielles de matériaux grâce à des structures en
Ciment et béton Les formulations plus pauvres en CO2 sont acceptées sur le marché béton plus légères constituent un potentiel d‘économies important
et utilisées à grande échelle. jusqu‘à ce que la neutralité climatique du ciment soit atteinte.
Cependant, elles ne sont pas considérées comme une mesure.
Transport Le transport sera quasiment décarbonisé d’ici 2050.
Le ciment en point Ce modèle considère les mesures et les effets de la fabrication de
Combustibles Des carburants alternatifs seront disponibles et accessibles, de sorte de mire ciment. Les autres composantes des éléments de construction finis,
que 100 % de l’énergie nécessaire pourra être fournie par des sources tels que les additifs et l‘acier, ne sont pas prises en compte dans cette
alternatives. feuille de route.
Combustibles Les combustibles biogènes seront disponibles à une grande échelle Minéralisation Les procédés qui accélèrent ou augmentent le stockage du CO2 dans le
biogènes d’ici 2050 et couvriront près de 60 % de l’énergie combustible né- béton ne font pas partie des considérations.
cessaire. Les émissions en résultant étant compensées par le captage
et le stockage du CO2, elles sont à considérer comme des émissions Efficacité thermique Les économies réalisées en termes de consommation d‘énergie des
négatives. bâtiments grâce à l‘utilisation du béton et donc à une meilleure isola-
tion ne sont pas incluses dans les calculs.
Mix d’électricité Le mix d’électricité sera quasiment décarbonisé d’ici 2050 et
disponible en quantité suffisante.
Besoin en énergie Les besoins en énergie par tonne de clinker restent constants.
CSC/CUC Le CSC (Captage et stockage de carbone) et le CUC (Captage et utili-
sation du carbone) peuvent être techniquement mis en œuvre et une
infrastructure adaptée au transport, au stockage et à l’utilisation de
CO2 est disponible d’ici 2050. Les premières installations seront déjà
disponibles en 2030 et permettront une réduction. Le degré de
séparation supposé est de 90 %.
Carbonatation Le béton absorbe durant toute sa durée de vie de façon naturelle
du CO2. Il agit comme puits de carbone grâce à un processus appelé
carbonatation. Cette feuille de route se base sur un taux moyen de la Bases de calcul
carbonatation naturelle de 20 % des émissions géogènes initiales.
Émissions : les valeurs se rapportant aux Production : les autres données telles
émissions de CO2 sont basées sur les que les quantités livrées ou les parts de
Sécurité de la L’utilisation des ressources minérales est assurée à long terme en
Suisse. données des membres de cemsuisse. Ces combustibles se basent sur les données
planification
données ont été vérifiées pour 2019. des membres de cemsuisse pour 2020.
12 13Le ciment en tant
que puits
Pour pouvoir atteindre l‘objectif de Si, en revanche, le CO2 capté est stocké
Biomasse Captage et stockage du carbone (CSC)
zéro net dans le cadre de la poli- à long terme, on parle alors de
tique climatique, le recours à des « captage et stockage du carbone »
technologies à émissions négatives (CSC). Lors de ce processus, le gaz est
lors de la fabrication de ciment – par pompé dans des gisements géolo-
exemple au moyen du CUSC – est giques désaffectés (par exemple des
indispensable. gisements de pétrole et de gaz épui-
sés) et y est stocké en toute sécurité à
Dans le cas du « captage du carbone »,
long terme.
le CO2 est séparé du flux de gaz de
combustion au niveau de la haute Les émissions captées directement
cheminée au moyen de procédés à la cheminée proviennent en partie
techniques et peut ensuite être utilisé. de la roche, c‘est-à-dire qu‘elles sont
Comparé aux autres procédés de d‘origine géogénique. Le stockage per- Dans la nature, le CO2 est lié dans une large cimenteries, ils peuvent être captés et sépa-
captage du CO2 dans l‘air, le captage manent de ces émissions est considéré mesure, mais il est également libéré en rés, puis stockés en toute sécurité dans des
direct à une source ponctuelle impor- comme neutre du point de vue clima- partie à nouveau dans le cycle naturel. Si réservoirs souterrains. Cela permet de retirer
des combustibles d‘origine naturelle (c‘est- une partie du CO2 de l‘atmosphère, ce qui fait
tante (comme une cimenterie) est plus tique. Toutefois, si le CO2 est d’origine
à-dire biogénique) sont utilisés dans les de la production de ciment un « puits ».
simple et moins gourmand en énergie. biologique (boues d‘épuration, bois
usagé) et qu‘il est ensuite stocké de
Si le CO2 capté est utilisé, le processus
manière permanente, il est considéré
est classé comme « captage et utilisa- Biomasse Captage et utilisation du carbone (CUC)
comme une émission négative.
tion du carbone » (CUC). La molécule
peut être transformée au moyen
de procédés chimiques et utilisée,
par exemple, par l‘industrie chimique
comme matière première. La gamme
de produits est donc très large et
s‘étend des carburants synthétiques à
la fabrication de matières plastiques.
L‘industrie du ciment travaille déjà
avec acharnement sur divers projets Le stockage à long terme fonctionne égale- ciment peut être un élément important de
ment si le CO2 récupéré est utilisé pour cette chaîne. Il est également possible de
prometteurs dans le monde.
fabriquer des produits durables (par exemple produire des combustibles synthétiques,
des plastiques). Là aussi, l‘industrie du mais ceci ne permet pas l‘effet de puits.
14 15Leviers de manœuvre de
l’industrie du ciment
Émissions totales par tonne de ciment en 2019 : 600 kg CO2
Nouvelles sortes
Combustibles Transport Électricité CSC/CUC Recarbonisation
de ciment et béton
Réduction Réduction Réduction Réduction Réduction Réduction
–21,0 % –17,0 % –3,5 % –2,5 % –70,6 % –9,8 %
ou ou ou ou ou ou
–125,8 kg –101,9 kg –21,0 kg –15,1 kg –423,7 kg –58,6 kg
CO2/t de ciment CO2/t de ciment CO2/t de ciment CO2/t de ciment CO2/t de ciment CO2/t de ciment
– Remplacement total – Réduction du – Décarbonisation – Décarbonisation de – Capture de toutes – Recarbonisation
des combustibles facteur de clinker des transports l’électricité les émissions de CO2 naturelle de 20 %
fossiles primaires de la cheminée et des émissions
– Matières premières – Transfert de la route – Gain d’efficience
par des combus- recyclage ou stoc- géogènes
désacidifiées au rail par rapport aux
tibles alternatifs kage permanent
procédés actuels – Effet de puits
– Nouvelles formula- – Conversion au
–Utilisation de près – Dans le cas d‘un
tions de béton sein de la flotte de – Électrification
de 60 % de stockage à long
véhicules d’autres procédés
combustibles terme ou d‘une utili-
biogènes sation permanente,
on considère qu‘il
s‘agit d‘un puits
Réduction par tonne de ciment en 2050 : jusqu’à 746 kg de CO2
(par rapport à la production de ciment en 2019)
16 17Du ciment neutre
en carbone
Réductions de CO2/t de ciment de 2019 à 2050
140
120
–2,5 %
Décarbonisation, mix d’électricité –3,5 % Transport
100
–17,0 % Réductions
80 ciment et béton
–21,0 % Optimisation des combustibles
60
135 % 100 %
40
–56,1 % CUSC
20
0
–14,5 % CUSC de CO2 biogène
–20 –9,8 % Recarbonatation
1990 2019 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
18 19Comment le béton continuera à contri- Conditions-cadres et
buer à un avenir neutre en carbone facteurs de succès
Efficience thermique Modes de construction durable Accès aux combustibles alternatifs Sécurité de la planification
Nos bâtiments résidentiels consom- Les causes environnementales doivent Pour atteindre l‘objectif de zéro émis- Les cimenteries doivent disposer d‘une
ment de l‘énergie principalement pour toujours être considérées dans une sion net, il est essentiel que l‘industrie sécurité de planification afin que les
le chauffage et la climatisation. Le large perspective : par exemple, si un du ciment continue à avoir accès à investissements dans les étapes pla-
béton joue un rôle important dans bâtiment peut être réaffecté, cela per- suffisamment de combustibles de nifiées aient du sens sur le long terme.
les solutions modernes d‘économie met d‘éviter les déchets de chantier et substitution à l‘avenir. Cela concerne Cela concerne d‘une part les permis
d‘énergie, car il stocke parfaitement la mise en décharge de matériaux. en particulier ceux d‘origine biogé- d‘exploitation pour les matières pre-
cette dernière grâce à sa grande nique, qui permettent un effet de puits mières, et d‘autre part les conditions
Cette manière d‘agir est bien plus
masse. dans la fabrication de ciment. en vigueur en termes de protection de
durable que de vouloir réduire les
l‘air et d‘instruments de la politique
émissions de CO2 pour chaque élément
Béton recyclé Conditions-cadres pour les climatique (système d‘échange de quo-
de construction pris individuellement,
technologies innovantes tas d‘émission et mesures de compen-
Le béton recyclé est de plus en plus car leur durée de vie est deux fois
sation aux frontières correspondantes).
populaire car il préserve des ressources moindre. Un autre élément central est la mise en
En outre, il faut s‘assurer que le CO2
essentielles telles que le gravier, œuvre et la multiplication de techno-
capté peut être transporté et utilisé ou
tout comme l‘espace précieux des logies pionnières dans le domaine du
stocké ultérieurement.
décharges, fermant ainsi le cycle des CSC ou CUC. Pour cela, des conditions-
matériaux de manière durable. cadres politiques et juridiques qui ga-
rantissent une sécurité de planification
Plus de recyclage du béton revient à
CO2 par tonne de ciment et d’investissement suffisante pour de
moins d‘extraction de gravier et moins
tels projets sont nécessaires.
de décharges ainsi qu‘à des volumes
de décharges préservés. 1000
Engagement de tous les acteurs
Une assurance qualité constante lors 813 kg
800 Tous les acteurs concernés doivent s‘unir
de la déconstruction et le traitement
pour garantir l‘utilisation des techno-
rend l‘approvisionnement en béton de
600 600 kg logies mentionnées ci-dessus. Cela
démolition de haute qualité possible.
concerne l‘ensemble de la chaîne de
Des pourcentages de recyclage élevés
400 valeur, mais aussi l‘État, qui peut par
peuvent être atteints lors de la démoli-
exemple soutenir la recherche et le
tion de béton – un matériau recyclable
200 développement de ces solutions du-
2050
à l‘infini.
rables avec le fonds climatique prévu
0 dans la nouvelle loi sur le CO2.
1990
2019
–146 kg
–200
20 21cemsuisse
Photographie : Batt & Huber
Verband der Schweizerischen Cementindustrie
Association suisse de l’industrie du ciment
Marktgasse 53, 3011 Berne
T 031 327 97 97, F 031 327 97 70
info@cemsuisse.ch
www.cemsuisse.ch
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