Le «Bridge to the Future» a été construit avec du béton recyclé respectueux de l’environnement et se compose d’éléments filigranes. Photo: Holcim (Suisse) SA.

Ce pont préfigure l’avenir de la construction

Diese Beton-«Brücke» weist in die Zukunft des Bauens

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Des recherches soutenues sont menées sur les technologies permettant de rendre la fabrication du béton plus respectueuse de l’environnement. Avec succès, comme le prouve un ouvrage exemplaire réalisé à Hüntwangen (ZH).

Dans le domaine de la construction, le béton s’inscrit parmi les produits les plus nocifs pour le climat. La production de chaque mètre cube entraîne l’émission de plus de 200 kilos de CO2. Selon l’EPFZ, jusqu’à 80 milliards de m3 de béton sont utilisés chaque année à travers le monde. Et, d’après l’ONU, le secteur de la construction et du bâtiment est désormais responsable de 38% des émissions de CO2. Les propriétés du béton font toutefois de lui un matériau de construction incontournable. 

Pour atteindre les objectifs de neutralité climatique en 2050, les économies de CO2 dans le secteur de la construction seront donc décisives – y compris dans la fabrication du béton, et notamment du ciment. «Deux tiers des émissions de CO2 générées lors de la fabrication du clinker de ciment sont liées aux matières premières et un tiers provient de l’utilisation de combustibles fossiles», explique Cathleen Maria Hoffmann, ingénieur produit chez Holcim Suisse. De fait, la diminution de la teneur en clinker du ciment est la mesure la plus efficace pour réduire les émissions de CO2.

Du carbone au lieu des fers d’armature

Holcim a réussi une percée significative avec le ciment sans clinker «Locarbo». Le béton recyclé qui en est issu ne libère que 138 kg de CO2 par m3 au lieu de 210 kg. Selon Holcim, ce béton entraîne également une réduction de 75% de la consommation de matériaux.

«Si nous voulons économiser du CO2, nous devons d’une part réduire la part de clinker dans le ciment et, d’autre part, nous concentrer sur une plus grande efficacité des matériaux et une construction plus mince», estime Kerstin Wassmann, cheffe de projet chez Holcim du «Bridge to the Future».

Ce «Bridge to the Future», qui a été inauguré en novembre à Hüntwangen (ZH), illustre la manière dont le béton peut être utilisé: en lieu et place des fers d’armature, on a recours, dans la plateforme de réception, à des fils de carbone précontraints et inoxydables. Grâce à leur grande résistance à la traction, les éléments ne font que 6 cm d’épaisseur. Aux dires d’Holcim, il s’agit de «l’une des constructions les plus respectueuses du climat au monde».

Er zählt zu den klimaschädlichsten Produkten im Bauwesen: Beton. Die Herstellung jedes Kubikmeters Betons führt zu einem Ausstoss von über 200 Kilogramm CO2. Laut ETH Zürich werden weltweit jährlich bis zu 80 Milliarden Kubikmeter Beton verbaut. Und der Bau- und Gebäudesektor ist laut UNO mittlerweile für 38 Prozent der CO2-Emissionen verantwortlich. Gleichzeitig gehört Beton wegen seiner Eigenschaften zu den unverzichtbaren Baustoffen. 

Um die Klimaziele 2050 zu erreichen, sind deshalb CO2-Einsparungen im Baubereich entscheidend – auch bei der Herstellung des Betons, insbesondere beim Zement. «Zwei Drittel der CO2-Emissionen, die bei der Herstellung des Zementklinkers entstehen, sind rohstoffbedingt. Ein Drittel entsteht durch den Einsatz fossiler Brennstoffe», sagt Cathleen Maria Hoffmann, Produktingenieurin bei Holcim Schweiz. Die Verminderung des Klinkergehalts im Zement ist dabei die wirkungsvollste Massnahme, den CO2-Ausstoss zu senken.

Karbon statt Eisen

Ein Durchbruch ist Holcim nun mit dem klinkerfreien Zement «Locarbo» gelungen. Der daraus hergestellte Recylingbeton setzt pro Kubikmeter nur 138 Kilogramm CO2 statt 210 Kilogramm frei. Laut Holcim führt der Beton auch zu 75 Prozent weniger Materialverbrauch.

«Wenn wir CO2 sparen wollen, müssen wir einerseits den Klinkeranteil im Zement reduzieren und andererseits auf eine höhere Materialeffizienz und schlankere Bauweise fokussieren», ist Kerstin Wassmann überzeugt. Sie ist Projektleiterin der «Bridge to the Future» bei Holcim.

Diese «Bridge to the Future», die im November in Hüntwangen eingeweiht wurde, zeigt, wie der Beton eingesetzt werden kann: Statt Armierungseisen werden in der Annahmeplattform nichtrostende, vorgespannte Karbondrähte verwendet. Dank deren hoher Zugfestigkeit sind die Elemente gerade mal sechs Zentimeter dick. Laut Holcim handelt es sich um «eines der klimafreundlichsten Bauwerke der Welt».

Les panneaux du «Bridge to the Future» sont assemblés et reliés entre eux par un mortier de scellement. Photo: ZHAW
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La plateforme est constituée d’éléments emboîtables. La clé de voûte est assemblée sur place. Photo: ZHAW
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Du béton à base de bactéries

«Locarbo» n’est qu’une solution parmi d’autres pour réduire l’empreinte carbone du béton. L’utilisation de combustibles alternatifs au charbon est par exemple encouragée. «Il peut s’agir de déchets plastiques déchiquetés ou d’autres sortes de déchets», détaille Kerstin Wassmann.

Pour la fabrication de béton recyclé, on utilise également de plus en plus souvent des matériaux recyclés issus de démolitions, qui sont de surcroît carbonatés. Le CO2 est prélevé dans l’air et injecté dans la roche, ce qui permet de réduire les émissions de CO2. En outre, des recherches sont menées sur un béton qui verrait le liant traditionnel être remplacé par des bactéries et un mélange de sable et d’hydrogel.

«Le béton est un produit très complexe», atteste Kerstin Wassmann. Selon elle, suivant son type et l’importance des exigences normatives, un ouvrage devrait être pensé pour les 100 ans à venir. Et Cathleen Hoffmann d’ajouter: «Il faut aussi repenser les méthodes de construction courantes». À l’instar, notamment, du «Bridge to the Future», qui doit montrer de manière imagée la voie vers une construction plus respectueuse de l’environnement.

Beton aus Bakterien

«Locarbo» ist indessen nur eine von mehreren Lösungen für einen kleineren CO2-Fussabdruck im Beton. So wird beispielsweise der Einsatz alternativer Brennstoffe zu Kohle vorangetrieben. «Das können geschredderte Kunststoffabfälle oder andere Abfallprodukte sein», sagt Kerstin Wassmann.

Auch werden vermehrt Recycling-Materialien aus Abbrüchen für die Herstellung von Recyclingbeton verwendet, die zudem karbonatisiert sind: CO2 wird aus der Luft entnommen und ins Gestein gepresst, wodurch eine CO2-Reduktion erzielt wird. Zusätzlich geforscht wird an einem Beton, für den man Bakterien und eine Mischung aus Sand und Hydrogel als Alternative zum traditionellen Bindemittel benötigt.

«Beton ist ein hochkomplexes Produkt», sagt Wassmann. Ein Bauwerk müsse je nach Typ bis auf hundert Jahre geplant sein, die normativen Anforderungen seien enorm. Cathleen Hoffmann ergänzt: «Auch müssen gängige Baumethoden neu angedacht werden.» Wie beispielsweise bei der «Bridge to the Future», die bildlich den Weg in eine umweltfreundlichere Bauweise weisen soll.

Première publication: 
28.12.2021
  | Dernière mise à jour: 
3.1.2022
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