Ciment bas carbone en 2026 : calcination avec captage du CO₂ et liants alternatifs

Le ciment reste l’un des matériaux de construction les plus difficiles à décarboner, non pas par manque de volonté, mais parce qu’une grande partie des émissions est liée à la chimie même de la fabrication du clinker. En 2026, une baisse crédible de l’empreinte carbone du ciment ne repose plus sur une seule technologie : elle combine la réduction du facteur clinker, la diminution des émissions liées aux combustibles et—là où l’échelle industrielle et la géologie le permettent—le captage du CO₂ de procédé au niveau du four. Cet article explique, de façon concrète, ce que signifie « calcination avec captage du CO₂ » dans une usine en fonctionnement, et où se situent les liants alternatifs comme le LC3 et d’autres chimies cimentaires lorsqu’il faut une résistance, une durabilité et une disponibilité prévisibles.

Pourquoi le ciment est difficile à décarboner : le problème du clinker

La majorité du CO₂ du ciment provient de la calcination—le chauffage du calcaire (CaCO₃) qui libère du CO₂ et devient de la chaux (CaO), laquelle réagit ensuite avec la silice et l’alumine pour former les phases minérales du clinker. Ce CO₂ de procédé est fondamentalement différent du CO₂ lié aux combustibles : même si le four fonctionnait avec de l’électricité bas carbone ou de la biomasse, la libération chimique se produirait toujours, à moins de modifier la matière première ou de capter le gaz.

À cela s’ajoute le fait que le clinker exige des températures très élevées (souvent autour de 1 450 °C dans la zone de cuisson). L’efficacité énergétique, le changement de combustible et la récupération de chaleur comptent, mais ne suffisent pas à atteindre des réductions profondes à eux seuls. Les usines peuvent diminuer l’intensité carbone en abaissant le ratio clinker/ciment grâce à des ajouts cimentaires, mais la disponibilité des matériaux et certaines contraintes normatives limitent souvent l’ampleur de cette baisse sur les marchés réels.

En 2026, les leviers « immédiats » sont assez clairs : réduire la part de clinker, améliorer le rendement thermique, recourir à des combustibles moins émissifs lorsque c’est réaliste, et considérer le captage du carbone comme le principal outil pour éliminer le CO₂ de procédé restant. C’est pourquoi les feuilles de route sérieuses combinent de plus en plus des liants à faible teneur en clinker et le CCUS, plutôt que de miser sur une solution unique.

Calcination avec captage du CO₂ : ce qui change dans la ligne de cuisson

Le captage du CO₂ dans une cimenterie vise généralement les flux de gaz concentrés autour de la tour de préchauffage/précalcinateur et du four, où la teneur en CO₂ est plus élevée que dans de nombreuses autres industries. La technologie de captage peut être en post-combustion (amines ou autres solvants), en oxycombustion (combustion avec oxygène afin d’obtenir un gaz riche en CO₂), ou via des approches plus spécialisées comme le bouclage calcique. Chaque option modifie l’intégration thermique, la demande électrique et les routines de maintenance : ce n’est donc jamais un simple ajout.

Le défi d’ingénierie ne se limite pas à l’unité de captage, mais inclut tout l’environnement de procédé : conditionnement des fumées, gestion des poussières, gestion des solvants (dans le cas des amines), apport de vapeur, puis compression et liquéfaction avant transport et stockage. Le captage modifie aussi la manière de piloter la stabilité du four, car de petits écarts d’oxygène, de débits de gaz ou d’humidité peuvent affecter la qualité du clinker et le rendement énergétique. Autrement dit, c’est autant un projet de contrôle de procédé qu’un projet climat.

Un repère concret est que le captage du CO₂ dans le ciment est passé du stade des pilotes à celui d’installations industrielles en exploitation. Le projet Brevik CCS de Heidelberg Materials en Norvège a été présenté comme la première installation de captage à l’échelle industrielle dans l’industrie du ciment, conçue pour capter environ 400 000 tonnes de CO₂ par an et soutenir la production d’un ciment avec CO₂ capté (evoZero). Ce type de référence fixe des attentes réalistes : c’est faisable, mais cela exige un accès au stockage, des contrats de long terme et une chaîne complète du captage à la séquestration.

Des liants à faible teneur en clinker pouvant passer à l’échelle : LC3 (calcaire + argile calcinée)

Si l’objectif est de réduire les émissions sans dépendre d’un réseau de transport et de stockage du CO₂, le candidat le plus solide « pour l’échelle » en 2026 est le ciment au calcaire et à l’argile calcinée, souvent appelé LC3. Le LC3 est un système ternaire : une partie du clinker est remplacée par de l’argile calcinée et du calcaire, avec une chimie de formulation qui fait travailler ensemble l’alumine de l’argile et les carbonates du calcaire pendant l’hydratation.

Son intérêt pratique tient à l’approvisionnement : des argiles adaptées et du calcaire existent dans de nombreuses régions, y compris là où les flux de laitier ou de cendres volantes sont limités. Le LC3 peut réduire sensiblement le CO₂ en diminuant la part de clinker, tout en conservant des performances dans des plages familières pour les producteurs de béton—à condition de sélectionner l’argile correctement et de maîtriser la calcination. Dans la littérature technique et les communications de projets, le LC3 est souvent présenté comme capable de réduire nettement les émissions par rapport au ciment Portland courant, sans nécessiter une refonte complète de l’usine.

L’adoption ne se limite plus aux essais en laboratoire. Un exemple visible rapporté publiquement en 2025 est l’utilisation du LC3 sur un grand projet d’infrastructure (l’aéroport international de Noida, en Inde), ce qui est typiquement le genre d’application qui force la spécification, le contrôle qualité et la logistique d’approvisionnement à faire leurs preuves en conditions réelles. C’est important, car un ciment bas carbone « compte » seulement s’il peut être produit, livré, mis en œuvre, durci, testé et certifié à grande échelle.

Spécification et contrôle qualité du LC3 : points clés

Les performances du LC3 sont très sensibles à la réactivité de l’argile et au contrôle de la calcination. En clair : « l’argile » n’est pas un matériau unique. Les argiles kaolinitiques produisent généralement une métakaolinite réactive après calcination, tandis que d’autres argiles nécessitent des fenêtres de procédé plus strictes ou offrent une réactivité moindre. Les producteurs suivent donc non seulement la chimie (XRF), mais aussi la minéralogie et l’alumine réactive, car ces paramètres prédisent mieux le développement des résistances et l’ouvrabilité que les simples pourcentages d’oxydes.

La calcination est une étape contrôlable à plus basse température que la cuisson du clinker, ce qui ouvre des options intéressantes pour l’électrification et des sources de chaleur alternatives. Toutefois, elle demande un temps de séjour stable, une température uniforme et une bonne gestion des poussières pour éviter une sous-cuisson ou une sur-cuisson de l’argile (dans les deux cas, la réactivité diminue). Du point de vue du béton, la cohérence est déterminante : un LC3 régulier signifie une demande en eau prévisible, une compatibilité stable avec les adjuvants et des résistances initiales maîtrisées, ce qui réduit la tentation de « corriger » la variabilité en ajoutant davantage de ciment.

La stratégie de spécification joue aussi un rôle. Des normes prescriptives limitent parfois la substitution du clinker même lorsque les performances sont satisfaisantes, ce qui pousse progressivement certains marchés vers des approches fondées sur la performance (durabilité et résultats) plutôt que sur des listes d’ingrédients strictes. Pour les équipes projet, cela se traduit par une liste de vérification pratique : confirmer l’acceptation du type de ciment, exiger des preuves (indices de durabilité, perméabilité/RCPT ou équivalent, résistance aux sulfates si nécessaire), et adapter la cure et la formulation du béton au profil de montée en résistance du ciment, au lieu de supposer qu’il se comporte exactement comme un CEM I/OPC.

Liants alternatifs au-delà du clinker Portland : où ils s’inscrivent en 2026

Au-delà du LC3, plusieurs familles de liants alternatifs sont pertinentes en 2026, mais elles ne sont pas interchangeables. Les ciments sulfoaluminates de calcium (CSA) peuvent offrir des résistances rapides et des températures de cuisson plus basses que le clinker Portland, ce qui peut réduire le CO₂, surtout si la formulation de la matière première est optimisée. Les systèmes riches en bélite (dont les ciments belite-ye’elimite-ferrite, BYF) sont également étudiés, car ils peuvent réduire la demande en calcaire et les températures de procédé tout en conservant, avec la bonne formulation, un développement de résistance utilisable.

Les liants activés alcalins (souvent appelés « géopolymères » dans certains contextes) peuvent réduire fortement le recours au clinker en utilisant des précurseurs aluminosilicatés comme le laitier, les argiles calcinées ou d’autres minéraux industriels. Leurs contraintes réelles sont autant logistiques que techniques : disponibilité des précurseurs, manipulation des activateurs, constance de qualité, et codes locaux qui ne reconnaissent pas toujours ces liants comme « ciment » pour un usage structurel. Là où ils trouvent leur place—préfabrication, bétons spécialisés, ou projets avec une supervision forte du maître d’ouvrage—ils peuvent être une option sérieuse et non un simple sujet de recherche.

Il existe aussi une catégorie de solutions qui réduisent les émissions au niveau du béton, quelle que soit la chimie du liant : optimisation de la formulation, amélioration du compactage granulaire des granulats, et approches liées à la carbonatation (par exemple, le durcissement au CO₂ de certains produits). Elles ne remplacent pas le besoin de ciment bas carbone, mais elles modifient la « frontière système » : si un projet atteint résistance et durabilité avec moins de liant par mètre cube, le CO₂ incorporé baisse même si le ciment n’est pas radicalement différent.

Choisir le bon liant bas carbone pour un projet

Commencez par les exigences fonctionnelles, pas par l’étiquette. Pour le béton structurel, cela signifie généralement la résistance caractéristique aux âges spécifiés, la classe d’exposition et de durabilité, l’ouvrabilité, ainsi que la compatibilité avec les armatures et les adjuvants. Si le projet se situe en milieu sulfaté, en zone gel/dégel ou en exposition marine, le choix du liant doit être validé par des preuves, pas par des suppositions—surtout lorsque la chimie diffère des systèmes Portland standards.

Ensuite, traitez le carbone incorporé comme un paramètre mesurable. En 2026, les Déclarations Environnementales de Produit (EPD/DEP) sont largement utilisées sur de nombreux marchés et permettent de comparer des produits à périmètres déclarés équivalents. L’approche pratique consiste à spécifier une valeur maximale de potentiel de réchauffement global par tonne de ciment (ou par mètre cube de béton), tout en conservant des exigences de performance. Cela oblige la chaîne d’approvisionnement à se différencier sur des données vérifiées plutôt que sur des promesses, et aide les achats à éviter des produits « verts » qui ne livrent pas réellement de gains.

Enfin, gérez le risque par une adoption progressive. Pour beaucoup d’équipes, la voie la plus sûre est incrémentale : utiliser le LC3 ou des ciments à faible teneur en clinker sur des éléments moins exposés, vérifier la variabilité de production, puis étendre aux ouvrages structurels une fois l’historique d’essais établi. Pour un ciment issu du captage du CO₂, les questions clés sont différentes : continuité de fonctionnement du captage, traçabilité du CO₂ stocké, et clarté contractuelle sur la manière de documenter le caractère « capté ». Une stratégie de liants bas carbone fonctionne quand elle s’appuie sur des données, un contrôle qualité reproductible et une formulation qui respecte la chimie au lieu de la contrarier.