Le cycle du béton

«Notre zone de stockage est pleine à craquer en raison du démantèlement de l’autoroute entre Thoune et Spiez», explique Daniel Kästli en montrant des montagnes de plaques d’asphalte et de morceaux de béton derrière le site de Rubigen, dans le canton de Berne. L’entreprise familiale Kästli Bau emploie environ 350 personnes dans la construction d’infrastructures, le génie civil et la démolition. Son dirigeant, Daniel Kästli, passe actuellement le flambeau à la cinquième génération. C’est un patron à l’ancienne, compétent, chaleureux, déterminé et convaincu que l’économie circulaire est la clé pour la construction écologique. Dans les années 1990, l’ingénieur civil EPF s’est construit une maison zéro énergie entièrement démontable. Après la visite, il me ramène à la gare avec sa Twike et me fait part de son étonnement face aux SUV électriques actuels qui pèsent plusieurs tonnes.

«Il faut améliorer le monde en agissant à son échelle», dit-il avec sérénité. Dans la production de béton, le levier est important: après l’eau, le béton est le matériau le plus utilisé au monde. En Suisse, le béton représente environ 70 % des besoins en matériaux de construction et des déchets de construction. Au niveau mondial, le ciment génère 8 % des émissions de CO2, soit trois fois plus que le trafic aérien et deux fois plus que le continent africain.

Plus de recyclage, moins de ciment

Alors qu’il nous fait visiter le vaste site de l’entreprise, Daniel Kästli en profite pour nous expliquer les enjeux du béton recyclé. Depuis le début du millénaire, il joue un rôle important en Suisse et contribue à la protection des ressources. Mais au cœur de la crise climatique, les défis sont ailleurs. Entre les montagnes de matériaux de démolition, les silos en acier hauts comme des immeubles et les machines de plusieurs tonnes, Daniel Kästli entre dans le vif du sujet: l’asphalte peut être entièrement réutilisé, car le bitume qu’il contient se lie physiquement, durcit en refroidissant et ramollit quand on le chauffe. La liaison hydraulique et chimique du ciment du béton est quant à elle irréversible. «Une fois que la matrice cristalline s’est formée après la prise du béton, la seule solution est de le concasser pour en faire un substitut de gravier», explique-t-il. «Le béton recyclé nécessite donc un nouvel apport de ciment.»

Mais c’est là que le bât blesse: 90 % du CO2 contenu dans le béton provient de la cuisson du ciment. Le béton recyclé ordinaire permet certes d’économiser des ressources, mais pas de réduire les émissions. Au contraire: il nécessite jusqu’à 10 % de ciment en plus, car la courbe granulométrique (c’est-à-dire la répartition des granulométries) est mal contrôlée. Le granulat concassé a une plus grande surface que les graviers ronds et la pierre de ciment est plus poreuse, ce qui diminue la résistance. Cela n’a pas de conséquence si la proportion de matériau secondaire est faible. C’est pourquoi il est autorisé d’en intégrer jusqu’à un quart sans déclaration dans le béton primaire. Mais dans le cas du béton recyclé, cette proportion est souvent de l’ordre de la moitié. «La plupart des granulats recyclés finissent aussi dans du béton maigre ou dans des remblais routiers», critique Daniel Kästli. «Ce n’est donc pas un cycle, c’est du décyclage.»

Le béton ‹Zirkulit› respecte quant à lui la teneur minimale normalisée en ciment avec plus de 60 % de matières premières secondaires. Il répond néanmoins aux mêmes exigences que le béton primaire. C’est pourquoi Daniel Kästli ne parle pas de béton recyclé, mais de «béton circulaire». Pour lui, la clé ne réside pas dans une grande innovation, mais dans un «concept de mélange optimisé», basé sur d’innombrables tests avec des courbes de tamisage, des quantités et des types de ciment précis, ainsi qu’un nouveau fluidifiant organique.

Trier, concasser, tamiser, mélanger

La différence se fait dès la zone de stockage du gravier et du béton de démolition. Une pelleteuse empile de gros morceaux sur un tas, séparant les fractions fines chargées de polluants. Un concasseur à percussion mobile brise ensuite les gros morceaux. «Un axe équipé de marteaux brise le béton par action mécanique», explique Daniel Kästli pour illustrer le fonctionnement intérieur de ce monstre de métal, aussi grand qu’un wagon ferroviaire. Il ne fait pas que casser, il broie aussi. Le granulat devient plus cubique, ce qui atténue le problème de la surface.

Des aimants extraient ensuite l’acier d’armature du gravier recyclé, qui est acheminé sur des tapis roulants vers la ligne de criblage. Le gravier y est trié en quatre fractions: 0 à 4 millimètres pour la plus petite, 16 à 32 millimètres pour la plus grande. C’est la norme pour le gravier primaire, mais rares sont les producteurs de béton qui investissent dans une deuxième ligne de criblage et des silos supplémentaires. «Le gravier primaire ne coûte que 10 centimes le kilo», précise Daniel Kästli. «Mais ce n’est qu’en séparant les fractions que l’on obtient une densité de compactage optimale et que l’on économise du ciment, même avec des matériaux recyclés.»

Le silo à gravier est complété par cinq autres silos destinés aux différents types de ciment. Les trois cimentiers suisses proposent depuis longtemps des ciments composites qui réduisent le clinker à fortes émissions à l’aide de cendres volantes, de laitier ou d’autres substituts. «Les cinq entreprises partenaires de Zirkulit se partagent la recherche, les formules et la marque», explique Daniel Kästli, «mais elles partent toutes de matériaux initiaux différents, optimisent elles-mêmes leur formule et choisissent le type de ciment approprié pour respecter les directives relatives aux matières premières secondaires et au plafond de CO2.»

L’impact environnemental est vérifié par lots par des organismes externes. Les déclarations environnementales des produits (DEP) attestent de la proportion de granulats recyclés (exempts de déchets de démolition mixtes) ainsi que du type et de la quantité de ciment. Daniel Kästli souligne l’importance de la transparence: «La livraison n’est pas toujours conforme à la commande dans le secteur de la construction. Les matériaux contenus et les méthodes de fabrication ne sont que rarement indiqués de manière transparente. Mais il est indispensable de disposer de méthodes et de chiffres vérifiés pour pouvoir faire des comparaisons pertinentes en matière de construction durable.»

La cerise sur le gâteau

La visite se termine devant une grande cuve en acier. Le CO2 liquide qui y est stocké a été capté par les stations d’épuration des eaux usées de Berne. Ici, à Rubigen, il est à nouveau vaporisé et introduit dans le silo contenant les granulats de béton, où il se fossilise sur les résidus de ciment et se fixe durablement. Cette méthode de séquestration du carbone, appelée ‹carbonatation›, est techniquement aboutie, mais ne compense qu’environ 5 % des émissions totales, voir ‹Klimakrise rückwärts›, Hochparterre 6-7/2025. Daniel Kästli voit donc cela comme la ‹cerise sur le gâteau› pour l’ensemble du procédé.

Par rapport à d’autres méthodes de séquestration du carbone, la carbonatation artificielle est toutefois coûteuse. Outre le ‹Zirkulit›, qui contient plus de 70 % de matières premières secondaires, le ciment ‹ECO 1› et le stockage de CO2, les cinq partenaires proposent également le béton ‹Zireco›. Celui-ci est à peine plus cher que le béton traditionnel, présente une proportion de matières premières secondaires un peu plus faible (mais toujours supérieure à la moyenne) et n’intègre pas de stockage de CO2. «Nous vaporisons quand même le CO2 sur tous les granulats», explique Daniel Kästli, «car il est rentable de faire fonctionner cette installation coûteuse et de vendre le CO2 supplémentaire stocké sous forme de certificats sur le marché de la compensation volontaire.»

Kästli Bau contrôle la performance du stockage et la certifie via une déclaration environnementale des produits. Le reste est vendu sous forme de certificats de séquestration du carbone, même si le prix du marché, inférieur à 300 francs l’unité, couvre à peine les coûts totaux. Comme les autres entreprises partenaires de Zirkulit, Daniel Kästli espère donc être intégré dans un programme de l’Office fédéral de l’environnement (OFEV) soutenant les nouvelles méthodes de séquestration du carbone au travers d’indemnisations nettement supérieures. «Nous avons construit l’installation avant le lancement du programme, nous ne pourrons donc y participer qu’après une révision», explique sobrement Daniel Kästli. En tant qu’écotechnologue expérimenté, il connaît le problème des ‹early movers›: dans le cas du photovoltaïque, ce ne sont pas non plus les pionniers·ières qui ont été encouragé·e·s, mais celles et ceux qui les ont suivis.

L’avenir du béton

Selon le modèle d’économie circulaire ‹10R Framework›, ‹refuse› et ‹rethink› sont les priorités, en ne construisant plus du tout ou alors moins, par exemple sans sous-sols. Viennent ensuite ‹repair› et ‹reuse›; rénover, réutiliser, réaffecter. Ce n’est qu’à la fin que l’on trouve ‹recycle›, car le tri et le retraitement des matériaux de construction forment un cycle complexe, énergivore et coûteux. Mais la réalité montre que c’est surtout dans les zones urbaines que les bâtiments d’après-guerre sont démolis en masse. Il est logique de réintroduire ces volumes de matières dans la construction, et si possible sans perte de qualité. Daniel Kästli explique fièrement: «Notre béton montre que la protection du climat et des ressources, la qualité et l’économie ne sont pas contradictoires.»

Ne serait-il pas plus judicieux d’augmenter le taux de recyclage à 25 % dans l’ensemble du béton, plutôt que de le porter à 80 % dans certains bétons spécifiques? Les constructions sont de toute manière quatre fois supérieures aux démolitions. «Sur le papier, ça fonctionne», soutient Daniel Kästli. «Mais le béton est lourd et le marché est très localisé. Il faut donc réutiliser le béton de démolition dans la même zone géographique. Acheminer des granulats de recyclage d’ici vers le Simmental serait une gabegie.»

‹L’annexe ND› de la nouvelle norme SN EN 206 sur le béton permet de réduire la teneur minimale en ciment, jusqu’à présent inamovible, et de commander du «béton selon ses propriétés». Le potentiel de réduction est-il plus faible dans le cas d’un Zirkulit optimisé à grands frais? Pas forcément, mais davantage d’additifs pourraient être nécessaires afin de compenser les besoins accrus en pâte de ciment des granulats recyclés. Il n’existe toutefois pas encore suffisamment de données empiriques. Si le béton paraît simple en apparence, il est complexe dans le détail et les relations ne sont pas linéaires. Il est en outre envisageable de dissocier certaines fractions ou de réduire encore la proportion de clinker en ajoutant des matériaux de démolition. Il reste beaucoup à faire avant que les circuits ne soient complètement bouclés et que l’on atteigne le zéro net. Les partenaires de Zirkulit ne sont donc pas prêts de manquer de travail: même le meilleur béton recyclé peut encore être amélioré. Et il le doit.