Cuire l'argile plutôt que le calcaire, le ciment LC3 gagne les usines et interroge les sols de Mayotte

À Saint-Maximin, dans l'Oise, des camions déchargent une terre que personne ne voulait. Cette argile d'excavation sort des tunnels du Grand Paris Express et finissait d'ordinaire en remblai. La jeune entreprise NeoCem la passe dans un four de calcination flash et la revend aux cimentiers comme liant. L'usine a coûté 23 millions d'euros d'après le site spécialisé Cemnet, et elle produit environ 100 000 tonnes d'argile calcinée par an selon une présentation de l'entreprise devant un groupement de recherche de l'Université Gustave-Eiffel, en octobre 2025. Le procédé pourrait servir à Mayotte, où l'on creuse beaucoup et où l'on importe l'essentiel des matériaux de construction.

Le 3 septembre 2026, le groupe de réflexion LeadIT, qui réunit des États et des industriels autour de la décarbonation de l'industrie, a publié un état des lieux mondial de ces fours à argile. Quatorze projets actifs sont recensés en Afrique, en Europe et aux Amériques, plus de 72 % visent l'échelle commerciale et 70 % de ceux-là tournent déjà. Leur capacité cumulée reste pourtant faible. Elle permettrait de produire 26 millions de tonnes de ciment moins carboné par an, soit moins de 1 % des quelque 4 milliards de tonnes fabriquées chaque année sur la planète.

Sept cent cinquante degrés au lieu de mille quatre cent cinquante

Le ciment ordinaire repose sur le clinker, des nodules gris obtenus en cuisant du calcaire et de l'argile vers 1 450 °C. La cuisson émet du CO2 par deux voies. Le combustible du four en libère une partie, et la décomposition du calcaire en relâche davantage encore, environ 60 % des émissions directes selon la synthèse publiée par le programme LC3 de la coopération suisse. Au total, la fabrication de ciment pèse autour de 6 % des émissions mondiales de dioxyde de carbone d'après les chiffres de l'Agence internationale de l'énergie repris par LeadIT.

Le ciment LC3, pour limestone calcined clay cement, s'attaque au problème par la recette. Il ne garde que 50 % de clinker et le complète par 30 % d'argile calcinée, 15 % de calcaire broyé et 5 % de gypse. L'argile n'a besoin que de 700 à 800 °C pour devenir réactive. À cette température, la kaolinite qu'elle contient perd son eau de structure et se transforme en métakaolin, un minéral désordonné qui réagit avec la chaux libérée par le clinker. Le calcaire ajouté participe aux réactions au lieu de servir de simple charge, et le mélange se comporte comme un ciment Portland. Les promoteurs du LC3, réunis autour du laboratoire de Karen Scrivener à l'École polytechnique fédérale de Lausanne, annoncent jusqu'à 40 % de CO2 en moins et des coûts de production réduits jusqu'à 25 %, parce que cuire de l'argile revient moins cher que cuire du clinker.

Le programme LC3 affirme aussi que ces ciments résistent mieux à la pénétration des ions chlorure, principale cause de corrosion des armatures, ce qui intéresse directement les îles battues par les embruns. Cette résistance doit encore être vérifiée sur la durée, et c'est précisément l'objet de travaux lancés cette année.

Lafarge vise 1,1 million de tonnes en France dès 2026

Après des pilotes à Cuba et en Inde, la technique est arrivée dans les cimenteries européennes. Lafarge Ciments a dépassé 600 000 tonnes de ciment aux argiles activées en 2025 et en prévoit 1,1 million cette année, d'après Mines & Carrières, en s'appuyant sur ses usines de La Malle, dans les Bouches-du-Rhône, et de Saint-Pierre-la-Cour, en Mayenne. Ses ciments de type CEM IV/A contiennent plus de 22 % d'argile activée. Le groupe revendique un poids carbone inférieur de 30 % à celui d'un ciment courant et prévoit à partir de 2029 une nouvelle ligne qui triplera la capacité de Saint-Pierre-la-Cour. En septembre 2026, Holcim a mis en route une ligne d'argile calcinée dans son usine de Čížkovice, la première de République tchèque, rapporte LeadIT.

La norme européenne NF EN 197-5, publiée en 2021, encadre des ciments composés où le clinker peut descendre à 50 %, en association avec des argiles calcinées et du calcaire. L'industrie y trouve aussi un intérêt pratique, car les laitiers de hauts fourneaux et les cendres volantes de centrales à charbon, qui servaient jusqu'ici à alléger le clinker, se raréfient avec la fermeture de ces installations.

Le rapport de LeadIT note aussi que, sur au moins cinq projets prévus pour 2026, quatre se trouvent en Afrique, et le Ghana accueille déjà deux des plus grandes installations du monde. Dans ces pays où l'on construit vite, les laitiers et les cendres manquent sur place, et l'argile calcinée y trouve un usage naturel.

La kaolinite fait la résistance du béton

Toutes les argiles ne conviennent pas, et les critères de choix font encore l'objet de recherches. Une thèse soutenue à l'EPFL a montré que la résistance des mortiers dépend nettement de la teneur en kaolinite calcinée de l'argile de départ. Un LC3-50 atteint la résistance du ciment de référence avec une argile qui ne contient que 40 % de kaolinite, ce qui rend utilisables des argiles trop pauvres pour la porcelaine, souvent traitées comme des déchets.

À Nancy, l'équipe Matériaux pour le génie civil de l'Institut Jean Lamour (CNRS et Université de Lorraine) a passé au crible une quarantaine d'échantillons de boues de lavage de granulats et de déblais dans le cadre du projet européen CO2REDRES. Quatre ressources prometteuses en sont sorties, cuites vers 750 °C. Les chercheurs ont buté sur un défaut bien connu des argiles. Leurs feuillets imbriqués forment des amas poreux qui captent beaucoup d'eau, et cette eau en trop dégrade la résistance mécanique comme la durabilité du béton. Ils ont dû ajuster la finesse et les proportions au cas par cas, selon les ciments et les fillers calcaires avec lesquels l'argile était mélangée.

Pour la durabilité à long terme, l'Union européenne finance depuis le 1er janvier 2026 le projet EARTHCEM, coordonné par l'université de Cardiff avec le CSIC espagnol, doté de 276 188 euros jusqu'à fin 2027. Son but est de soumettre le LC3 à des essais de vieillissement accélérés pour fournir à l'industrie un jeu de données sur son comportement dans le temps, car les ouvrages d'infrastructure se dimensionnent sur cinquante ou cent ans, bien au-delà des quelques décennies de recul dont on dispose. En France, l'Université de Pau et des Pays de l'Adour a ouvert pour juillet 2026 une thèse sur des liants bas carbone tirés d'argiles locales non kaolinitiques.

Sur les basaltes de Mayotte, l'halloysite pourrait remplacer la kaolinite

Mayotte est une île volcanique, et ses argiles naissent de l'altération de roches basaltiques sous un climat chaud et humide. Dans une étude classique publiée en 1970 dans les Cahiers ORSTOM, le pédologue Claude Gense notait, à propos des Hautes Terres de Madagascar voisine, que la kaolinite proprement dite, abondante dans l'altération des granites, n'apparaissait pas dans celle des roches basiques. Il y trouvait de l'halloysite, une proche cousine de la kaolinite qui se forme dans les sols bien drainés.

L'halloysite se calcine elle aussi. Des chercheurs argentins du CONICET ont cuit à 700 °C trois argiles naturelles à halloysite et kaolinite et les ont toutes classées comme pouzzolanes très réactives, l'halloysite tubulaire pesant surtout sur la résistance des mortiers aux âges avancés. Le 15 septembre 2026, une équipe de l'université de Barcelone a publié dans Applied Clay Science une autre voie. Un simple broyage intensif de l'halloysite, sans cuisson, porte sa part amorphe à 86 %, contre 84 % pour la métahalloysite calcinée de référence, avec une réactivité très proche. Les auteurs y voient une solution pour les régions pauvres en kaolin.

Rien ne dit pour autant que les sols de Grande-Terre s'y prêtent. Je n'ai trouvé aucune étude publiée qui mesure la teneur en kaolinite ou en halloysite des argiles mahoraises en vue d'un usage cimentaire. L'analyse minéralogique d'une poignée d'échantillons, suivie d'un essai de réactivité comme le test Chapelle employé au Cameroun sur des argiles latéritiques calcinées à 800 °C, suffirait pourtant à trancher.

Des déblais de chantier et des padzas pour matière première

À Mayotte, les déblais ne manquent pas sur une île où chaque terrassement entame des pentes raides, et la terre y est déjà un matériau de construction. La brique de terre compressée, cette BTC qu'a portée la Société immobilière de Mayotte dans les années 1980, se compose de 70 % de terre d'excavation, de 25 % de sable et de 5 % de ciment, détaille L'Info Durable. Environ 14 000 logements ont été bâtis ainsi avant l'abandon de la filière au début des années 2000. L'association Art Terre a fait valider des règles professionnelles en 2022, et l'entreprise Terre & Eau 976 annonçait l'an dernier vouloir passer de 400 000 à six millions de briques par an. Le directeur du CAUE de Mayotte, Dominique Tessier, pointait le frein principal : « Les particuliers n'ont pas forcément confiance dans ces matériaux ».

Il y a aussi les padzas, ces versants dénudés où le sol rouge affleure après des années de brûlis et de ruissellement. Selon le BRGM, partenaire du programme LESELAM de lutte contre l'érosion, quelque 22 000 tonnes de terre finissent chaque année dans le lagon. Imaginer que ces sols deviennent un gisement serait prématuré, puisqu'il faudrait d'abord connaître leur composition et ne pas aggraver l'érosion en les exploitant.

En 2018, l'Autorité de la concurrence a relevé que les matériaux de construction coûtaient en moyenne 35 % plus cher à Mayotte qu'en métropole et représentaient près du tiers du coût d'un logement. Elle soulignait le poids du transport et du stockage, des loyers d'entrepôt d'environ 25 euros le mètre carré, et la dépendance aux produits certifiés CE ou NF, qui pousse à importer d'Europe ce qu'on pourrait trouver plus près ou produire sur place. La société Lafarge Ciments Mayotte, immatriculée à Longoni, y est enregistrée comme fabricant de ciment. Une argile calcinée locale, même en petite proportion, réduirait d'autant le volume de clinker à faire venir par bateau.

Un four de calcination demande toutefois un volume régulier pour être rentable. Interrogé en août 2025 sur le traitement local des déchets, le directeur de la DEALM, Olivier Kremer, expliquait que « la masse de déchets n'est pas suffisante pour mettre en place des filières locales », et le même raisonnement vaut pour une petite production de liant. La certification freine aussi, même si l'ordonnance n° 2025-454 du 23 mai 2025 a ouvert des dérogations temporaires aux règles techniques de construction pour accélérer la reconstruction après le cyclone Chido.

Les données de durabilité attendues fin 2027

Les résultats d'EARTHCEM doivent tomber à la fin de 2027, et la nouvelle ligne de Saint-Pierre-la-Cour démarrera en 2029. À Mayotte, l'essai le plus simple tiendrait en quelques analyses de laboratoire. Il consisterait à prélever l'argile d'un terrassement de Kawéni ou d'un padza de Vahibé, à la cuire à 750 °C et à mesurer combien de chaux elle fixe.