Trente kilos de CO₂ par tonne de gravats, le béton recyclé apprend à piéger le carbone

À Kirchheim unter Teck, une petite ville au sud-est de Stuttgart, le recycleur Feess a installé à côté de ses concasseurs un silo étanche divisé en quatre chambres. On y verse du béton de démolition broyé, puis on y injecte du gaz carbonique récupéré dans une unité de biométhane voisine. Quelques heures plus tard, ce CO₂ est devenu du calcaire, collé à la surface des gravillons. L'entreprise suisse neustark, qui exploite le procédé avec Feess, annonce une capacité de 1 000 tonnes de CO₂ stockées par an sur ce site, à raison d'environ 10 kilos par tonne de béton traité.

Ce chiffre s'appuie sur une dizaine d'années de travaux menés par des laboratoires français, belges et allemands pour comprendre une réaction que le béton accomplit de lui-même, très lentement, et qu'un tas de gravats bien conduit peut accélérer. Plusieurs résultats publiés en 2026 précisent combien de CO₂ ces granulats peuvent fixer et pourquoi la réaction ralentit.

Le ciment rend lentement une partie du carbone qu'il a émis

Pour fabriquer du clinker, on chauffe du calcaire vers 1 450 °C. La roche perd son carbone, qui part dans l'atmosphère avant même qu'on ait brûlé le moindre combustible. La production de ciment pèse ainsi entre 5 et 7 % des émissions mondiales de CO₂, rappelle l'Institut Laue-Langevin (ILL) de Grenoble. Une fois le béton coulé, les hydrates du ciment, et en premier lieu la portlandite, réagissent peu à peu avec le CO₂ de l'air et redeviennent du carbonate de calcium, une réaction appelée carbonatation.

Le phénomène a été chiffré à l'échelle mondiale. En 2016, une équipe internationale menée par Fengming Xi a estimé dans Nature Geoscience que les matériaux cimentaires avaient repris 4,5 milliards de tonnes de carbone entre 1930 et 2013, de quoi compenser 43 % des émissions de procédé de la production de ciment sur la même période. Le puits annuel serait passé de 0,10 à 0,25 milliard de tonnes de carbone entre 1998 et 2013. Ces chiffres reposent sur des hypothèses de durée de vie des ouvrages et de devenir des déchets de démolition, et les auteurs eux-mêmes les présentent comme un puits que les inventaires nationaux ne comptent pas.

Dans un mur en place, la réaction reste lente, car le CO₂ doit diffuser à travers le béton depuis sa surface. Une fois l'ouvrage démoli et concassé, la surface offerte à l'air augmente brutalement. Selon l'ILL, 2,8 à 5,1 milliards de tonnes de béton pourraient être disponibles chaque année dans le monde pour une seconde vie. La question est de savoir si l'on peut forcer la réaction en quelques heures, dans une installation, et en tirer des granulats plus utiles.

Le démonstrateur FastCarb fixe environ trente kilos de CO₂ par tonne de béton concassé

En France, cette question a mobilisé un projet national, FastCarb, lancé en 2018 par l'Ifsttar (aujourd'hui Université Gustave-Eiffel) avec des cimentiers et des laboratoires universitaires, dans le cadre de l'IREX. Dans un article de synthèse paru dans Case Studies in Construction Materials, Jean-Michel Torrenti (Université Gustave-Eiffel) et une trentaine de coauteurs résument les résultats de laboratoire. Un granulat de béton recyclé peut fixer entre 10 et 50 kg de CO₂ par tonne, selon son histoire (a-t-il déjà carbonaté naturellement ?), sa teneur en eau, la température et la taille des grains.

Le projet a ensuite construit deux démonstrateurs industriels, dont l'un à la cimenterie Val d'Azergues de LafargeHolcim, où les gaz du four étaient captés avant la cheminée puis envoyés dans un carbonateur à lit d'air fluidisé. Sans optimisation, le taux de captage a atteint 3 à 4 % de la masse, soit environ 30 kg de CO₂ par tonne de béton concassé. Quatre-vingts tonnes de granulats carbonatés ont servi à couler des bétons de classe C25/30 et C45/55, puis des blocs, des bordures, des marches d'escalier et des murs coulés en place. Les mesures à l'état frais, la résistance mécanique et la durabilité n'ont pas été dégradées par rapport à des bétons témoins, selon les auteurs.

L'analyse de cycle de vie, détaillée par Laurent Izoret et ses collègues dans Applied Sciences en 2023, apporte une limite très concrète. Le bilan climatique dépend avant tout des distances parcourues en camion. Si l'on transporte les gravats sur des dizaines de kilomètres jusqu'à une source de CO₂, le carbone fixé est mangé par le gazole consommé en route. L'équipe de FastCarb recommande donc de travailler avec des sources de CO₂ locales. Elle conclut aussi que la fraction fine, le sable recyclé, est la plus intéressante à traiter, parce qu'elle concentre la pâte de ciment et qu'on sait mal l'employer autrement dans le béton.

À Grenoble, les neutrons montrent l'eau qui freine la réaction

Encore fallait-il comprendre pourquoi la carbonatation ralentit au lieu de suivre les lois de la diffusion. En janvier 2026, C. El Faqir, Alessandro Tengattini et leurs collègues de l'Université Grenoble Alpes, du centre de recherche de Holcim et de l'ILL ont publié dans Communications Materials une expérience menée sur l'instrument NeXT, qui combine tomographie aux neutrons et aux rayons X. Les neutrons voient très bien l'eau, les rayons X la densité et les fissures. Les deux images ont été prises en même temps, en trois dimensions et en continu, sur des échantillons de pâte de ciment modèle, sans granulats, exposés à un gaz riche en CO₂ à 80 °C.

Les images montrent d'abord que la pâte, en carbonatant, libère de l'eau jusque-là liée chimiquement. Cette eau se redistribue dans les pores et bouche le chemin du gaz. Le front de réaction avance d'abord comme prévu, puis ralentit. La zone la plus chargée en CO₂ se situe juste sous la surface exposée, qui sèche vite. Des fissures s'ouvrent dans la partie carbonatée, atteignent un volume maximal puis se referment en partie, au rythme des variations d'humidité.

Pour les chercheurs, un modèle fondé sur la seule diffusion risque de surestimer la vitesse de la réaction comme la quantité de CO₂ qu'on peut réellement stocker. La remarque vaut directement pour les crédits carbone adossés à ces procédés. L'ILL présente l'étude comme une étape vers le traitement des granulats recyclés.

Le sable recyclé gagne en compacité une fois carbonaté

À La Rochelle, Khaoula Mebrek a soutenu le 30 janvier 2026 une thèse consacrée à ce sable recyclé que FastCarb désignait comme la meilleure cible. Ses échantillons, obtenus en concassant un mortier normalisé, ont passé 432 heures dans une enceinte à 3 ou 4 % de CO₂, 65 % d'humidité relative et 25 °C. La réaction suit trois temps, rapide pendant les huit premières heures, ralentie jusqu'à 192 heures, puis stabilisée. Plus le grain est fin, plus il absorbe. La fraction inférieure à 0,08 mm gagne 4,5 % de masse, celle de 1,25 à 4 mm seulement 0,8 %.

Les mortiers fabriqués avec ce sable montrent l'intérêt du traitement. Remplacer tout le sable naturel par du sable recyclé brut augmente la porosité de 35 % et fait perdre 15 % de résistance en flexion à 28 jours, à cause de l'ancienne pâte de ciment collée aux grains. Une fois carbonaté, ce même sable donne un mortier dont la porosité baisse de 19 % et la perméabilité au gaz de 35 %, avec des résistances en flexion proches du mortier de référence pour des taux de remplacement de 15 et 60 %. Le coefficient de diffusion des chlorures, qui gouverne la corrosion des armatures en bord de mer, recule de 24 % avec 100 % de sable carbonaté, et de 63 % si l'on ajoute 10 % de fumée de silice.

À Liège, la thèse de Sophie Grigoletto, soutenue en juin 2026, s'est attaquée à un autre défaut des granulats recyclés, la réaction alcali-silice, ce gonflement interne qui fissure certains bétons anciens et peut se transmettre à leur seconde vie. Ses essais accélérés montrent une forte réduction de l'expansion après carbonatation, et des gonflements presque nuls sur éprouvettes de béton dans les conditions testées. Le modèle chimio-mécanique qu'elle a développé reproduit la tendance sans expliquer entièrement l'inhibition presque complète observée.

En France, la norme NF EN 206/CN encadre les bétons à granulats recyclés et limite la proportion de granulats naturels qu'on peut remplacer selon la classe d'exposition de l'ouvrage. Les recommandations du projet national RecyBéton, consultables sur le site de l'IREX, proposaient de relever ces taux lors des révisions suivantes.

À Mayotte, trois carrières autorisées et des gravats encore peu recyclés

À Mayotte, l'intérêt de ces travaux tient d'abord à la roche. Le schéma régional des carrières, en préparation sous la conduite de la DEAL avec l'appui du BRGM, recense 19 carrières dans la base nationale, dont trois seulement autorisées, deux de basalte (IBS à Kangani et ETPC à Koungou) et une de phonolite (ETPC à M'tsamoudou). Le document présenté au comité de pilotage du 6 novembre 2024 le dit sans détour : « la roche massive est une ressource rare à Mayotte ». Les professionnels interrogés y évoquent le besoin de nouvelles carrières, la fragilité liée à l'approvisionnement en explosifs et l'absence de produits de carrière en Petite-Terre, qu'il faut ravitailler par la mer.

Le recyclage des déchets du bâtiment n'en est qu'aux premiers essais. Le même document signale des tests menés par ETPC, avec quatre points de collecte (Koungou, M'tsamoudou, Hajangoua et Pamandzi) et un recyclage à Koungou, mais des quantités récoltées « à ce stade anecdotiques ». La filière de responsabilité élargie du producteur pour les produits et matériaux du bâtiment a démarré à Mayotte en octobre 2023. Les carriers, eux, réclament d'« assouplir les normes pour réutiliser des produits issus de recyclage », parce que les matériaux recyclés ne sont pas toujours classables selon les référentiels en vigueur.

Le cyclone Chido n'a pas créé de montagne de béton à concasser. « Le gros œuvre, lui, a généralement bien résisté », expliquait en juin 2025 Julian Champiat, président de la Fédération mahoraise du BTP, au magazine Bâtimétiers de la FFB. Les déchets triés sur le terre-plein de Mtsapéré, environ 17 000 mètres cubes au départ selon l'entreprise Enzo Recyclage citée par Mayotte Hebdo en décembre 2025, étaient surtout des métaux, des déchets électroniques, des pneus et du bois. Le gisement de béton viendra plutôt des bâtiments démolis ou rénovés en profondeur et des grands chantiers de terrassement, que le schéma des carrières range déjà parmi les « ressources secondaires ».

FastCarb recommande de trouver le CO₂ près des gravats. L'île n'a pas de cimenterie à clinker dont les fumées pourraient servir, mais son électricité sort de deux centrales thermiques au fioul, aux Badamiers en Petite-Terre et à Longoni, selon l'IEDOM. Longoni appartient à la même commune que la carrière ETPC de Koungou. Rien ne prouve qu'un tel couplage serait rentable avec des fumées de moteurs diesel, moins concentrées en CO₂ que celles d'un four de cimenterie, et aucun projet de ce type n'a été annoncé. Le recyclage testé par ETPC se fait lui aussi à Koungou.

Les protocoles de laboratoire travaillent autour de 65 % d'humidité relative, et l'expérience grenobloise montre à quel point l'eau contenue dans les pores pilote la réaction. Des granulats stockés à l'air libre pendant la saison des pluies mahoraise arriveraient gorgés d'eau dans un réacteur, ce qui pourrait réduire la quantité de CO₂ fixée.

Des crédits carbone avant les normes

Pour l'instant, c'est le marché volontaire du carbone qui pousse le plus vite. neustark indiquait en novembre 2025 avoir retiré au total plus de 5 700 tonnes nettes de CO₂ depuis ses débuts, sur des sites en Suisse et en Allemagne, et a fait certifier une partie de ces tonnes par le label Gold Standard. Un site comparable au projet de Stuttgart, conçu pour 1 000 tonnes par an, a été ouvert avec Aggregate Industries à Greenwich, dans l'est de Londres. Ces volumes restent infimes à côté des milliards de tonnes de ciment produites chaque année.

À Mayotte, le chiffrage des besoins en granulats à douze ans, bassin de consommation par bassin de consommation, n'était pas achevé lors du comité de pilotage de novembre 2024. Le document final dira-t-il combien de tonnes de béton démoli l'île compte remettre dans ses nouveaux ouvrages ?