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"Une découverte d’ingénieurs de l’Université de Cambridge en Angleterre permet d’envisager la production de ciment Poetland sans émissions de CO2 par recyclage électrique à grande échelle – Annexe Zéro Carbone" par Jacques Hallard

mardi 11 juin 2024, par Hallard Jacques


ISIAS Recyclage Ciment Zéro Carbone

Une découverte d’ingénieurs de l’Université de Cambridge en Angleterre permet d’envisager la production de ciment Poetland sans émissions de CO2 par recyclage électrique à grande échelle – Annexe Zéro Carbone

Jacques Hallard , Ingénieur CNAM, site ISIAS – 10/06/2024

Plan du document : Introduction Sommaire Auteur


Introduction

Ce petit dossier présente 3 documents traitant d’une une tehnologie innovante pour la production ‘zéro carbone’ de ciment Portland.

En Annexe figure un Rappel sur la notion de ‘Zéro Carbone’ - Pour un climat vivable : les engagements en faveur du ‘zéro émission’ nette doivent être étayés par des mesures crédibles…

Les ciments Portland sont des liants hydrauliques composés principalement de silicates de calcium hydrauliques qui font prise et durcissent en vertu d’une réaction chimique à l’eau appelée hydratation. Lorsqu’on ajoute la pâte (ciment, air et eau) aux granulats (sable et gravier, pierre concassée ou autre matériau granulaire), elle agit comme une colle et lie ensemble les granulats pour former une masse semblable à de la pierre, le béton, le matériau artificiel le plus polyvalent et le plus répandu qui existe1… - A ire sur ce site : https://fr.wikipedia.org/wiki/Ciment_Portland

Les articles choisis pour ce dossier figurent avec leurs accès dans le sommaire ci-après

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Sommaire

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  • Rappel - Du ciment zéro carbone : le tour de force d’ingénieurs de Cambridge - Le 06/06/2022 par Florence Santrot – Document ‘wedemain.fr’
    Alors que le secteur de la construction figure parmi les principales sources de pollution dans le monde, des ingénieurs ont mis au point un ciment zéro carbone prometteur.

Four à électroarc

Pour fabriquer ce ciment beaucoup plus écologique, il faut passer par un four à électroarc comme celui-ci. Photo : Oleksiy Mark / Shutterstock.

Bien connu pour être l’un des grands acteurs du réchauffement climatique, le secteur du BTP représente environ 25 % des émissions de gaz à effet de serre (GES) en France. Le bâtiment émet plus de 123 millions de tonnes de C02. Et on estime que près de 6 milliards de tonnes de ciment ont été produites dans le monde en 2020. Pour tenter de trouver des solutions afin de réduit cet impact sur la planète, des ingénieurs britanniques de l’Université de Cambridge affirment avoir mis au point du ciment zéro carbone. Ce « premier ciment zéro émission au monde » a été baptisé Cambridge Electric Cement.

S’il est préconisé de remplacer l’acier et le béton par du bois et d’autres matériaux biosourcés, cela n’est pas toujours possible ou trop coûteux. Le consortium britannique UK Fires oeuvre à trouver des solutions sbas-carbone aux industries les plus polluantes de la planète. Dans ce cadre, les universités de Cambridge, Oxford, Nottingham, Bath et l’Imperial College London collaborent pour innover. C’est ainsi que trois ingénieurs de Cambridge, Dr Cyrille Dunant, Dr Pippa Horton et le professeur Julian Allwood, ont déposé un brevet qui pourrait faire bouger les lignes du secteur de la construction dans les années à venir.

Un processus très nocif pour fabriquer du ciment

Pour obtenir du ciment classique, on fait traditionnellement cuire du carbonate de calcium (présente en grande quantité dans la roche calcaire) à haute température (1 450 °C) en utilisant beaucoup de combustible fossile. À la fin, on obtient ce qu’on appelle du clinker (oxyde de calcium) et du dioxyde de carbone (CO2). Le clincker est le constituant de base du ciment dit « Portland ». C’est lui qui lui confère son hydraulicité (capacité à durcir quand on y ajoute de l’eau).

Le clinker est broyé en poudre et mélangé avec d’autres ingrédients pour obtenir du ciment. Puis on ajoute à celui-ci des matériaux comme du gravier et du sable pour en fait du béton. Enfin, on coule celui-ci autour d’une structure en métal pour faire les bâtiments.

Ciment zéro carbone : réinventer l’équation

Cyrille Dunant a remarqué que le ciment « utilisé » que l’on séparait du béton recyclé était pratiquement identique à la chaux injectée utilisée pour éliminer les impuretés de l’acier dans les fours à arc électrique et à oxygène basique. Une fois qu’elle a accumulé les déchets, cette chaux est appelée « laitier ». Elle est alors considérée comme comme un déchet. Mais un déchet plein d’oxyde de calcium, un ingrédient clé du clinker. En réduisant ce « laitier » en poudre, on obtient une base permettant de fabriquer du ciment.

Les ingénieurs de Cambridge ont eu l’idée, lors de la déconstruction d’un bâtiment en béton armé, d’expédier l’acier d’armature dans un four à arc électrique pour le recyclage. Puis de séparer l’agrégat du ciment et d’utilise cela pour remplacer l’injection de chaux dans le four à arc électrique. Ce qui donne un « nouveau laitier » qui remplace le clinker dans le Cambridge Electric Cement. Puis on reprend l’acier recyclé et le nouveau ciment pour en faire une nouvelle habitation. En quelque sorte, on a recyclé l’ancien bâtiment pour en faire un nouveau. C’est ce que les ingénieurs appellent un « cercle de recyclage vertueux ».

De l’espoir pour l’avenir

« Si le Cambridge Electric Cement tient ses promesses comme ce fut le cas lors des premiers essais en laboratoire, cela pourrait être crucial dans notre obectif d’un climat futur sûr. Combiner le recyclage de l’acier et du ciment dans un processus unique, alimenté par de l’électricité renouvelable, pourrait garantir l’approvisionnement en matériaux de construction de base pour soutenir l’infrastructure d’un monde à zéro émission et permettre le développement économique là où il est le plus nécessaire », explique UK Fires dans un communiqué.

Selon les calculs des ingénieurs, la seule réutilisation d’éléments recyclés du Cambridge Electric Cement réduirait drastiquement les émissions de GES du BTP. Ils estiment que cela ôterait 900 kilos de CO2 pour chaque tonne de ciment produit. Et ce avant même de mesurer l’impact des énergies fossiles utilisées pour produire ce matériau. Ce qui double l’empreinte écologique du produit final. En combinant ce ciment bas-carbone à une électricité renouvelable, on obtient ainsi un secteur de la construction bien plus vert.

Suffisamment de ressource pour le ciment zéro carbone ?

En outre, cette solution permettrait de réduire très fortement l’extraction annuelle de chaux dans le monde. Ce qui favorisait là aussi une réduction des émissions de carbone. Reste une problématique majeure : cette idée repose sur le recyclage de bâtiments déjà existants. Or, ces derniers n’existent qu’en quantité limitée.

Cependant, Cyrille Dunant explique à Treehugger que les besoins en ciment vont en diminuant. « Sur la base de la demande actuelle, le ralentissement de la croissance démographique implique que nous n’aurons besoin que d’environ 50 à 60 % des besoins actuels. » En outre, les avancées technologiques actuelles permettent d’utiliser bien moins de ciment dans les nouvelles constructions que par le passé. C’est pourquoi Cyrille Dunant affirme même que « le CEC pourrait couvrir tous les besoins futurs en ciment en 2050 avec une marge. » A voir maintenant si le secteur de la construction se laisse tenter par cette innovation.

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Source : https://www.wedemain.fr/inventer/du-ciment-zero-carbone-le-tour-de-force-dingenieurs-de-cambridge/

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  • Ciment, une découverte « miraculeuse » - La rédaction - 28 mai 2024 - Document ‘transitionsenergies.com’ Sciences & techno

    Bétonnière Wikimedia Commons

Des chercheurs de l’Université de Cambridge en Angleterre ont trouvé le moyen de recycler du béton provenant d’un immeuble détruit et de le « réactiver » sans émettre de gaz à effet de serre en utilisant de l’électricité décarbonée. Ce ciment recyclé dans un four à arc électrique est aujourd’hui le meilleur moyen existant de réduire les émissions liées à la fabrication du ciment et donc du béton.

Le ciment est tout simplement le premier produit manufacturé sur terre, par sa masse, et le deuxième matériau le plus utilisé… derrière l’eau. Il est indispensable à la vie moderne. Il est le liant qui permet de fabriquer le béton, matériau omniprésent et indispensable à la construction, des bâtiments comme des travaux publics, dans les pays riches comme dans les pays en développement. Il se fabrique la quantité colossale de plus de 4,6 milliards de tonnes de ciment par an. Sa fabrication produit 8 % des émissions annuelles mondiales de CO2. Cela signifie que l’industrie du ciment est face à un défi considérable pour adopter des procédés de fabrication qui émettent à la fois moins de gaz à effet de serre et pour capter et stocker le carbone émis. Jusqu’à aujourd’hui, les progrès technologiques ont été lents. Notamment, parce que la moitié des émissions provient de la réaction chimique inhérente au processus même de fabrication.

« Miracle absolu »

Mais une découverte de chercheurs de l’ Université de Cambridge pourrait changer beaucoup de choses. Ils ont trouvé le moyen de recycler le béton et de fabriquer ainsi du « ciment électrique zéro émissions ». En jetant du vieux béton dans des fours de recyclage d’acier, on purifie non seulement le fer, mais on produit aussi du « ciment réactivé » en tant que sous-produit. Si le four est alimenté par de l’électricité décarbonée, le processus doit permettre d’obtenir un ciment totalement exempt d’émissions. L’équipe de l’université de Cambridge a détaillé sa découverte dans une étude publiée la semaine dernière dans la revue Nature. Elle est qualifiée de «  miracle absolu » par Julian Allwood, l’un de ses quatre auteurs, professeur d’ingénierie et d’environnement.

Il faut dire que rendre le mode de fabrication …. - Article réservé aux abonnés
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Source : https://www.transitionsenergies.com/ciment-une-decouverte-miraculeuse/

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Résumé

La production de ciment est à l’origine de 7,5% des émissions anthropiques mondiales de CO2, résultant de la décarbonatation du calcaire et de la combustion des combustibles fossiles 1,2,3. Les stratégies actuelles de décarbonatation comprennent la substitution du clinker Portland par des matériaux supplémentaires, mais ceux-ci surviennent principalement dans les processus d’émission, le développement de liants alternatifs mais aucun ne promet encore d’échelle, ou l’adoption de la capture et du stockage du carbone qui libèrent encore certaines émissions 4,5,6,7,8.

Cependant, le ciment usagé est potentiellement une matière première abondante et décarbonatée. Ici, nous montrons que la pâte de ciment récupérée peut être recongelée si elle est utilisée comme substitut partiel du flux de chaux–dolomite utilisé dans le recyclage de l’acier de nos jours. Le laitier résultant peut répondre aux spécifications existantes pour le clinker Portland et peut être mélangé efficacement avec de l’argile calcinée et du calcaire.

Le procédé est sensible à la teneur en silice de la pâte de ciment récupérée, et à la silice et à l’alumine qui peuvent provenir de la ferraille, mais cela peut être ajusté facilement. Nous montrons que le procédé proposé peut être économiquement compétitif et, s’il est alimenté par une électricité sans émissions, peut conduire à un ciment à zéro émission tout en réduisant les émissions du recyclage de l’acier en réduisant les besoins en flux de chaux.

L’offre mondiale de ferraille d’acier à recycler pourrait tripler d’ici 2050, et il est probable que davantage de scories puissent être fabriquées par unité d’acier recyclé. Avec l’efficacité matérielle dans la construction 9, 10, les futurs besoins mondiaux en ciment pourraient être satisfaits par cette voie.

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La substitution du ciment par des matériaux secondaires peut réduire les émissions annuelles mondiales de CO2 jusqu’à 1,3 gigatonne - Article en libre accès le 30 septembre 2022 > Cement substitution with secondary materials can reduce annual global CO2 emissions by up to 1.3 gigatons

Impacts environnementaux et stratégies de décarbonisation dans les industries du ciment et du béton Article 22 septembre 2020 > Environmental impacts and decarbonization strategies in the cement and concrete industries

Important - Le béton est le matériau le plus utilisé sur la planète, après l’eau, et est responsable d’environ 7,5% des émissions anthropiques totales de CO21, 2,3. Les deux principales stratégies déployées à ce jour pour réduire les émissions de la production de ciment Portland sont le changement de combustible (utilisation de gaz fossile, de déchets municipaux ou de biocarburants au lieu du coke et du coke de pétrole) et l’utilisation accrue de matériaux de substitution, tels que les cendres volantes et les scories.

Cependant, ces stratégies ne peuvent pas conduire à zéro émission. De plus, les deux matériaux de substitution les plus courants, le laitier de haut fourneau broyé et les cendres volantes, sont eux-mêmes des sous-produits de la production d’acier primaire et des centrales au charbon, qui sont tous deux très émetteurs et doivent donc être éliminés progressivement lors de la transition vers zéro émission. Il y a eu récemment un regain d’intérêt pour les mélanges ternaires avec de l’argile calcinée et du calcaire (communément appelé LC3) 4.

Néanmoins, il pourrait être difficile d’atteindre des niveaux de substitution supérieurs à 50% car ces mélanges nécessitent encore du clinker Portland pour l’activation 5. Pendant ce temps, des clinkers alternatifs ou des systèmes de liant pour remplacer le clinker Portland sont en cours de développement, mais aucun jusqu’à présent ne peut être fabriqué à grande échelle sans émissions significatives 6,7, 8.

La capture et le stockage du carbone pourraient potentiellement être appliqués à la fabrication du ciment 11, 12, mais les projets actuels tentent uniquement de capturer les émissions du processus, sans stockage 13.

La plupart des émissions associées au béton proviennent de la production de ciment Portland, environ 40% de la combustion de carburant et environ 60% de la décarbonatation du calcaire. Les deux sources sont difficiles à atténuer. Les procédés à haute température ne sont pas facilement électrifiés, aucune chimie alternative du ciment ne peut être produite à une échelle comparable et aucune source naturelle de calcium non carbonaté n’est disponible dans les quantités requises.

Un procédé électrique à haute température largement déployé est le four à arc électrique (EAF) utilisé pour le recyclage de l’acier. Ce recyclage se déroule en deux étapes. Tout d’abord, la ferraille est fondue et oxydée pour éliminer la saleté, le carbone et le phosphore. Ensuite, dans un four à poche, le soufre est éliminé et l’acier est allié. Dans les deux étapes, un flux est introduit pour protéger l’acier de l’air, fournir la basicité requise, protéger le revêtement et les électrodes en graphite et augmenter l’efficacité énergétique.

Ce flux est fabriqué à partir de calcaire-dolomite dans un processus de décarbonatation avec les mêmes émissions de processus que le ciment Portland 14. Une source de calcium décarbonaté à haut volume largement disponible se trouve dans la pâte de ciment hydratée incorporée dans le béton usagé. On sait depuis longtemps qu’il est possible, en principe, d’incliner la pâte de ciment hydratée (HCP) 15.

Cependant, l’application de ce procédé dans un four conventionnel présente plusieurs défis lorsqu’une grande fraction de pâte de ciment hydratée est utilisée. La présence de sulfates (ajoutés comme retardateur de prise pendant la production) augmente la teneur en bélite du ciment recroquevillé au détriment de l’alite 16 hautement réactif.

De plus, les sulfates sont volatils et se condensent dans les parties les plus froides du système de four, ce qui pose des difficultés opérationnelles 17. Néanmoins, il existe des offres commerciales de ciment à base de farine crue partiellement remplacée (comme Holcim GeoCycle). Séparément, le ciment récupéré à partir de béton usagé peut contenir une fraction élevée de chlorures qui, s’ils étaient retenus, excluraient l’utilisation de ciment recuit dans les applications renforcées 18.

La pâte de ciment récupérée (PCR) n’est pas commercialisée à l’échelle à l’heure actuelle. La séparation de la pâte des agrégats dans le béton a été un domaine de niche mais actif de recherche et développement 19, 20, motivé non pas par la perspective d’utiliser la pâte de ciment, mais par la possibilité de récupérer des agrégats de haute qualité qui ont une valeur commerciale beaucoup plus élevée que ceux produits à partir du broyage des déchets de démolition du béton 21.

La valeur des agrégats améliorés récupérés n’est actuellement pas suffisamment élevée pour couvrir les coûts supplémentaires de traitement, de sorte que le RCP est actuellement mis en décharge.

Cependant, le savoir-faire et les technologies nécessaires pour produire la RCP à grande échelle existent 22.

Récemment, l’intérêt pour le PCR s’est accru en raison de l’intérêt pour son utilisation dans un processus de minéralisation carbonée 23,24, et des entreprises en démarrage ont été lancées pour vendre du matériel de broyage spécialisé 25.

Ainsi, un marché naissant pour la RCP existe maintenant. Nous rapportons ici une innovation qui découle de la combinaison des observations ci-dessus : le recyclage du ciment électrique à grande échelle.

figure 3

Dans le procédé illustré à la Fig. 3e, et décrit dans la demande de brevet 26 pour Cambridge Electric Cement (CEC), le flux de chaux émettrice utilisé dans le recyclage de l’acier est remplacé par de la pâte de ciment récupérée qui a déjà été décarbonatée, de sorte qu’il ne dégagera plus d’émissions de procédé, bien qu’il puisse nécessiter un petit ajustement avec de la chaux. La pâte est recongelée lorsqu’elle est fluxée en laitier. La température plus élevée de l’EAF (par rapport aux fours à ciment) maintient à la fois sous forme de gaz les sulfates et les chlorures qui ont freiné les essais de reconglage antérieurs et favorise la production d’alite par rapport à la bélite. Le laitier est refroidi et broyé pour produire un clinker Portland conventionnel dans un procédé entièrement électrique, qui, avec un réseau décarboné, n’a ni processus ni émissions de combustion. Cette approche permettra en parallèle de réduire les émissions du recyclage de l’acier en réduisant le besoin de production de flux. Les deux scories de recyclage de l’acier peuvent être cimentées par cette approche, les scories de poche étant plus proches de la composition du ciment.

Cependant, dans cet article, nous nous concentrons sur les scories EAF (oxydantes) car leur volume est plus important. Dans le contexte du recyclage de l’acier, les flux sont les minéraux ajoutés à l’acier et les scories sont la couche visqueuse résultante flottant au-dessus de l’acier fondu. Dans cet article, nous visons à démontrer qu’avec la bonne composition de fondant à base de pâte de ciment hydratée ou récupérée, le laitier, lorsqu’il est refroidi rapidement, devient du clinker, le minéral artificiel qui, après broyage et mélange, peut être transformé en ciment.

Pour évaluer la nouvelle voie de traitement proposée, 28 scories ont été produites à partir de flux dérivé de pâte de ciment préparée à cette fin et récupérée à partir de déchets de démolition. De la chaux, de l’alumine et de la silice ont été ajoutées aux flux. La composition d’une sélection de ces scories est donnée dans le tableau 1, avec l’ensemble complet spécifié dans les Informations supplémentaires. Les scories ont été traitées dans des fours à induction sur de l’acier propre avec divers creusets et conditions d’oxydation.

Dans un EAF industriel, l’oxydation et la réduction se produisent dans une séquence contrôlée : ces effets sont testés séparément ici. Les scories ont été refroidies à l’air : à cette échelle, des vitesses de refroidissement d’au moins 10-20 K s−1 sont atteintes, ce qui est suffisamment rapide pour stabiliser l’alite. Les scories ont ensuite été broyées et caractérisées. Certains des scories avec des compositions correspondant au clinker conventionnel énumérées dans le tableau 2, ont été mélangés et utilisés pour fabriquer des barres de mortier.

Tableau 1 - Composition en oxyde en pourcentage massique principal de certains laitiers produits dans cette étude obtenus par fluorescence X - Table pleine grandeur

Tableau 2 - Composition en pourcentage massique de phase des scories sélectionnées produites dans cette étude obtenues par analyse de Rietveld par diffraction des rayons X - Table pleine grandeur…

La suite très technique est à lire en anglais sur le site https://www.nature.com/articles/s41586-024-07338-8 .......

Discussion

Tous les processus, normes, pratiques et habitudes de l’industrie de la construction sont centrés sur le ciment Portland. Par conséquent, il serait difficile pour un nouveau matériau de le remplacer, à moins qu’il ne présente des avantages considérables. Comme le ciment Portland est fabriqué à partir des éléments les plus abondants de la croûte terrestre, il est peu probable qu’un substitut potentiel puisse être moins cher ou disponible en volume équivalent.

Malgré son exigence de températures élevées, la production actuelle de ciment Portland est déjà économe en énergie, exploitant les phases de fer fondu et d’oxyde d’aluminium pour transporter les ions. Par conséquent, les seules avenues pratiques pour décarboner la production de ciment dépendent de la modification de la gamme de compositions autorisées, de l’utilisation de nouveaux SCM ou de la modification du procédé de production du ciment.

Le recyclage du ciment Portland tel que proposé ici permet d’économiser les émissions du processus et la majeure partie de l’énergie nécessaire à la production 36. La symbiose industrielle proposée nécessite un développement minutieux : les procédés de fabrication de l’acier et de clinkering nécessitent un réglage chimique minutieux, mais comme l’acier est plus cher, ses exigences domineraient la prise de décision.

La substitution du RCP au flux de chaux ne devrait apporter aucun changement marqué à la qualité de l’acier ou à la pollution atmosphérique créée au cours du processus EAF, de sorte que les régimes existants d’épuration des gaz d’échappement devraient rester appropriés.

En coproduction avec l’acier, le ciment aurait une teneur en fer plus élevée en raison des exigences rhéologiques pour les scories. Cependant, nos expériences montrent que la composition du ciment peut être ajustée avec des ajouts de chaux à des mélanges optimisés pour les cibles. Le ciment produit à l’aide de ce nouveau procédé peut avoir une fraction d’alite plus élevée que les résultats précédemment publiés15 ou clinker commercial (Fig. 1 ter).

La figure 3e suggère qu’environ 2,2 Mt du nouveau clinker pourraient être produites au Royaume-Uni chaque année en coproduction avec l’acier. Si cela est mélangé avec de l’argile calcinée, cela pourrait donner environ 4,5 Mt de ciment LC3-50. Cela pourrait répondre à la demande finale lorsqu’il est combiné avec les stratégies d’efficacité matérielle.

En particulier, éviter la conception excessive 9, prolonger la durée de vie et augmenter l’utilisation 10 pourrait fournir les services avec moins de la moitié de la production totale de ciment. Cependant, la production totale de ciment recyclé électriquement au Royaume-Uni ne sera pas limitée par la disponibilité du RCP.

Les opérateurs d’EAF pourraient choisir de produire plus de scories que ce qui est produit actuellement, ce qui pourrait également améliorer la qualité de la production d’acier. L’augmentation des coûts serait compensée par de nouveaux revenus tirés du ciment recyclé. Si les opérateurs d’EAF trouvent cela commercialement attrayant et doublent la quantité de laitier produite avec chaque lot d’acier, la production globale de ce procédé au Royaume-Uni pourrait atteindre 10 Mt.

La figure 3c développe cette analyse pour examiner l’échelle potentielle globale du nouveau processus. Dans le présent travail, nous avons supposé que le ciment recyclé électriquement serait initialement fabriqué en coproduction avec de l’acier recyclé, afin de minimiser les nouveaux investissements en capital.

Si la capacité mondiale d’EAF augmente comme prévu et que toutes les scories résultantes sont transformées en ciments LC3, cela conduirait à environ 1,4 Gt de ciment électrique et 2 Gt de réduction du CO2. Cependant, si des EAF supplémentaires dédiés sont installés et utilisés uniquement pour la production électrique de ciment sur un volume constant d’acier, nous estimons que la production mondiale du nouveau ciment pourrait atteindre 2,4 Gt, entraînant une réduction des émissions de 3 Gt par rapport à un scénario sans réduction. Cela représente une réduction de 80% des émissions sectorielles autrement attendues en 2050. Le potentiel total est limité non seulement par la capacité de l’EAF, mais également par la qualité de la séparation des PCR et la contamination des ferrailles d’acier.

Conclusion

Cette étude démontre qu’en utilisant des équipements existants à l’échelle industrielle, il est possible de recycler le ciment Portland en un ciment Portland dans un processus entièrement électrique. Le procédé peut être utilisé en coproduction avec le recyclage de l’acier ou pour la production exclusive de ciment à l’aide d’un EAF avec un petit bassin inexploité d’acier fondu.

Le processus est fondamentalement une substitution matérielle au sein des processus, équipements et normes existants, et il pourrait donc évoluer rapidement. Il crée la première alternative zéro émission à la production de ciment existante, à notre connaissance, qui représente 7,5% des émissions anthropiques actuelles.

La suie de l’article en anglais traite ceci : Methods… Materials… Data availability

All data from the experiments reported in this paper are contained in the tables of the main paper and Supplementary Information.

References Download references

Acknowledgements This work was supported in part by EPSRC (grant EP/S019111/1, UK FIRES and grant EP/W026104/1, Cambridge Electric Cement) and Innovate UK (grant G116761, Cement2Zero).

Author information - Author notes : These authors contributed equally : Cyrille F. Dunant, Shiju Joseph, Rohit Prajapati, Julian M. Allwood - Authors and Affiliations : Department of Engineering, University of Cambridge, Cambridge, UK - Cyrille F. Dunant, Shiju Joseph, Rohit Prajapati & Julian M. Allwood

Contributions - C.F.D. designed the overall programme of trials and with J.M.A. conceptualized the paper, designed the detailed experimental trials, conducted analysis and wrote the text and Supplementary Information. S.J. and R.P. contributed to the experimental design, performed experimental work and analysis and contributed to editing of the text.

Corresponding authors - Correspondence to Cyrille F. Dunant or Julian M. Allwood.

Ethics declarations - Competing interests - C.F.D. and J.M.A. are named in the patent associated with the process described in this paper26 and are founder-directors of the company Cambridge Electric Cement, which has been created to promote the use of the patent. - Peer review information - Nature thanks the anonymous reviewers for their contribution to the peer review of this work. - Additional information - Publisher’s note Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Source de l’article original : https://www.nature.com/articles/s41586-024-07338-8

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Annexe – Rappel ‘Zéro Carbone’

Pour un climat vivable : les engagements en faveur du ‘zéro émission’ nette doivent être étayés par des mesures crédibles - Document ‘un.org’ Action Climat

De plus en plus de pays s’engagent à atteindre des émissions nettes nulles d’ici à 2050. La coalition s’élargit. Mais les engagements doivent être soutenus par des actions audacieuses et crédibles. Par tous les pays du monde. Dès maintenant. Net Zero #ItsPossible. Dès maintenant ! C’est maintenant ! C’est parti !

Que signifie zéro émission nette ?

« Zéro émission nette » : ça signifie simplement que les émissions de gaz à effet de serre sont réduites à un niveau aussi proche que possible de zéro, les émissions restantes présentes dans l’atmosphère étant réabsorbées, par les océans et les forêts par exemple.

Pourquoi est-ce important d’atteindre zéro émission nette ?

La science montre clairement que pour éviter les effets les plus graves des changements climatiques et maintenir une planète habitable, l’élévation de la température mondiale doit être limitée à 1,5 °C par rapport aux niveaux préindustriels.

Actuellement, la température à la surface du globe est déjà supérieure d’environ 1,1 °C par rapport à la température enregistrée à la fin des années 1800, et les émissions continuent d’augmenter.

Pour limiter le réchauffement de la planète à 1,5 °C, conformément à l’objectif de l’Accord de Paris, il convient de réduire les émissions de 45 % d’ici à 2030 et d’atteindre l’objectif de zéro émission nette d’ici à 2050.

Comment atteindre zéro émission nette ?

La transition vers un monde neutre en carbone constitue l’un des plus grands défis auxquels l’humanité a été confrontée. Il s’agit tout simplement d’une transformation complète de notre façon de produire, de consommer et de nous déplacer. Le secteur de l’énergie est responsable d’environ trois quarts des émissions de gaz à effet de serre produites aujourd’hui et est la clé pour éviter les effets les plus graves des changements climatiques. Remplacer l’énergie polluante produite par des centrales au charbon, au gaz et au pétrole par de l’énergie produite à partir de sources renouvelables, telles que l’énergie éolienne ou solaire, permettrait de réduire considérablement les émissions de carbone.

Des efforts sont-ils déployés à l’échelle mondiale pour atteindre zéro émission nette ?

Oui, il existe une coalition de plus en plus importante de pays, de villes, d’entreprises et d’autres institutions qui s’engagent à atteindre l’objectif de zéro émission nette. Plus de 70 pays, parmi lesquels les plus grands pollueurs – la Chine, les États-Unis et l’Union européenne – ont fixé un objectif de zéro émission nette, couvrant environ 76 % des émissions mondiales. Plus de 3000 entreprises et institutions financières ont établi des objectifs fondés sur la science conformes à l’objectif de zéro émission nette, et plus de 1 000 villes, plus de 1 000 établissements d’enseignement et plus de 400 institutions financières ont rejoint la campagne « Objectif zéro » et s’engagent à prendre sans délai des mesures rigoureuses pour réduire de moitié les émissions mondiales d’ici à 2030.

Comment faire en sorte que les engagements se traduisent en actions ?

Le nombre croissant d’engagements en faveur du ‘zéro émission nette’ s’est accompagné d’une prolifération de critères avec différents niveaux de robustesse. Afin d’élaborer des normes plus strictes et plus claires pour les promesses de zéro émission nette des entités non étatiques, telles que les entreprises, les investisseurs, les villes et les régions, et d’accélérer leur mise en œuvre, le Secrétaire général des Nations Unies, António Guterres, a créé en mars 2022 un Groupe d’experts de haut-niveau sur les engagements de zéro émission nette des entités non étatiques. Le Groupe d’experts a présnté ses recommandations à la COP27 le 8 novembre 2022.

Sommes-nous sur la bonne voie pour atteindre l’objectif de zéro émission nette d’ici à 2050 ?

Non, les engagements pris par les gouvernements jusqu’à présent sont loin d’être suffisants. La mise en œuvre des plans nationaux actuels en faveur du climat – pour les 193 Parties à l’Accord de Paris – entraînerait une augmentation considérable de près de 14 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre d’ici à 2030, par rapport aux niveaux de 2010. Pour atteindre l’objectif de zéro émission nette, tous les gouvernements, et avant tout les plus grands émetteurs, doivent renforcer sensiblement leurs contributions déterminées au niveau national (CDN) et prendre sans délai des mesures ambitieuses pour réduire les émissions dès maintenant.

Dans le cadre du pacte de Glasgow pour le climat, tous les pays ont été invités à revoir et à renforcer les objectifs de 2030 dans leurs CDN d’ici à la fin 2022, afin de s’aligner sur l’objectif de l’Accord de Paris en matière de température, mais seuls 24 plans climat nouveaux ou mis à jour ont été soumis en septembre 2022.

Les plans nationaux actuels ne sont pas suffisants

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La majorité des émissions proviennent d’une minorité de pays

Les sept plus gros émetteurs de gaz à effet de serre (Chine, États-Unis, Inde, Union européenne, Indonésie, Fédération de Russie et Brésil) contribuent à environ la moitié des émissions mondiales en 2020.

Le Groupe des 20 (Afrique du Sud, Allemagne, Arabie saoudite, Argentine, Australie, Brésil, Canada, Chine, États-Unis, France, Inde, Indonésie, Italie, Japon, Mexique, République de Corée, Royaume-Uni, Russie, Türkiye, et l’Union européenne) sont responsables d’environ 75% des émissions mondiales de gaz à effet de serre.

Source : Rapport 2022 sur l’écart entre les besoins et les perspectives en matière de réduction des émissions

Nous devons transformer tous les engagements en faveur de la neutralité carbone en un mouvement mondial que rien ne pourra arrêter. »

ANTÓNIO GUTERRES, Secrétaire général des Nations Unies

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Portrait de Patricia Espinosa

Le climat exige une vision commune

Patricia Espinosa est l’ancienne Secrétaire exécutive de la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (CCNUCC), l’accord international de 1994 qui pose les fondements de l’action climatique, étoffé la dernière fois par l’Accord de Paris de 2015. En cette année où tout se joue pour l’action climatique, Patricia Espinosa réfléchit à l’urgence climatique, en appelant à une vision commune. Dans la mesure où le climat ne connaît pas de frontières, une démarche audacieuse est dans l’intérêt de chacun. En savoir plus.

photocomposition : le globe terrestre à l’arrière-plan, une main tenant un stylo signant un document au recto

Tout savoir sur les CDN

Une CDN est un plan d’action climatique. Comment fonctionnent les CDN et pourquoi sont-elles importantes ? Que se passe-t-il dans les différents pays ? Découvrir les informations de base.

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Joignez-vous à la campagne « Objectif zéro »

Dans le cadre de cette campagne soutenue par les Nations Unies, des entreprises, des villes, des institutions financières, des établissements d’enseignement et d’autres acteurs prennent sans délai des mesures ambitieuses pour réduire de moitié les émissions mondiales d’ici à 2030. En savoir plus.

La voie vers la neutralité carbone 2015 2015-2017 2020-2021 2030 2050

People group holding raised hands in celebration

2015 - 196 pays ont adopté l’Accord de Paris, mesure historique en vue de réduire le réchauffement climatique et d’accroître la résilience au changement climatique. Son objectif général : limiter le réchauffement climatique à 1,5 degré Celsius. 

Source : https://www.un.org/fr/climatechange/net-zero-coalition

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