#Innovation

Au même titre que des forêts, un nouveau type de béton soutenu par les technologies prédictives pourrait transformer les villes en puits de carbone. Ce nouveau procédé de fabrication repose sur l’apprentissage des données et son implications instantanées dans la chaîne de production. Goodd s’est penché sur le sujet…

Par Frédéric Thérin
ODD N°9 : industrie, innovation et infrastructure

L’industrie de la construction est l'un des principaux contributeurs aux émissions de Co2 dans le monde et loin devant d’autres secteurs bien plus médiatisés tel que l’aviation. Et dans le gentil monde de la construction, son champion toutes catégories est la production de ciment. 

Petite explication : Pour fabriquer du ciment, le calcaire est calciné (sa température est augmentée sans le fondre), ce qui libère de grandes quantités de Co2 lors d'une réaction chimique, et le chauffage des fours à ciment à environ 1 500 degrés Celsius fait le reste. Pour avoir une idée des dimensions, chaque tonne de ciment est responsable d'environ une tonne de Co2. Ainsi le béton est responsable de 8 % des émissions mondiales, ce qui fait de cette industrie l'une des plus émettrices de Co2 au monde. Le principal responsable de ces émissions est le clinker de ciment, un produit issu de la combustion du calcaire. Le calcaire contient jusqu'à 50 % de Co2 , qui s'évapore dans l'atmosphère pendant le processus de production du clinker de ciment.

« Le produit est fabriqué de manière plus cohérente, ce qui préserve les ressources et réduit les coûts à long terme »

Faire de la matière première une produit de haute technologie

Partant de ce constat, il faut réfléchir à de nouvelles technologies visant à décarboner la production de ciment. La startup berlinoise de Alcemy fondée en 2018 par Léopold Spenner et le Dr Robert Meyer utilise les données de l'apprentissage automatique issues d’une intelligence artificielle qui vise à permettre aux machines la capacité d’apprendre. Plus précisément, il s’agit du procédé par lequel les informations pertinentes sont tirées d’un ensemble de données d’entraînement appelé aussi “machine learning”. Doublée d’une technologie de contrôle pour prédire la qualité et les propriétés du ciment et du béton, il permet aux entreprises de l'industrie du ciment et du béton d'optimiser la qualité et les coûts de production tout en réduisant les émissions de Co2. « Notre logiciel prédictif facilite grandement la production de béton respectueux du climat, le produit est fabriqué de manière plus cohérente, ce qui préserve les ressources et réduit les coûts à long terme », explique Tobias Linden, responsable des comptes clés d'Alcemy sur le site why.berlin. « Nos clients peuvent se concentrer davantage sur la question de la décarbonation sans avoir à faire de compromis sur la qualité. »

Les données existantes de la production dans l'usine de ciment et de béton sont analysées en permanence, ce qui donne lieu à des prévisions de qualité et à des suggestions de réglages optimaux pour les employés. Cela donne aux fabricants les outils numériques dont ils ont besoin pour produire des ciments et des bétons à faible teneur en CO2 de manière plus automatisée et plus transparente dans le mode de production. 

C’est le cas aussi d’Ecolocked qui veut transformer le secteur de la construction, en soutenant la transition vers la neutralité climatique. Tout comme alcemy, Ecolocked se focalise sur la matière première à traiter manuellement en un produit de haute technologie basé sur des données. 

Elle poursuit depuis 2021 le développement d'additifs pour la production de béton positif pour le climat. Cela signifie non seulement qu'il n'y a pas d'émission de Co2 pendant la production, mais que le Co2 est effectivement capté dans son ensemble. Fondée par Mario Schmitt, Micheil Gordon et Steff Gerhart, ecoLocked utilise du biocharbon, du carbone capturé lors d'une méthode de décomposition thermique à partir de matières végétales. Le biochar est le résidu noir de carbone et de cendres qui reste après la pyrolyse des déchets de biomasse. La pyrolyse implique le chauffage de la matière organique à haute température, un processus qui crée en outre un gaz de synthèse riche en énergie qui peut être utilisé comme combustiblen, ce qui reste est une forme de charbon de bois. Si vous avez déjà caramélisé des oignons ou brûlé une pizza, vous avez vu des étapes de pyrolyse, même si à l'échelle industrielle, cela se fait sans oxygène. 

Le processus d'ecoLocked utilise des biocharbons fabriqués à partir de différents déchets biogéniques, par exemple des résidus issus de la foresterie, des scieries ou de la production alimentaire. Ces matières organiques proviennent de plantes et ont déjà absorbé le CO2 de l’atmosphère par photosynthèse. Dans des circonstances normales, ces déchets auraient réagi au CO ₂ ou au méthane en étant incinérés ou mis en décharge. 

Les additifs et adjuvants fonctionnalisés à base de biocharbon d'ecoLocked peuvent remplacer partiellement les ingrédients du béton conventionnel tels que le ciment ou le sable tout en conservant la résistance et la maniabilité du béton. Le carbone piégé compense les émissions de CO₂ générées lors de la production du béton, explique le co-fondateur et PDG Mario Schmitt, ce qui rend le béton neutre pour le climat. « Nous ne considérons pas cela comme un substitut à la décarbonisation du béton, mais comme un moyen pour le secteur de la construction d'agir pour le climat en finançant l'élimination locale du carbone et en compensant ainsi les émissions de type 3 non réduites, comme celles du ciment », souligne Schmitt. 

Grâce au processus ecoLocked, les biocharbons bruts sont transformés en adjuvants CO ₂ négatifs, qui peuvent être ajoutés au béton là où il est produit en usine ou sur le chantier de construction. En plus du matériau, les clients d'ecoLocked reçoivent une recette optimisée pour garantir les performances du béton souhaitées. Le résultat est un béton proche de la neutralité carbone et présentant même des propriétés fonctionnelles améliorées telles qu'un poids réduit et une plus grande stabilité.

Alors que la moitié de la population mondiale vit dans des villes, l’espoir est que la combinaison de solutions individuelles puisse rendre l’ensemble de la chaîne de valeur de la construction et de la gestion des bâtiments plus durable, contribuant ainsi à rendre les villes comme Berlin, d’où viennent les deux start-up, et l’urbanité du monde entier plus respectueuses du climat.