Shift Project : Réduire son empreinte carbone

Article paru dans le n° 100 de Béton[s] le Magazine

Qu’est-ce que l’association The Shift Project ?

Eric Bergé : The Shift Project est un groupe de réflexion et d’influence créé en 2010 à l’initiative de Jean-Marc Jancovici, le créateur du bilan carbone, qu’il a développé au sein de l’Ademe¹. C’est une association d’ingénieurs engagés en faveur de la lutte contre le réchauffement climatique et pour le passage à une économie décarbonée. Dans ce cadre, The Shift Project n’est pas contre le développement de l’énergie nucléaire civile.

Aujourd’hui, The Shift Project est considéré comme une association d’intérêt général. Ce groupe publie des rapports autour du changement climatique, disponibles en libre accès sur son site Internet. 

A ce propos, The Shift Project a élaboré ce qu’il appelle le Plan de transformation de l’économie française. De quoi s’agit-il exactement ?

C’est très positif que nombre de secteurs d’activité se soient engagés, bon gré mal gré, dans la décarbonation. Chacun d’eux a rédigé une feuille de route qui lui est propre, souvent sans se préoccuper de ce que faisaient les autres… Mais la décarbonation est une démarche qui concerne tout le monde. L’important est donc d’avoir à disposition un plan cohérent, dont la finalité est de détecter les inévitables conflits d’usage, afin qu’il puisse être réalisé. C’est l’objectif de notre Plan de transformation de l’économie française, car il n’y a pas assez de matière pour tout le monde.

Prenons l’exemple de l’hydrogène vert, c’est-à-dire produit sans recours aux combustibles fossiles. Sa disponibilité va fortement augmenter, mais restera limitée en raison de son gigantesque besoin en électricité pour le produire. Dans ce cas, vaut-il mieux le réserver à l’aviation civile comme carburant ou à l’industrie lourde, pour produire avec beaucoup d’efficacité de l’acier et des engrais décarbonés ? Les mêmes conflits d’usage existent pour la biomasse, le laitier de hauts fourneaux ou les terres cultivables. Est-ce intelligent de dédier des milliers d’hectares à la culture du colza pour produire du biocarburant, alors même qu’une partie de la population mondiale souffre de la faim ?

Le Plan de transformation de l’économie française répond à beaucoup de questions de ce type. Il a été pensé au moment de la crise du Covid et du “quoiqu’il en coûte”, car chacun a pu constater les limites et les contraintes d’une économie mondialisée. La pénurie actuelle de matières premières en est la conséquence flagrante. La guerre en Ukraine le rappelle d’une manière tout aussi soudaine et brutale.

Vous parlez d’hydrogène vert et d’industrie lourde. Vous pensez à l’annonce faite par ArcelorMittal ?

C’est en effet un bon exemple. Il y a peu de temps, ArcelorMittal a pris une décision historique, en annonçant la modification de son procédé de réduction directe. Pour faire simple, jusqu’à présent, la réduction s’opérait en associant, à haute température, d’oxyde de fer FeO et du monoxyde de carbone CO. Cela donnait naissance à du fer, d’un côté, et à du gaz carbonique, de l’autre. Beaucoup de gaz : environ 2 t de CO₂ pour 1 t de fer ! A partir de maintenant, le monoxyde de carbone sera remplacé par de l’hydrogène. Dans les mêmes conditions, ArcelorMittal obtiendra, toujours du fer et, à la place du CO₂, de l’eau, l’hydrogène se combinant à l’atome d’oxygène perdu par l’oxyde de fer.

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Nous sommes là sur un principe de décarbonation totale et immédiate… Le site de Dunkerque sera pilote dans ce domaine. Toutefois, cette évolution technologique ne sera viable, au plan environnemental, qu’à la condition expresse d’utiliser de l’hydrogène vert, c’est-à-dire produit à l’aide d’un procédé électrique, lui aussi décarboné. Revers de la médaille : on risque de voir une forte diminution de la quantité de laitier générée lors de la production du fer.

The Shift Project vient de publier le rapport “Décarboner la filière ciment/béton”… Mais avant toute chose, peut-on se passer de béton et de ciment dans la construction ?

Absolument pas ! L’habitat nécessite des qualités d’usage qu’il peut être difficile de réaliser avec d’autres matériaux que le béton. Il doit aussi être durable pour ne pas avoir à le reconstruire à court terme. Mais s’il est difficile de se passer du béton, ce n’est pas une raison pour ne pas le décarboner. Le problème est donc le ciment, et le clinker pour être précis. Pourtant, le béton peut aussi être formulé d’une manière différente. Il était précurseur dans le bas carbone. Déjà dans les années 1990, Bernard Clavaud avait formulé des bétons réfractaires à ultra basse teneur en ciment, moins de 5 % pour être plus précis…

Le béton reste aussi le matériau incontournable du secteur des travaux publics et du génie civil. Car, qu’on le veuille ou non, il faudra adapter les infrastructures au changement climatique comme sociétal : construire des digues, des ponts, mais aussi des pistes cyclables !

A contrario, le bois constitue-t-il vraiment la Panacée bas carbone pour la construction ?

Le bois est une excellente solution pour lutter contre les émissions immédiates de CO₂. Il est l’un des puits carbone, largement avantagé par l’Analyse de cycle de vie dynamique introduit par la RE 2020. Mais il est loin d’être le seul matériau bas carbone utilisable pour la construction. Nombre de solutions vont naître dans les mois et années qui viennent.

Le bois fait partie de la biomasse. Aujourd’hui, cette ressource est devenue aussi stratégique que peuvent l’être les carburants pour un pays comme la France. Il est donc vraiment temps que l’Etat s’en préoccupe pour mettre en place un cadre politique fort. De même, l’entrée d’industriels puissants est souhaitable, ne serait-ce que pour aider la filière bois à se structurer et envisager des concentrations.

A l’échelle de la planète, les émissions de CO₂ de la France sont d’à peine 1 %… Tous les efforts exigés, notamment par la RE 2020, ont-ils vraiment un sens ?

Ces efforts sont indispensables. Deux raisons à cela. Quand il y a un problème à résoudre, il faut toujours faire sa part. D’autant que les choses ne sont jamais linéaires. La seconde raison est la disponibilité des ressources énergétiques et des matières premières. Même en étant une très faible émettrice, la France est touchée de plein fouet par les pénuries…

De toute manière, il est indispensable d’anticiper les transformations pour éviter d’être démuni lorsque les choses s’emballent. Et même si nos émissions sont faibles, les industriels français ont une véritable carte à jouer, car si la filière ciment/béton réussit sa transformation historique, elle pourrait devenir la référence mondiale, en termes de décarbonation. En effet, celui qui occupe la première place technologique s’octroie une avance sur ses concurrents et prend d’importantes parts de marché.

La France a toujours été n° 1 dans le domaine des ciments et des bétons. Pourquoi ne le deviendrait-elle pas sur le secteur des technologies de décarbonation ? Plus qu’une norme environnementale, la RE 2020 peut être un déclencheur d’innovations.

Pensez-vous réaliste la mise en place d’un mécanisme d’inclusion carbone (Carbon border adjustment mecanism) aux frontières de l’Europe pour lutter contre les importations de ciments non soumis aux EU-ETS² ? Comment ce système fonctionnerait-il ?

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Cette mise en place est tout à fait souhaitable. Le gouvernement français est d’ailleurs très moteur sur ce sujet. L’idée serait d’appliquer une taxe carbone aux frontières sur les produits importés depuis des pays n’appartenant pas à l’Union européenne. Bien entendu, ce système serait valable à la condition sine qua non de baisser drastiquement et en même temps les quotas CO₂ attribués de manière gratuite aux cimentiers européens. Personne ne sera donc empêché d’importer du ciment ou du clinker, mais ces matériaux intégreront leur véritable coût carbone, ce qui n’est pas le cas aujourd’hui.

Vous estimez qu’il sera nécessaire de réduire la demande en construction neuve pour pouvoir atteindre les objectifs de la filière à 2050. Il faut donc en passer par une phase de décroissance ?

De sobriété seulement ! Nos projections se basent sur l’évolution de la demande en logements neufs dans les années à venir. Sur la période 2040-2050, elle se réduira pour atteindre un chiffre de l’ordre de 250 000 par an, contre 400 000 aujourd’hui. Mais à y regarder de plus près, il n’est pas exclu que l’on se rapproche de ce chiffre dès maintenant, compte tenu de la pénurie de matériaux, ce qui est dramatique, car personne n’est préparé à cela ! C’est ce qui se passe dans une économie non résiliente.

La sobriété consiste aussi à préserver ce qui peut l’être. Rénover plutôt que démolir pour reconstruire devra être le nouveau leitmotiv. Réhabiliter et/ou transformer un bâtiment existant permet de diminuer de 90 % la facture carbone, en comparaison à une reconstruction neuve. Cela mérite de s’inscrire dans cette démarche.

Un autre levier est de mieux exploiter l’existant pour éviter de sur-construire. A travers le pays, il y a beaucoup de logements vides, car situés dans les zones ou des villes peu attractives. Il y a donc un important travail à réaliser pour changer cet état de fait. A ce niveau, les mairies et les collectivités territoriales doivent vraiment engager une nouvelle réflexion autour de l’aménagement du territoire, afin de dynamiser tous les secteurs géographiques qui peuvent l’être.

En attendant, on risque de sonner le glas de la sacro-sainte maison individuelle ? Ou bien celle-ci sera en bois – comme aux Etats-Unis – ou ne sera pas ?

Il faut considérer la maison individuelle sous un angle pragmatique. Elle reste un rêve pour nombre de personnes. Il ne faut pas briser les rêves. Mais ne nous voilons pas la face, il y aura une baisse du nombre de maisons individuelles construites. Du fait de la loi Climat et Résilience, qui vise à lutter contre l’artificialisation des sols. Mais aussi à cause de besoin de mobilité qu’engendre la maison individuelle.

A un autre niveau, on parle de densification des villes. Mais attention à ne pas aller trop loin dans cette démarche pour de pas “sur-densifier” les zones urbaines, au risque de les rendre invivables.

Une réponse peut être la construction d’immeubles qui proposent à chacun le confort ou la liberté qu’offre la maison individuelle. La ville à la campagne en quelque sorte. Aux architectes de concevoir de telles habitations…

Quel sera le coût réel de la décarbonation pour la filière ciment/béton à l’horizon 2050 ?

Les chiffres vont sembler rudes pour la filière. Il faut bien avoir en tête que la marche à franchir est énorme. L’ensemble de la filière doit réduire son empreinte carbone de 80 % d’ici à 2050. Et plus vite ce sera fait, mieux ce sera… Déjà, les progrès techniques classiques au niveau des process et des produits doivent permettre de baisser la note de 50 %. Manque encore 30 %. Les technologies de rupture, comme la capture et le stockage et/ou réutilisation du carbone feront gagner quelques pourcents complémentaires. La sobriété constitue donc le dernier cursus à activer…

En résumé, The Shift Project estime nécessaire de passer à un taux de clinker de 60 %, contre 76 % aujourd’hui et les 66 % fixés comme objectif par la filière. Dans ce contexte et selon nos scénarii, la production de ciment culminera à 8 ou 10 Mt en 2050, contre 16 Mt à l’heure actuelle. De même, le dosage en ciment devra être réduit de 270 à 220 kg/m³. Bien entendu, une évolution rapide de la norme béton EN 206 est indispensable. Il faut libérer l’innovation dans les bétons.

Sur le même horizon de 2050, la production globale de béton passera de 65 à 42 Mm³/an, soit un recul de 35 %, pour l’essentiel dans le bâtiment. En effet, les travaux publics et le génie civil devraient être moins impactés du fait du besoin d’adaptation des infrastructures au changement climatique, comme déjà expliqué.

Les pertes d’emploi seront, bien entendu, inévitables dans la filière. Mais un transfert s’opérera en direction du secteur des matériaux biosourcés, en pleine mutation. Toutefois, des adaptations, formations et mises à niveau seront indispensables sur le long terme. En 2018, la filière ciment, de l’extraction des matières premières à la production du béton, comptait 44 500 collaborateurs. Il y en aurait 15 000 en moins en 2050.

Dans ce scénario, la filière ciment/béton remplira son objectif, puisque ses émissions de gaz à effet de serre passeraient de 10,6 Mt CO₂éq actuelles à 1,8 Mt/an à terme.

Quels sont les leviers à la disposition de la filière ciment/béton pour continuer à exister ?

L’innovation, l’innovation, l’innovation.

La RE 2020 constitue la “norme” qui va libérer la créativité. Comme la norme Reach a pu le faire au niveau de l’industrie de la chimie. Grâce à cette réglementation, très critiquée lors de son entrée en application, la chimie européenne a fait une révolution environnementale incroyable ces dernières années. Personne ne la remet plus en cause aujourd’hui. Elle a permis à toute une industrie d’innover et de garder son leadership mondial.   

Pour le ciment et le béton, ce sera pareil. Les dix prochaines années vont être bien plus passionnantes que les deux siècles qui viennent de s’écouler depuis l’invention du ciment artificiel par Louis Vicat.

L’innovation portera sur les produits, bien entendu. Cela permettra d’introduire beaucoup plus de valeur ajoutée – justifiée – sur les nouvelles solutions constructives. Donc de compenser les pertes dues aux baisses de volumes et, ainsi, de stabiliser la filière, en valeur. L’innovation concernera aussi la conception des bâtiments, les méthodes constructives, la mixité des matériaux. Elle sera présente à tous les niveaux.

Les prix du ciment comme du béton vont flamber. Il faut en être conscient, multipliés par deux d’ici à 2030 ! Du fait des importants investissements opérés par les industriels. Du fait du renchérissement du prix du carbone. Et du fait des développements de solutions innovantes. Mais ce n’est pas grave, car ces matériaux resteront, de toute manière, d’un coût acceptable en regard du service rendu. Par exemple, même avec un ciment à 200 €/t, le surcoût pour une maison de 100 m² sera d’à peine 1 300 €. Tout à fait supportable…

L’industrie du béton n’est-elle pas à même de tirer le mieux son épingle du jeu ? En jouant à fond sur la mixité des matériaux ? En passant de la notion de “préfabrication” à celle de “construction hors site” ?

Sans doute… Sur le papier, l’industrie du béton devrait être la première à pouvoir tirer profit de ces évolutions. Déjà en prenant des parts de marché au BPE. Aujourd’hui, l’industrie du béton sait concevoir des sous-ensembles. Mais pour aller plus loin, il faut qu’elle sorte du rôle de simple sous-traitant à celui de concepteur/poseur. Quelques industriels le font déjà…

Propos recueillis par Frédéric Gluzicki

¹Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie.

²Système de droits d’émissions de CO_2.

Téléchargez le rapport : Décarboner la filière ciment/béton

Article paru dans le n° 100 de Béton[s] le Magazine