Une étude dirigée conjointement par Jeff Prancevic, géologue à l'Université de Californie à Santa Barbara, et Cody Finke de la société Brimstone Energy, propose de remplacer le calcaire par des roches silicatées riches en calcium, comme le basalte, pour produire du ciment Portland, ce qui pourrait réduire les émissions de dioxyde de carbone associées de plus de 80 %, avec une consommation d'énergie inférieure à 60 % de celle nécessaire à la transformation du calcaire. Cet article a été publié dans la revue « Communications Sustainability ».

Jeff Prancevic a déclaré : « Le public est peu conscient que le ciment est l'un des principaux contributeurs au changement climatique, mais les émissions de CO2 de la production de ciment sont équivalentes à celles de toutes les voitures particulières dans le monde. » L'industrie du ciment représente environ 4,4 % des émissions mondiales totales de gaz à effet de serre.

Actuellement, le calcium du ciment Portland provient du calcaire, dont la production nécessite de chauffer le calcaire à plus de 1500°C pour obtenir de la chaux vive, émettant environ 500 kilogrammes de CO2 par tonne de ciment produite, sans compter les émissions supplémentaires liées à l'énergie de production. Jeff Prancevic a précisé : « La moitié du calcaire est du dioxyde de carbone, qui est libéré dans l'atmosphère pendant le processus de fabrication du ciment. »

L'équipe de recherche a évalué la quantité exploitable de roches silicatées en surface à l'aide de cartes géologiques et a constaté qu'aux niveaux de production actuels, les réserves sont suffisantes pour approvisionner la production de ciment pendant des centaines de milliers d'années. Jeff Prancevic a indiqué : « Tous les basaltes ne sont pas faciles à exploiter, mais les données montrent que le calcium contenu dans le basalte est presque inépuisable. »

Les calculs de l'étude montrent qu'en utilisant du gaz naturel comme source d'énergie, les émissions minimales de CO2 par tonne de ciment passent de 609 kilogrammes à environ 50 kilogrammes. Même en utilisant l'électricité moyenne du réseau et sans optimisation du processus, les émissions de carbone sont réduites de plus de 25 % par rapport au procédé standard au calcaire.

Les roches silicatées contiennent généralement plusieurs métaux valorisables qui peuvent être récupérés comme sous-produits lors de la production de ciment. Le rapport calcium/fer dans le basalte est proche du rapport entre la consommation sociétale de ciment et d'acier, permettant de produire les deux matériaux à partir de la même roche. La teneur en aluminium du basalte est environ 20 fois supérieure à la consommation actuelle.

Le ciment est bon marché, environ 150 dollars la tonne, et le procédé de fabrication du ciment Portland à partir de calcaire a été optimisé pendant plus d'un siècle. Jeff Prancevic a souligné : « L'industrie de la construction, de la conception à la construction en passant par la maintenance, est entièrement structurée autour du ciment Portland. Même des modifications mineures des normes sont longuement examinées et lentement adoptées. » Il a également déclaré : « Cet article est en réalité un appel aux autres chercheurs pour qu'ils essaient de nouvelles technologies afin d'accélérer la décarbonation du ciment, car le simple fait de s'approvisionner en calcium à partir de différentes roches pourrait potentiellement résoudre un problème climatique d'une ampleur comparable à celui des automobiles. »

Plus d'informations : Auteur : Jeff Prancevic, Titre : « Sources de calcium silicaté : une voie vers un ciment Portland bas carbone », Publié dans : « Communications Sustainability » (2026).