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mohend.chaouche [at] ens-paris-saclay.fr (Mohend CHAOUCHE)

Un nouveau ciment bas carbone

Béton ultra-bas carbone (Crédit photo : LMT)
Béton ultra-bas carbone (Crédit photo : LMT)
Avec la prise de conscience des problèmes liés au réchauffement climatique, les activités de recherche sur des ciments alternatifs à faible impact carbone se généralisent de plus en plus. Les activités de recherche du nouveau laboratoire commun « Matériaux Cimentaires Eco-Efficaces » (MC²E) rentrent dans ce cadre.

Nouveau LabCom : Matériaux Cimentaires Eco-Efficaces (MC²E)

Le béton (ou matériaux cimentaires en général) est le matériau manufacturé le plus utilisé au monde. Il est constitué essentiellement de ciment Portland qui à l’origine d’environ 7% des émissions globales de CO2. Depuis son invention, il y a deux siècles, le ciment Portland reste largement dominant dans la formulation des matériaux de construction et de génie civil.
Le nouveau LabCom « Matériaux Cimentaires Eco-Efficaces » (MC²E) développe ses activités de recherche sur des ciments alternatifs à faible impact carbone.

Sa création fait suite à plusieurs années de collaboration entre le LMT et la société ECOCEM et tout particulièrement dans le cadre des recherches menées par mohend.chaouche [at] ens-paris-saclay.fr (Mohend CHAOUCHE), directeur de Recherche au CNRS au LMT en collaboration avec Laurent FROUIN Directeur Recherche & Innovation Ecocem.

Ces recherches, partant sur des d’aspects fondamentaux (voir Figure), ont notamment abouti à la mise au point d’un nouveau ciment (breveté) à base de résidus de l’industrie sidérurgique et dont l’impact carbone est diminué de 80% par rapport au ciment traditionnel (Portland). Différents éléments d’ouvrage  du génie civil ont été déjà fabriqués par des partenaires de l’industrie du béton avec ce ciment.

(1) Synchrotron (SOLEIL) où le suivi in-situ de l’hydratation de nos ciments a été effectué.

 (2) Imagerie-composition chimique du matériau à l’échelle submicronique par MEB-EDX effectuée au LMT.

   (3) L’un des piliers d’un ouvrage coulé avec notre béton ultra-bas carbone.

Les partenaires

Le laboratoire "Matériaux Cimentaires Eco-Efficaces" (MC²E) est commun à l’ENS Paris-Saclay, le CNRS et la société ECOCEM.

La société Ecocem fondée il y a une vingtaine d’années par un entrepreneur Irlandais Donal O’Riain, actuel Président Directeur Général, a toujours eu comme vocation première le développement de ces nouveaux ciments. Elle est passée ces dernières années du statut de pionnier dans le domaine à celui d’acteur incontournable en Europe.
Les Technologies qui y sont développées visent une réduction de 50%  de l’empreinte carbone du secteur cimentier à l’horizon 2030 qui passera par le développement de nouveaux liants bas carbone, et par une refonte de la formulation des bétons traditionnels.

Organisation

  • Directeur du LabCom : mohend.chaouche [at] ens-paris-saclay.fr (Mohend CHAOUCHE), directeur de recherche CNRS
  • Directrice adjointe : Roberta ALFANI, directrice Innovation adjointe (Ecocem).

Axes de recherche

Les activités du Labcom concernent 2 thématiques principales : les matériaux cimentaires à très basse empreinte CO2 et les matériaux bas carbone pour le confort thermique. Cela va impliquer des activités de recherches largement multidisciplinaires et se fera en collaboration avec plusieurs universités à l’échelle nationale et internationale :

  • Rhéologie et Mécanique des matériaux complexes
  • Physico-chimie des matériaux
  • Transfert de chaleur et de masse
  • Données massives et Apprentissage Machine

Actions de collaboration

Dans le cadre du LabCom MC²E, plusieurs actions de collaboration sont prévues :

  • L'accueil d'ingénieures de recherche d'Ecocem à temps partiel ;
  • Plusieurs thèses et post-doc au sein du LabCom : à minima, une thèse ou un postdoc chaque année et avec l’objectif d’en financer en moyenne deux par an (doctorant(e) ou postdoc).

Collaborations institutionnelles

  • l'INSA de Toulouse (laboratoire LMDC)
  • Université Sorbonne-Université (chimie de la matière condensée de Paris)
  • Collaboration avec Technische Universität München (department of Chemistry)
  • Collaboration avec l’université polytechnique de Sao-Paulo (département de Génie Civil)

Collaborations industrielles

  • Vinci Construction, Eiffage (bâtiment, Génie Civil)
  • Arcelor-Mittal, Tata Steel (sidérurgie)
  • Sika Technology (adjuvantier)
  • ML-Academy  (startup Machine Learning)