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Valorisation des matériaux alternatifs dans la construction des infrastructures et des bâtiments

publié le 25 juillet 2017

L’économie circulaire est un secteur en développement sur lequel le Cerema est positionné depuis longtemps, notamment dans le domaine de la technique routière. Les experts du Cerema mènent des études et élaborent des méthodes pour intégrer les matériaux alternatifs en usage routier, et depuis peu dans le domaine de la construction comme par exemple en éléments de structures, mobiliers urbains et de chantier, dallages et bordures.


Dans une perspective d’économie des ressources naturelles et afin de s’inscrire dans une société de recyclage, des orientations ont été définies au niveau national priorisant la prévention de la production des déchets, ainsi que, la réutilisation, le recyclage ou, à défaut, la valorisation des déchets. En 2014, les activités du BTP et des industries ont généré près de 217 millions de tonnes (Mt) de déchets minéraux (SoES [1]).

Des méthodes élaborées avec les professionnels, validées par l’Etat

Afin de développer la valorisation des matériaux alternatifs, le Cerema travaille avec des entreprises productrices de déchets, mais aussi des entreprises consommatrices de matériaux alternatifs, de manière à tester et définir des méthodes de transformation et d’acceptabilité. L’objectif est de comprendre comment ces matériaux se comportent, quelles sont leurs propriétés mécaniques et quels sont les émissions éventuelles de polluants. Car ces matériaux alternatifs ne doivent pas avoir d’impact sur l’environnement, en particulier sur les masses d’eau souterraines.

Les méthodes élaborées, autorisant l’acceptabilité environnementale de matériaux alternatifs en technique routière, sont validées par la Direction Générale de la Prévention des Risques (DGPR) du Ministère de la Transition écologique et solidaire.

En 2011 une méthodologie permettant la valorisation des matériaux alternatifs en technique routière a été définie, puis en collaboration avec les professionnels, elle a été déclinée sur différents gisements homogènes de déchets : MIDND [2] (2012), laitiers sidérurgiques (2012) et déchets de déconstruction du BTP (2016). Actuellement, les gisements suivants sont étudiés : sables de fonderie, sédiments de dragage, cendres de centrales thermiques et biomasse, et les terres excavées.

L’idée est de proposer des gisements potentiels de ces matériaux alternatifs, principalement en vue d’une utilisation locale.

Depuis deux ans, le Cerema travaille à l’élaboration d’une méthode destinée à l’emploi de matériaux alternatifs en construction (hors route). Les travaux sont réalisés en partenariat avec le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB), mais aussi avec l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (ADEME), l’Institut national de l’environnement industriel et des risques (INERIS), Eco-BTP, Provademse et le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM). Cette méthode, à l’instar de ce qui a été fait en technique routière, sera ensuite déclinée en fonction des différents types de gisements.

Toujours dans le cadre de l’économie circulaire, le Cerema travaille actuellement sur la gestion des déchets générés par des catastrophes naturelles. Il poursuit son engagement en matière de valorisation de sédiments fluviaux et développe un audit des déchets des TP afin de favoriser le réemploi et la valorisation (contacts : agathe.denot@cerema.fr, celine.hebrard@cerema.fr et laurent.eisenlohr@cerema.fr). Le Cerema a été mandaté par la DGPR pour participer à l’élaboration du protocole européen pour la gestion des déchets de construction et démolition du BTP.

Le Cerema est à l’initiative de projet d’innovation pour proposer des solutions technico-économiques et environnementales optimales pour la valorisation des déchets minéraux en génie civil. On peut citer le projet SEDIFLUV qui vise à la mise en œuvre d’une méthodologie pour la gestion à terre des sédiments fluviaux en privilégiant la valorisation (contact : amor.ben-fraj@cerema.fr).

Identifier les gisements et étudier les matériaux alternatifs

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Figure 1 : essai sur monolithe

Les laboratoires du Cerema travaillent sur la question des matériaux alternatifs dans la construction, que ce soit sur le plan environnemental et/ou sur le plan mécanique.

Des essais de caractérisation sont réalisés en laboratoire (Fig. 1 : essai sur le comportement au relargage d’un béton réalisé avec des sédiments de dragage), puis, si nécessaire, un démonstrateur permet dans un second temps de tester l’acceptabilité environnementale de matériaux alternatifs utilisés en technique routière.

Une telle expérimentation est en cours à Autun (Fig. 2), elle concerne la mise en œuvre et le suivi d’un démonstrateur à l’échelle 1 permettant d’étudier l’émission d’un ouvrage routier réalisé à l’aide de laitiers sidérurgiques.

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figure 2 : démonstrateur à Autun

Cette expérimentation, pilotée par le Cerema, a été développée en partenariat avec TMS International et le SNTPAM (contact : patrick.vaillant@cerema.fr).

Au Puy-en-Velay, le Cerema a construit un autre démonstrateur pour étudier le comportement d’une route construite avec des matériaux alternatifs issus de MIDND (Fig. 3). Cette expérimentation est menée en partenariat avec la DIR Massif-Central et la société Vernéa (contact : sebastien.liandrat@cerema.fr).

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Figure 3 : démonstrateur du Puy-en-Velay

Depuis 2 ans, le Cerema identifie des sites où des tronçons de routes qui ont été construits avec des matériaux alternatifs, afin de voir de quelle manière les performances mécaniques et environnementales évoluent sur le long terme (contact : lionel.odie@cerema.fr).

Enfin, le Cerema s’investit dans l’écoconception et l’analyse de cycle de vie de matériaux, dont les matériaux alternatifs, employés dans le bâtiment, les ouvrages de génie civil et les infrastructures (contact : alexandre.pavoine@cerema.fr).

Une production de guides méthodologiques

Par ailleurs, le Cerema diffuse les connaissances en matière de valorisation des matériaux alternatifs. Il produit des guides opérationnels, destinés aux collectivités, maîtres d’ouvrages et entreprises afin de favoriser la prévention et le recyclage des déchets dont ceux issus des activités du BTP et des industries :

  • Prévention et gestion des déchets issus de catastrophes naturelles : de l’anticipation à la gestion (contact : agathe.denot@cerema.fr)
  • Acceptabilité environnementale de matériaux alternatifs en technique routière - Les matériaux de déconstruction issus du BTP (contact : patrick.vaillant@cerema.fr)
  • Des guides régionaux sont également diffusés, afin d’expliquer la réutilisation de matériaux disponibles localement (contact : samyr.el-bedoui@cerema.fr).

Le Cerema assiste les collectivités dans le cadre de leur commande publique par la rédaction de DCE travaux afin de favoriser le réemploi et la prescription des matériaux alternatifs et il facilite le jugement des offres lorsque des matériaux alternatifs sont employés (contact : nies.boussiouf@cerema.fr).

L’organisation de journées techniques et de formations

Le Cerema, sur l’ensemble du territoire, est à l’écoute des maîtres d’ouvrage, maîtres d’œuvre et des entreprises afin de les aider à établir leur politique de prévention, de gestion et de valorisation des déchets au service d’une économie circulaire.

Notamment, depuis 2014, le Cerema organise pour le compte du Ministère de la Transition écologique et solidaire des journées techniques qui s’inscrivent dans le cadre des CoTITA (Conférence Technique Interdépartementale sur les Transports et l’Aménagement), au sujet de l’utilisation des matériaux alternatifs en technique routière.

La prochaine aura lieu à Rennes le 28 novembre 2017 (contact : claude.drean@cerema.fr).

Enfin, le Cerema assure la promotion des matériaux alternatifs et des guides afférents, en organisant le transfert des connaissances lors de formations techniques initiées à la demande des acteurs de l’acte de construire. De plus, les experts du Cerema interviennent à la demande d’organismes de formation.

[1] Bilan 2014 de la production de déchets en France, CGDD, Service de l’observation et des statistiques (mars 2017) (http://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/fileadmin/documents/Produits_editoriaux/Publications/Datalab_essentiel/2017/datalab-essentiel-98-bilan-2014-production-dechets-mars2017.pdf)
[2] Mâchefers d’incinération de déchets non-dangereux.

 
 

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