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Ressources minérales et économie circulaire

Projet phare / Vers un approvisionnement plus durable des territoires en matériaux de construction

Introduction d'entête
Face aux besoins du secteur du BTP, le BRGM œuvre pour une gestion optimisée des ressources. Celle-ci repose notamment sur la complémentarité entre matières primaires et secondaires, pour répondre à la demande en matériaux tout en limitant l’impact environnemental de leur production.
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L’urbanisation et l’évolution des modes de vie entraine une demande soutenue en matériaux de construction. Pour satisfaire les besoins d’approvisionnement de façon plus durable dans les territoires, l’utilisation des ressources doit combiner plus et mieux les matières primaires, extraites des carrières, et secondaires, issues du recyclage des déchets du BTP. L’enjeu est d’autant plus important que ceux-ci sont prépondérants dans les volumes de déchets produits chaque année en France, et essentiellement inertes donc potentiellement réutilisables pour de nouveaux usages. Leur recyclage ne permet pas cependant de couvrir l’ensemble des besoins ; la production de ressources primaires reste donc indispensable.

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La carrière du Galion, à proximité de Cayenne (Guyane).
© BRGM – B. Pesset

Optimiser et rationaliser les ressources

Présent sur l’ensemble de la chaîne de valeur des matériaux de construction, l’expertise du BRGM est sollicitée pour évaluer les ressources primaires, notamment à travers la base de données Carrières et matériaux (Carma) qu’il gère et met à disposition via le site mineralinfo.fr. Associé à l’élaboration des schémas régionaux des carrières, désormais élargis aux plateformes de recyclage, l’établissement participe à la quantification des besoins ainsi qu’à l’évaluation des flux de matériaux et des gisements des déchets potentiellement valorisables. « Les méthodologies que nous développons permettent, à l’échelle d’un territoire, d’optimiser et de rationaliser l’ensemble des ressources primaires et secondaires, souligne Sébastien Colin, géologue en géoressources. Elles impliquent notamment un recentrage des matériaux de carrière sur des usages à forte valeur ajoutée et une valorisation accrue des coproduits de carrière. »

En parallèle, le BRGM travaille sur le recyclage des déchets du BTP en développant des techniques innovantes pour améliorer la valorisation des matériaux qu’ils contiennent. C’est le cas des déchets de béton fibré à ultra-haute performance (BFUP), dont la valorisation a été étudiée dans le cadre du projet européen Hiser, de 2015 à 2019. « Les propriétés exceptionnelles de ce nouveau type de béton sont liées notamment à la présence de fibres métalliques, qui sont cependant pénalisantes pour les procédés de recyclage traditionnels », explique Kathy Bru, cheffe de projets et ingénieure procédés. Les essais réalisés au BRGM ont montré qu’il était possible de les extraire sans altérer leur qualité. « Nous avons expérimenté avec succès l’électrofragmentation. Cette technologie permet de séparer les fibres métalliques, réutilisables pour la fabrication de nouveaux bétons fibrés, d’une fraction riche en pâte de ciment, qui peut servir pour produire des bétons traditionnels. » Même si des travaux complémentaires sont nécessaires pour améliorer la faisabilité de cette technique, le bénéfice économique et environnemental a été vérifié.

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Pour reconstruire un sol végétalisé à partir d’un sol dégradé, plusieurs couches superposées sont nécessaires. Des matières premières et secondaires sont utilisées pour ce processus.
© BRGM - D’après Séré et al. Brevet TVD/INRA/INPL n°0757036

Définir les meilleures solutions d’usage

La valorisation des terres excavées, qui composent la grande majorité des déchets du BTP, est également un sujet d’étude. Depuis 2018, le BRGM cherche, au sein de l’équipe du projet Agrege, à les utiliser pour fabriquer des sols urbains hautement fertiles. « L’étude consiste à sélectionner les déchets intéressants, notamment ceux contenant des argiles gonflantes et des particules fines – qui trouvent ainsi un débouché – à repérer les gisements locaux puis à mélanger ces composants en ajustant les proportions jusqu’à reproduire un sol fertile », détaille Philippe Bataillard, pédogéochimiste. Visant à terme la mise en place d’une filière économique de construction de sol pour l’aménagement urbain, le projet a déjà permis d’identifier deux déchets exploitables dans ce cadre : les boues thermales et les boues de lavage des granulats, un coproduit de carrière non valorisé jusqu’à présent.

Le BRGM développe enfin une démarche prospective autour de la gestion des ressources. C’est le cas en Provence-Alpes-Côte d’Azur, où il a participé au schéma régional des carrières et au projet national Ovalec. « Nous travaillons à quantifier la part provenant du recyclage des déchets du BTP à atteindre dans l’approvisionnement local pour atténuer l’extraction de ressources primaires, indique Daniel Monfort, ingénieur environnement. Il s’agit, en évaluant les bénéfices et les impacts environnementaux respectifs de l’activité extractive et du recyclage, de définir les meilleures solutions d’usage pour les matières primaires et secondaires sur chaque territoire considéré. Valoriser des déchets en remplacement de ressources primaires est toujours louable et bénéfique, mais plus encore dans des territoires fortement dépendants de leurs voisins pour l’approvisionnement en matériaux. »

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Le Selfrag, appareil de fragmentation sélective utilisant des décharges de très haute tension.
© BRGM - D. Depoorter
Portrait de l'auteur
Kathy Bru — cheffe de projets et ingénieure procédés
Prénom de l'auteur
Kathy
Nom de l'auteur
Bru
Fonction de l'auteur
cheffe de projets et ingénieure procédés
Portrait de l'auteur
Daniel Monfort — ingénieur environnement
Prénom de l'auteur
Daniel
Nom de l'auteur
Monfort
Fonction de l'auteur
ingénieur environnement
Portrait de l'auteur
Sébastien Colin — géologue en géoressources
Prénom de l'auteur
Sébastien
Nom de l'auteur
Colin
Fonction de l'auteur
géologue en géoressources
Portrait de l'auteur
Philippe Bataillard — pédogéochimiste, expert en sites, sols et sédiments pollués
Prénom de l'auteur
Philippe
Nom de l'auteur
Bataillard
Métier de l'auteur
pédogéochimiste
Fonction de l'auteur
expert en sites, sols et sédiments pollués
Les méthodologies que nous développons permettent, à l’échelle d’un territoire, d’optimiser et de rationaliser l’ensemble des ressources primaires et secondaires.