GO4ZERO : Vers une production de ciment décarbonée d’ici 2029

12/02/2025

Holcim lance un projet unique de développement durable

Holcim – une multinationale suisse employant quelque 63 000 personnes à travers le monde - est un leader mondial dans le domaine des solutions de construction innovantes et durables. Holcim est surtout réputé pour ses produits à base de ciment et de béton, mais le groupe a maintenant élargi son portefeuille pour y inclure les matériaux de couverture, les mortiers, les adhésifs et les matériaux d'isolation. Sur son site belge d'Obourg, Holcim lance GO4ZERO, un projet de décarbonation innovant…

“GO4ZERO est assurément un projet phare », affirme Stany Vaes, Head of Sustainability & Corporate Affairs chez Holcim Belgique. « Mais Holcim œuvre dans bien d'autres domaines liés à la durabilité »

‘Building better with less’

« Ainsi, conformément à la philosophie Building better with less (Construire mieux avec moins), nous voulons entamer un dialogue avec nos clients pour vérifier ensemble s'ils ont toujours réellement besoin de ciment et de béton pour les travaux qu'ils réalisent. Et s'ils utilisent toujours le bon ciment et le bon béton. Par exemple, vous n'avez pas nécessairement besoin de la même qualité de béton pour la chape d’une maison que pour les fondations d'une éolienne en mer. Dans tous les cas, il est plus respectueux de l’environnement d'éviter les excès et d'utiliser, dans la mesure du possible, du béton à faible teneur en clinker. »

C'est notamment pour cette raison qu’ Holcim élargit son offre avec des ciments à base de composants minéraux, au lieu de clinker et de scories. « Actuellement, notre offre comprend déjà des produits - le ciment Ecoplanet et le béton EcoPact - dont l'empreinte carbone est inférieure de 30 % à celle du béton traditionnel. »

« Il existe une tendance - y compris au niveau des pouvoirs publics - à inclure l’embodied carbon (le carbone contenu dans les matériaux utilisés pour construire un bâtiment, NDLR) dans l'évaluation de la durabilité d'un projet et, par conséquent, dans le choix du prestataire chargé de l'exécution du projet. »

Recyclage à grande échelle

Holcim vise également à réutiliser les déchets de construction et de démolition pour fabriquer de nouveaux produits. « L'année dernière, nous avons racheté une entreprise de recyclage d'une capacité de traitement de 500 000 tonnes par an. Les déchets de construction et de démolition y sont traités et peuvent ensuite être réutilisés. Grâce à d'autres reprises, notre objectif est d'atteindre une capacité de 2 millions de tonnes par an », poursuit Stany.

« Mais notre priorité absolue est d'améliorer la durabilité de nos propres processus, et le projet GO4ZERO en est un élément essentiel. »

Innovation Fund

GO4ZERO est cofinancé par le Fonds européen pour l'innovation, un programme de financement de la Commission européenne. L'objectif de ce fonds est de mettre au point des solutions permettant de décarboner l'industrie européenne et de soutenir la transition vers la neutralité climatique. Parallèlement, le Fonds pour l'innovation vise également à promouvoir la compétitivité européenne.

Avec un budget de 40 milliards d'euros, le Fonds pour l'innovation est l'un des plus importants programmes de financement de l’action pour le climat au monde. Le Fonds se concentre principalement sur les technologies et les projets résolument innovants qui permettent de réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre. GO4ZERO compte parmi ces projets.

GO4ZERO

Holcim a mis en œuvre ce projet afin de réduire de manière significative les émissions de carbone émises lors de la production de clinker, un produit semi-fini destiné à la fabrication du ciment Portland. Le clinker est constitué de blocs durs et pierreux créés par le frittage - c'est-à-dire le chauffage à un niveau juste inférieur au point de fusion - de la craie ou du calcaire.

« En termes simples, GO4ZERO permet de rendre la production de clinker climatiquement neutre en recourant à un processus de combustion avancé et en le combinant avec la technologie CCS (Carbon Capture & Storage) », explique Vincent Michel, GO4ZERO Director chez Holcim.

Vers un processus de combustion en voie sèche

Aujourd'hui, sur le site de Holcim à Obourg, près de Mons en Belgique, la craie est transformée en clinker dans deux fours d'une capacité totale de 4 500 tonnes par jour. Cependant, les fours approchent de la fin de leur durée de vie et seront donc remplacés dans un avenir proche. C'est à ce moment-là que la première phase du projet GO4ZERO entre en jeu.

Le nouveau four - technologiquement avancé et offrant autant de capacité de traitement que les deux fours de la génération précédente réunis - est conçu pour fritter le calcaire (à une température de 1 450 °C) en vue de la production de clinker. Le calcaire contenant beaucoup moins d'humidité que la craie, cette méthode de production est qualifiée de processus en « voie sèche ». Comme le four utilise l'énergie de manière beaucoup plus efficace, les émissions de CO₂ peuvent être réduites de près de 30 % pour cette seule raison. Le nouveau four, qui se présente sous la forme d'une tour de 145 mètres de haut, sera opérationnel d'ici 2027.

Enrichissement en oxygène pur

« Mais ce n'est que la première étape », précise Vincent. « Dans un deuxième temps, le processus de combustion du four sera enrichi en oxygène pur et les émissions de CO₂ restantes seront capturées ».

« Les fours traditionnels utilisent l'oxygène de l'air extérieur pour le processus de combustion. Nous ferons de même dans un premier temps pour notre nouveau four, mais ensuite une installation spéciale sera mise en place pour injecter de l'oxygène pur pendant le frittage. Par conséquent, la concentration de CO₂ dans les gaz de combustion dépassera les 80 %. Notons que la concentration de CO₂ signifie que les émissions de CO₂ sont plus concentrées, mais cela n'affecte pas le volume total de CO₂. »

CryoCap™

Une concentration de CO₂ aussi élevée est nécessaire pour capter le CO₂ dans des conditions optimales - ce qu'on appelle carbon capture dans le jargon technique. « À cet effet, Air Liquide lancera bientôt ici la construction d'une installation CryoCap™, qui filtrera le CO₂ des gaz de combustion. Les gaz de CO₂ seront ensuite purifiés - jusqu'à 99 % - et transportés par une canalisation jusqu'au Antwerp@C CO₂ Export Hub. »

Le gaz y sera converti en liquide cryogénique, puis transporté par bateau vers des sites offshore dédiés en mer du Nord, un principe connu sous le nom de carbon storage. « D'ici 2029, le système devrait être opérationnel et la production sur le site serait donc totalement neutre en CO₂ à partir de 2030. »

La technologie Cryocap™ d'Air Liquide permet de capter jusqu'à 95 % du CO₂ émis par les installations industrielles.

Air Liquide a mis au point cette technologie au cours des quinze dernières années et entend continuer à développer son utilisation en Europe et dans le reste du monde.

Actuellement, la technologie CCS (Carbon Capture and Sequestration) est l'une des plus viables et des plus efficaces pour réduire les émissions à court et à moyen terme, en particulier dans les secteurs industriels où il est difficile de limiter la production de CO₂, tels que l'industrie du ciment. En effet, dans ce secteur, le CO₂ provient principalement du processus de production lui-même. Pour cette raison, l'électrification ne pourra pas assurer une décarbonation complète.

Dans la pratique, les molécules de CO₂ sont capturées pendant le processus de production à l'aide de Cryocap™, afin d'éviter qu'elles ne soient libérées dans l'atmosphère. Ensuite, le dioxyde de carbone est purifié puis traité (soit liquéfié pour être transporté par train et/ou bateau, soit comprimé pour être transporté par canalisation). Enfin, le CO₂ est transporté vers des sites de stockage souterrains, où le gaz est stocké de manière permanente et reminéralisé au fil du temps.

La technologie Cryocap™ est entièrement alimentée par l'électricité. Lorsque cette dernière est fournie par des sources renouvelables, cela signifie que les utilisateurs peuvent réduire davantage leurs émissions Scope 2 liées à l'électricité.

Réduction de 103 % des émissions de gaz à effet de serre

« Le projet GO4ZERO, qui nécessite un investissement de 500 millions d'euros, permettra d'éviter plus de 10 millions de tonnes d'équivalent CO₂ d'émissions absolues de gaz à effet de serre au cours des dix premières années d'exploitation, contribuant ainsi aux objectifs climatiques de l'Europe à l'horizon 2050 », poursuit Vincent.

« En outre, l'usine réduira aussi autant que possible les émissions indirectes de carbone liées à sa consommation d'énergie.
À cette fin, nous utiliserons, entre autres, une ferme photovoltaïque flottante de 30 mégawatts qui sera construite sur la surface de l'eau de notre ancienne carrière. Par ailleurs, nous utiliserons également l'énergie de notre incinérateur (WHR - Waste Heat Recovery) pour produire de l'électricité - ce qui représente 50 GWh - et nous achèterons de l'électricité verte par le biais de power purchase agreements. »

« Tout cela permettra de réduire les émissions de CO₂ de plus d’1 million de tonnes. Nous deviendrons ainsi la première usine Holcim neutre en carbone. »

Collaboration avec AL

« Nous tenons nos promesses et respectons notre parole, et il en va de même pour Air Liquide », explique Stany. « Holcim et Air Liquide sont tous deux réputés pour être des partenaires industriels fiables, il est donc logique que nous nous soyons aussi retrouvés pour ce projet. »

« Nous avons établi d'excellentes collaborations avec Air Liquide dans toute l'Europe ces dernières années, mais cela n'enlève rien au fait que, pour ce projet, nous avons envisagé toutes les options d'un œil critique. Mais dans ce cas également, Air Liquide s'est avéré être la partie la plus intéressante. »

« Air Liquide jouera donc bientôt un rôle crucial dans le cadre du projet GO4ZERO. Nous avons mis à disposition une zone de 1,5 ha ici sur le site pour l'usine Cryocap™, qu'Air Liquide va construire et exploiter. Ce faisant, ils nous fourniront également de l'oxygène pur afin d'optimiser le processus de combustion. »

« Nous sommes donc déjà occupés à examiner en toute transparence nos projets et leur mise en œuvre technique avec Air Liquide », conclut Stany.

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