Face à la raréfaction des matières premières, couplée à l’augmentation des tarifs de décharge et aux objectifs de préservation de l’environnement, le secteur de la construction doit se réinventer. Les équipes de l’HEPIA étudient le potentiel inexploité des boues de lavage, aujourd’hui jetées ou enfouies comme des déchets.
Toutes les deux minutes, un camion quitte Genève pour rejoindre une décharge française, parcourant parfois plus de 130 kilomètres. Ce ballet sert à éliminer les 4,5 millions de tonnes par année de matériaux d’excavation, de démolition ou de boues de lavage, autant de déchets que le canton, saturé, n’arrive pas à prendre en charge.
Les boues de lavage ne sont aujourd’hui ni recyclées ni réutilisées: elles se retrouvent soit en décharge, soit enfouies sur les sites d’excavation. Les quantités sont importantes: chaque jour, 1'000 tonnes de boues de lavage sont jetées dans le canton de Genève, 5 millions de tonnes en Suisse sur une année.
Abdelkrim Bennani est professeur HES ordinaire au sein du groupe Matériaux et structures de la Haute école du paysage, d'ingénierie et d'architecture de Genève (HEPIA). Spécialiste des nouveaux matériaux, il cherche des méthodes innovantes pour moderniser et diminuer l’empreinte carbone du secteur. «Extraits des gravières pour composer le béton, les graviers doivent être nettoyés à grande eau. En ressort une boue chargée de résidus minéraux, appelée “boue de lavage”, qui est aujourd’hui complètement inexploitée. Valoriser ces boues permettrait de réduire ce stock de déchets minéraux et de libérer environ 300’000 m³ par an pour le seul canton de Genève.»
L’approvisionnement suisse en matières premières minérales est assuré par plus de 500 gravières et usines de béton. Toutes font face aux défis de la gestion et de l’élimination de leurs déchets. «Valoriser ces résidus représente en outre de potentiels gains économiques pour les entreprises puisqu’aujourd’hui, l’élimination des boues en décharge coûte environ 20 CHF la tonne. Peu d’études se sont intéressées à ce sujet, malgré l’évident manque à gagner du secteur.»
Lancé en 2024, le projet RedCo2, dont le titre complet est «Ressources minérales alternatives pour la fabrication de liants cimentaires à faible empreinte carbone», mène des essais de résistance mécanique et de conformité sur les produits obtenus à partir des boues issues du lavage des granulats dans les gravières des cantons de Genève et de Vaud. Financé par la HES-SO, le projet est mené conjointement avec Marco Viviani, professeur HES associé à la Haute école d'ingénierie et de gestion du canton de Vaud (HEIG-VD).
Le projet ne vise pas les cimentiers, mais plutôt les entreprises de second œuvre, celles qui réalisent les aménagements, les installations techniques et les finitions sur les chantiers. «Nous voulons leur proposer des liants bas carbone issus d’une ressource locale, pour des applications telles que les mortiers, les enduits ou les chapes», précise le professeur.
Résidus de boues de lavage des granulats © HEPIA / A. Bennani
Le professeur Abdelkrim Bennani, responsable de l'institut du paysage, d'architecture, de la construction et du territoire (inPACT), explore avec son équipe plusieurs voies de valorisation des boues de lavage au sein du laboratoire d’essais des matériaux et structures (LEMS) de l’HEPIA.
«Avant tout chose, les boues doivent être calcinées, entre 500 °C et 850 °C, afin de rendre réactives les argiles qu’elles contiennent.» Les équipes ont exploré les conditions optimales de calcination en fonction du type de valorisation souhaité, afin de garantir des performances conformes aux normes en vigueur.
De cette matière, apparaissent trois débouchés:
1- Remplacer une partie du ciment. «Ces liants alternatifs ont un coût modéré et une empreinte carbone nettement plus faible que celle du clinker, le composant habituellement utilisé dans la fabrication du ciment.» Il est aussi plus intéressant que les deux substituts qui existent actuellement. L’un est un sous-produit de la fabrication de la fonte (matière appelée «laitier de haut fourneau»), et l’autre est issu de la combustion du charbon dans les centrales thermiques (appelées «cendres volantes»). «Deux options qui dépendent d’industries étrangères en déclin», ajoute le professeur.
2- Incorporer les boues calcinées dans les mortiers et les bétons, en remplacement partiel des fractions fines du sable. Le sable représente aujourd’hui une matière indispensable mais en voie de raréfaction. Chaque année, 50 milliards de tonnes de sable sont prélevées dans les carrières, les mers et les rivières à travers le monde, ce qui en fait la 2e ressource la plus consommée après l’eau. Le sable du désert est quant à lui inutilisable parce que ses grains sont trop fins et trop lisses.
3- Développer des liants pour la stabilisation des sols et des déchets. «Ils permettent d’améliorer la portance de sols médiocres ou de matériaux d’excavation afin de les réutiliser sur place plutôt que de les mettre en décharge.» Ils permettent également de stabiliser certains déchets. Ainsi, ils offrent une alternative à la chaux, traditionnellement employée pour ces applications.
Au-delà des boues de lavage, le LEMS s’intéresse à d’autres résidus de production, comme le marc de café, les litières pour chats ou les résidus de soja, étudiés avec l’entreprise Swissoja pour le projet «Okara». «La fabrication du lait de soja produit une pâte fibreuse appelée okara. Aujourd’hui jetée, celle-ci peut être séchée puis broyée en poudre fine, et servir de charge légère dans des mortiers isolants. Ses propriétés chimiques en font également un retardateur de flamme intéressant pour les matériaux polymères, détaille Abdelkrim Bennani. Les premiers essais en laboratoire se révèlent prometteurs.»
Image vignette: Gravière © Soreval
