Projet BIOGRAFIC – Valorisation des cendres BIOmasse en tant que GRAnulats et FIller dans les blocs de Construction

Description du projet

Les installations à la biomasse produisent aujourd’hui plus de 200 000 tonnes de cendres en France. Ces cendres représentent une quantité importante de déchets que les exploitants des centrales biomasse doivent valoriser ou éliminer, en fonction de la typologie des cendres (sous-foyer, volantes), de la technologie de combustion utilisée (chaudières à grille, lit fluidisé, spreader stocker) et des filières de traitements existantes (valorisation agronomique, envoi en centre d’enfouissement, etc..).

Une voie de valorisation intéressante des cendres de chaufferie bois concerne leur utilisation dans des matériaux de construction. Chaque année en France, plus de 117 millions de tonnes de granulats sont utilisées, dont la grande majorité sont issus de l’extraction des carrières ou des fleuves. Or, ces ressources se raréfient et sont de plus en plus difficilement accessibles. Le secteur du BTP a développé des matériaux en substituant une partie des matières premières traditionnelles (ciment, granulats) par des matières premières secondaires (laitiers de haut fourneau, cendres volantes, granulats recyclés, etc.).

L’objectif du projet BIOGRAFIC est d’évaluer le potentiel de valorisation de cendres issues de chaudières biomasse à lit fluidisé en tant que substitut des granulats naturels dans des bétons secs à démoulage immédiat pour la fabrication de blocs de maçonnerie pour la construction. La substitution du sable et gravillon permettra de valoriser un volume important de cendres. Une étude territoriale et économique a permis d’estimer à environ 12.6 kt et 37.7 kt respectivement pour l’hypothèse basse et l’hypothèse haute les gisements de cendres de biomasse disponibles dans la région Hauts-de-France et à 5.0 kt et 15.7 kt respectivement pour l’hypothèse basse et l’hypothèse haute pour le territoire breton. Ce chiffre est voué à augmenter du fait du développement croissant de ce type de chaufferie. L’introduction d’un sous-produit issu de la biomasse dans une matrice cimentaire doit cependant faire l’objet d’une étude préalable vu la complexité de l’interaction des cendres avec l’eau de gâchage et les différents constituants du béton. Les performances sanitaires et environnementales des blocs de maçonnerie incorporant des cendres de biomasse devront également être évaluées.

L’étape laboratoire est incontournable avant d’envisager un passage à l’échelle industrielle et montrer la faisabilité des caractéristiques du produit final à commercialiser. Une phase de test industriel, c’est-à-dire la fabrication à une grande échelle des mélanges validés en laboratoire est prévue. Les blocs fabriqués seront envoyés au CERIB pour des essais complémentaires qui pourraient aboutir à la certification du produit en vue d’une commercialisation.

Apports scientifiques du laboratoire

Le Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement (LGCgE – IUT Béthune, Equipe ER3) de l’Université d’Artois apportera au projet ses compétences en formulation et caractérisation d’écomatériaux pour le génie civil.