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Des matériaux pour une construction durable

Propos recueillis par Michel Le Toullec
- Leader mondial des matériaux de construction, Lafarge compte 80 000 collaborateurs dans 76 pays et a réalisé, en 2005, un chiffre d'affaires de 16 milliards d'euros. Sa R&D, centralisée dans la région lyonnaise, est épaulée par un réseau de centres techniques dans le monde entier. Les travaux visent autant l'amélioration du comportement du matériau lors de sa mise en oeuvre que la durabilité des ouvrages. La réduction des émissions de CO2 liées à la fabrication du ciment est un autre enjeu majeur.

Industrie et Technologies : Quels sont les grands axes de la R&D chez Lafarge ?

Denis Maître : Nous avons une recherche centralisée et un développement décentralisé. La recherche proprement dite est réalisée sur notre centre de l'Isle-d'Abeau, près de Lyon, par environ 200 chercheurs spécialisés dans la chimie, la physique, la mécanique, l'analyse ou la modélisation numérique. Cette entité est dédiée à la compréhension des mécanismes fondamentaux pour la validation des ruptures technologiques appliquées au ciment, aux granulats, au béton et au plâtre.

Le développement est quant à lui affecté à nos centres techniques situés en France et à l'étranger. Leur mission s'étend de l'optimisation des produits existants pour des applications spécifiques à l'industrialisation de nouveaux matériaux en passant par l'ingénierie de projets.

C'est dans l'un de ces centres qu'ont été développés nos tout récents ciments technologiques Sensium. Ces matériaux, plus faciles à utiliser et à durcissement rapide, sont sans poussière grâce à un procédé conçu auparavant au Japon utilisant un polymère fluoré.

I. T. : Quels sont vos développements actuellement les plus aboutis ?

D. M. : La maîtrise de la prise et du durcissement du matériau lors de sa mise en oeuvre est au coeur d'un béton que nous allons lancer courant 2007. C'est un produit qui présente un temps d'ouverture de deux heures et qui peut être décoffré au bout de quatre heures seulement, ce qui accroîtra fortement la productivité sur les chantiers. Un autre enjeu important est d'assurer la maîtrise de la fissuration de nos matériaux. Nous allons ainsi lancer, en 2007, un autre béton dont nous avons optimisé le comportement à ce niveau, permettant de réaliser des dalles industrielles de grande taille sans joint et sans fissuration.

I. T. : Lafarge met l'accent sur les matériaux pour une construction durable. Quelle est votre approche ?

D. M. : La construction durable est un enjeu majeur, depuis le choix des matériaux initiaux jusqu'à la phase de démolition des bâtiments. Lafarge est membre fondateur de la Fondation bâtiment énergie qui a pour vocation de financer des projets de R&D pour diminuer la production de gaz à effet de serre par une réduction des consommations énergétiques et un recours accru aux énergies renouvelables. Par ailleurs, nous avons récemment créé avec l'École polytechnique une chaire sur la science des matériaux pour la construction durable.

Concernant les émissions de CO2 liées à un bâtiment, on sait que 90 % proviennent de son usage tout au long de sa vie, alors que 10 % sont liées à la production industrielle des matériaux. Nous travaillons sur les deux volets. Notre industrie émet du CO2 car le clinker, principal composant du ciment, se forme en décarbonatant du calcaire. Nous travaillons donc sur l'utilisation de produits de départ à contenu en calcaire moindre, comme des cendres volantes issues des centrales thermiques ou des laitiers provenant des hauts-fourneaux.

Séquestrer le gaz carbonique émis lors de la fabrication des ciments est une autre approche que nous étudions. Nos recherches portent également sur l'évolution des propriétés des bétons pour qu'ils contribuent à améliorer les performances thermiques des bâtiments.

I. T. : Quels sont les travaux menés au sein de l'accord entre Lafarge et le CNRS ?

D. M. : Cet accord-cadre, qui date de 2002, porte sur la chimie, les sciences pour l'ingénieur, la physique et les mathématiques. Au sein de cet accord, nous avons mené des collaborations avec près de trente unités différentes. Trois exemples : nous travaillons avec l'université de Bourgogne sur l'hydratation des ciments, avec l'Insa de Lyon sur l'analyse d'images et avec l'École des mines de Sophia-Antipolis sur l'écoulement des bétons.

I. T. : Au niveau européen, quelle est votre participation au réseau Nanocem ?

D. M. : Initié en 2002, le réseau européen Nanocem regroupe une trentaine d'industriels et d'universitaires. Leur mission est d'améliorer les connaissances à l'échelle nanométrique des phénomènes influant sur la caractérisation des matériaux cimentaires. Les projets portent sur des thèmes préconcurrentiels comme l'hydratation ou la structure des pores, auxquels participe Lafarge. Nous visons aussi à déterminer les grandeurs thermodynamiques fondamentales sur nos matériaux, une connaissance très amont mais indispensable pour améliorer les outils de modélisation.

I. T. : Quelles sont vos autres collaborations internationales ?

D. M. : Nous travaillons en particulier avec deux équipes américaines. Avec l'équipe du professeur Franz-Josef Ulm du MIT (Massachusetts Institute of Technology), nous avons un parte- nariat sur l'étude du comportement mécanique des ciments à l'échelle nanométrique. Cette action concerne la nano-indentation, l'indentation étant l'empreinte laissée dans le matériau par une pression localisée.

Nous menons aussi un programme avec l'université de Berkeley, en Californie, sur la micromécanique des matériaux. Nous collaborons aussi avec l'université Laval, à Québec, sur la modélisation de la durabilité de nos matériaux avec des industriels nord-américains. Et nous allons démarrer un partenariat avec un grand institut de recherche chinois.

LES CHIFFRES CLÉS

La R&D chez Lafarge - 100 millions d'euros de budget annuel (sur 16 milliards d'euros de chiffre d'affaires) - Plus de 500 personnes en R&D, dont 200 dans le centre de recherche de l'Isle-d'Abeau (Isère) - 1 centre de recherche et 10 centres techniques en France et à l'étranger - 20 brevets déposés en 2006

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