Par M. Rubaud , J.F. Pasquet , et F. Bourgeois

Article paru dans la revue « Géosciences » n° 1 éditée par le BRGM

L'épuisement des gisements naturels de granulats et les difficultés pour ouvrir de nouvelles carrières imposent de chercher de nouvelles sources d'approvisionnement. Le recyclage des matériaux de construction, déjà bien engagé dans le secteur des travaux publics mais moins dans le bâtiment, est la solution la plus prometteuse. Pour autant, ces nouveaux matériaux seront-ils suffisants pour satisfaire une demande toujours plus importante ?

Recyclage des matériaux de construction: prometteur mais insuffisant

La France est une consommatrice importante de granulats. Selon l'UNPG (Union Nationale des Producteurs de Granulats) l'utilisation totale de granulats a atteint 413 millions de tonnes en 2000 (soit 7 tonnes par habitant et par an) dont 328 Mt pour le génie civil et 85 Mt pour le bâtiment. Ces matériaux naturels sont utilisés essentiellement pour les travaux routiers (283 M/t) ou les bétons hydrauliques (130 M/t). D'une valeur moyenne de 7 euros la tonne (prix qui double au-delà d'un trajet de 3o km), ces matériaux pondéreux voyagent sur des distances relativement courtes, essentiellement par camion. Ainsi, selon l'Unicem Ile-de-France (Union Nationale des Industries de Carrières et Matériaux de Construction) le camion représente le mode de transport prépondérant (91 %), loin devant le bateau (5 %) et le rail (4 %). Certaines régions équilibrent production et consommation alors que d'autres dépendent d'approvisionnements parfois éloignés. Ainsi, l'lle-de-France affiche un déficit important: les 113 carrières franciliennes n'ont produit que 6o % des 30 millions de tonnes consommées en 2000 (Unicem Ile-de-France, 2001). Mais 55 % des granulats alluvionnaires y sont transportés par bateau.

Démolition et déconstruction dans le quartier de la Brise, Aulnay sous Bois

Les professionnels se mobilisent

Le recyclage des matériaux inertes du BTP est aujourd'hui considéré comme une solution d'avenir afin de répondre au déficit entre production et consommation et de mieux protéger l'environnement. Le secteur du bâtiment et des travaux publics a longtemps pratiqué la technique du dépôt sauvage ou de "l'enterrement civil" sur ses chantiers. Pourtant, malgré des blocages, économiques, normatifs et psychologiques, le recyclage de ces déchets progresse régulièrement. C'est vrai pour le secteur routier, particulièrement actif dans le développement de procédure de déconstruction (par opposition à la démolition) et de recyclage des revêtements routiers [Bomstein et Bazire, (2003)].

Dans le bâtiment, le recyclage pourrait concerner une bonne part des déchets issus de différentes opérations : construction neuve, réhabilitation avec dépose et reconstruction, déconstruction/démolition. La dépose en réhabilitation et la démolition génèrent 8o % de la "production annuelle" évaluée par VADEME à 31 millions de tonnes (dont 18,8 Mt de déchets inertes, 10,3 Mt de déchets banals, de 1,5 Mt de déchets dangereux et de 300 000 tonnes d'emballages). En 1998 dans son "guide des déchets de chantier de bâtiment", IADEME estimait cette production à 24 millions de tonnes dont 64 % de déchets inertes. Cette étude montrait que l'essentiel des déchets était constitué de déchets inertes en mélange (37,2 %), de ciment et mortier (12,9 %) ou de béton armé (9,8 %). L‘importance des déchets mélangés (avec des éléments qu'il est souvent difficile de séparer comme le plâtre ou des substances toxiques) limite la qualité et les possibilités du recyclage. II y a donc urgence à modifier les pratiques actuelles, à prescrire le non mélange des déchets et à pratiquer la déconstruction sélective des bâtiments qui peut représenter une alternative économique et qualitative. C'est la condition pour que le recyclage des inertes qui représente moins de 10 % du gisement progresse sensiblement.

Déconstruction sélective: une alternative

Des outils sont disponibles pour une bonne mise en oeuvre de la déconstruction sélective. Ainsi, le DFIU/IFARE (French-German Institute for Environmental Research) a développé un logiciel d'audit et de planification de chantier de démolition qui a été utilisé dans une opération au lycée de Nantua par la région Rhône-Alpes avec le concours de IADEME ou encore sur un chantier de logements à Mulhouse en collaboration avec le CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment). Le Logiciel ECO-LIVE développé par la société Adatire avec l'aide de la FFB (Fédération Française du Bâtiment), de IADEME et de la DGUHC (Direction Générale de l'Urbanisme, de l'Habitat et de la Construction), permet d'évaluer dans la phase d'audit les déchets par nature et quantités. II a été utilisé pour un lycée en Ile-de-France et par l'Opac 86 à Chauvigny.

L’expérience acquise sur les chantiers montre que toute déconstruction doit être précédée d'un audit avec inventaire systématique et relevé métré complet des matériaux. II faut également identifier, dès les premières études, les filières locales de recyclage car une déconstruction fine ou un tri poussé ne peuvent se justifier en l'absence de possibilité de valorisation locale. Le guide "Déconstruire les bâtiments" publié par IADEME en mars 2003 liste des recommandations pour les opérations de déconstruction et décrit dix opérations exemplaires.

Des plans départementaux de déchets du BTP

L’enquête menée entre fin 2001 et mi 2002 par la FNTP (Fédération Nationale des Travaux Publics) avec l'ADEME et le Ministère de l'Ecologie et du Développement Durable a montré que l'activité des TP générait 280 millions de tonnes d'excédents (matériaux issus de la construction mais n'entrant pas dans la réalisation du chantier comme la terre végétale) et déchets de chantier dont un tiers est éli¬miné et deux tiers valorisés. La plus grande partie des déchets éliminés (63 Mt) est stockée en site de classe 3 pour déchets inertes alors qu'une part non négligeable (29 Mt) est déposée dans des décharges brutes ne respectant pas la réglementation en vigueur. À l'inverse, les dépôts en décharge de classe 2 ou de classe 1 demeurent très minoritaires. Pour la partie valorisée, 117Mt sont utilisées sur des chantiers de TP soit sur site (87 Mt), soit sur des chantiers extérieurs (30 Mt). La valorisation peut aussi prendre la forme de remise en état de carrières, de construction de merlons anti-bruit, de recyclage, compostage et incinération pour de très faibles quantités.

La circulaire du 15 février 2ooo recommande la mise en place de plans départementaux de gestion des déchets du BTP avec plusieurs objectifs : élimination des décharges sauvages, mise en place d'un réseau de traitement des sites de recyclage, de valorisation et de stockage, limitation de la mise en décharge, participation à l'effort de recyclage, utilisation de matériaux recyclés pour instaurer des débouchés viables et économiser les matériaux naturels, implication de la maîtrise d'ouvrage publique. Ces plans doivent permettre d'établir un état des lieux dans chaque département, de définir les besoins en centres de collecte, de tri ou de dépôts pour matériaux valorisables, en installations de recyclage ou en centres de stockage des déchets ultimes. Élaborés par les acteurs de la construction eux-mêmes, ces plans dont la plupart sont aujourd'hui en phase d'approbation, doivent définir les actions à entreprendre et mettre en oeuvre des projets concrets.

Utilisation sous conditions

Contrairement à certains pays d'Europe du Nord, en France les granulats recyclés issus d'ouvrages en béton sont valorisés dans les travaux routiers mais pas dans la fabrication de bétons. Des guides de recommandation ont pourtant été établis, au Danemark depuis 1990, en France depuis 1997 avec la norme expérimentale P18-540 qui s'applique indistinctement aux granulats naturels, artificiels et recyclés. Cette norme définit les termes relatifs aux granulats, les règles générales permettant leur contrôle et les spécifications de ces granulats pour les principaux usages (chaussées, bétons hydrauliques, voies ferrées).

Face à la décroissance régulière des granulats alluvionnaires dans l'industrie du béton (49 % en 1988, 40 % dix ans plus tard) les professionnels, malgré leur préférence pour ces granulats, se tournent de plus en plus vers des matériaux concassés. L’utilisation de matériaux de démolition pourrait donc représenter un complément intéressant de ressource, en substitution partielle ou totale aux granulats naturels. C'est pourquoi des études ont été réalisées depuis plusieurs années afin de caractériser des bétons élaborés avec des granulats de recyclage. Les travaux ont montré que ces bétons sont poreux avec des valeurs de perméabilité deux fois plus élevées que celles des bétons de granulats naturels tandis que leurs propriétés physiques et mécaniques décroissent à mesure que le taux de remplacement des granulats naturels par des granulats de recyclage augmente. Une étude de 2002 (Gomez-Soberon) va dans le même sens : la porosité à l'eau et l'absorption croissent proportionnellement à la teneur en granulats recyclés, tandis que la résistance en compression diminue nettement dès que le taux de remplacement dépasse 30 %.

Granulats de recyclage attaqué au marteau brise-roches, Massy, Essone

Une autre étude du CSTB [Pimienta, Delmotte, (1997)] a montré que la fabrication de blocs préfabriqués en béton avec des granulats recyclés était possible sous réserve d'utiliser davantage de sable naturel et d'augmenter de 10 % la teneur en ciment. Pourtant, les expérimentations en France n'ont pas dépassé le stade du laboratoire alors que dans d'autres pays des chantiers ont été réalisés comme le "Environmental building" en Grande-Bretagne ou encore le "Deftse Zoom", projet de construction d'habitations aux Pays-Bas.

De nombreux obstacles à surmonter

À l'inverse du béton, le recyclage est important dans les travaux routiers où une part importante des déchets est utilisée sur les chantiers. Des procédés permettent aujourd'hui le retraitement en place de la couche de roulement ou de la chaussée, elle-même ; la proportion de recyclage approche les Zoo % pour les couches de roulement dont les mélanges granulats/bitume sont recyclés en quasi-totalité. Les déchets transitent souvent par des centres de tri et de concassage qui permettent d'obtenir une matière première secondaire contrôlée pour la fabrication de graves routiers. Les entreprises de TP vont même au¬delà : en plus de leurs propres déchets, elles valorisent la totalité de la fraction recyclée des déchets inertes de bâtiment, soit environ 10 % du gisement. Cette valorisation pourrait encore aller plus loin afin de limiter la mise en décharge trop importante des inertes du bâtiment. De nombreuses initiatives sont donc engagées par les professionnels afin de gérer la prise en compte des déchets. C'est notamment le cas des marchés publics avec le "Schéma d'Organisation et de Suivi de l'Evacuation des Déchets de chantier" mis en place en 2000 par le Conseil général de Seine-et-Marne, la DDE et les entreprises de TP [Bornstein et Bazire, (2003)].

Recyclage important des matériaux de construction dan,s les travaux routiers ; Vallée de la Maurienne, Savoie

lusieurs obstacles limitent cependant le développe¬ment du recyclage. Le frein économique n'est pas le moins important. Avant d'être utilisés, ces produits recyclés doivent subir, la plupart du temps, un traitement préalable avec un coût qui empêche le matériau recyclé d'être concurrentiel aux granulats naturels. À terme, il devrait le devenir car les coûts de production des matériaux naturels ainsi que les coûts d'accès aux sites de classes 3 devraient augmenter sensiblement du fait de la réglementation européenne.

Dans les marchés publics, la règle de l'offre "économiquement la plus avantageuse" doit être privilégiée d'autant que le recyclage d'un matériau inerte transforme un coût de dépôt en décharge de classe 3 en profit net.

D'autres obstacles techniques, réglementaires ou normatifs freinent aussi le développement du recyclage. Malgré tout, les granulats entreront sans doute d'ici quelques années dans la composition du béton sous réserve d'adaptations des procédés de fabrication. Certains estiment que cette utilisation se fera dans le cycle de préfabrication et non sur chantier, à moins que démolition et reconstruction soient localisées sur un même site afin que la réduction des coûts de transport contrebalance le surcoût lié au retraitement. Mais se posera alors le problème du contrôle et de la constance de qualité de production sur des installations "foraines" de petite ou moyenne taille.

Certains aspects techniques devront également être précisés comme la durabilité, le comportement à long terme de ces bétons ou encore les possibilités de relargage de substances nocives pour l'environnement. Les professionnels des TP sont donc demandeurs d'un cadre d'utilisation des granulats car "l'absence de normes ou de recommandations d'utilisation des produits recyclés est fortement préjudiciable à leur développement". Quelques guides ont cependant été élaborés par la DDE du Rhône ou la DRE d’Auvergne sur « la prise en compte des déchets de chantier dans les marchés publics ».

Des réticences psychologiques doivent également être surmontées. Les matériaux recyclés sont encore considérés comme des produits d'occasion avec un faible retour d'expérience qui gène les donneurs d'ordre. Les professionnels sont donc confrontés à une double question :faut-il accepter de produire du béton avec ces matériaux "d'occasion" et les habitants voudront-ils vivre dans des bâtiments en béton recyclé ?

Une alternative incomplète

Le recyclage se heurte également à un attachement quasi culturel aux matériaux de carrières et à la prescription de "sur-qualité" sur les petits chantiers par manque de temps ou de moyens pour les études. Ce blocage pourrait être surmonté par la réévaluation de certaines normes permettant d'inclure d'autres matériaux, comme le verre dans les enrobés bitumineux, une technique déjà utilisée en Grande-Bretagne.

Une fois tous ces blocages levés, le recyclage des granulats devrait prendre une place grandissante. Avec les plans départementaux, pouvoirs publics et professionnels du BTP adoptent un comportement volontaire. Cependant, même en ayant recours à d'autres solutions comme l'utilisation de granulats marins ou de certains matériaux "locaux", les déchets de chantiers recyclés ne constitueront pas une alter¬native complète. En raison des quantités traitées et des contraintes techniques et en tolérant des surcoûts raisonnables, les volumes recyclés ne représente¬ront qu'une fraction des besoins. L'utilisation des granulats recyclés ne permettra donc pas de se passer complètement de l'exploitation des matériaux naturels et, au fur et à mesure de l'épuisement des carrières exploitées, de l'ouverture de nouveaux gisements.

Dans les travaux routiers, la proportion de recyclage approche les 100 % pour les couches de roulement

Bibliographie:

• ADEME (1998). "Guide des déchets de chantiers de bâtiment", Paris.
• ADEME (2003). Guide "Déconstruire les bâtiments", Editions Angers.-D. Bomstein, Y.P. Bazire (2003)."Les déchets tiennent la route', Environnement magazine, n° 1615, PP.49-57.
• FNTP (17juin 2003)."Journées excédents et déchets de chantier dans les Travaux Publics" "www.fntp.fr"-1. J.M.V.Gomez-Soberon (2002) ."Porosity of recycled concrete with substitution of recycled aggregate. An expérimental study" Cement and Concrete Research 32, Pp.1301-1311.
• Ministère de l'Equipement, ADEME, FNB (1997). "Audit des bâtiments avant démolition, repérage des matériaux,qualification et quantification. Formulaire".
• -P Pimienta, P Delmotte (1997) "Blocs de construction en granulats recyclés" -CSTB Magazine 109, PP. 30-32. -Site Internet: http://www.ademe.fr
• UNICEM Ile-de-France (2001)."Les besoins en granulats de l'lle-de-France, la pénurie est-elle pour demain ?".

• Département Développement durable ; Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB)
• Service Ressources Minérales ; BRGM
• Service Environnement Industriel et Procédés Innovants