Décarboner les structures porteuses n’est plus un sujet de prospective, c’est une contrainte de chantier. Avec la RE2020, les exigences des maîtres d’ouvrage publics, les labels environnementaux et, très concrètement, la flambée du prix du clinker, le béton bas carbone n’est plus une curiosité technique : c’est en train de devenir la nouvelle norme.
Problème : derrière les discours marketing, les familles de produits et les niveaux de performance carbone sont loin d’être lisibles pour les pros. Entre CEM II, CEM III, CEM VI, liants alternatifs, bétons « ultra bas carbone », systèmes préfabriqués optimisés et solutions hybrides bois/béton, le choix n’est pas trivial, surtout quand on rajoute les contraintes chantier : pompabilité, temps de prise, cure, disponibilité, ATEx, assurances…
Tour d’horizon des solutions réellement disponibles sur le marché pour les structures porteuses, avec un angle 100 % opérationnel : impacts carbone, usages possibles, points de vigilance et retours de terrain.
Pourquoi le béton est dans le viseur carbone
Sur un bâtiment courant, le gros œuvre béton représente souvent 60 à 70 % des émissions de CO₂ liées aux produits de construction. La principale responsable : la fabrication du clinker, cœur du ciment Portland, qui cumule :
- des émissions de procédé (décarbonatation du calcaire) : environ 60 % du total ;
- des émissions énergétiques (chauffage du four à 1450 °C) : environ 40 %.
Ordre de grandeur :
- ciment CEM I classique : ~850 kg CO₂e / tonne ;
- béton courant C25/30 en CEM I : 250 à 300 kg CO₂e / m³.
Réduire le carbone du gros œuvre passe donc, en priorité, par deux leviers :
- remplacer une partie du clinker par des ajouts ;
- optimiser la quantité de béton et d’acier mise en œuvre (dimensionnement, systèmes structuraux, préfabrication).
Les grandes familles de bétons bas carbone
Sur le marché, on peut grossièrement classer les solutions en quatre groupes, avec des ordres de grandeur d’émissions (valeurs moyennes, à ajuster avec les FDES/EPD des fabricants).
Bétons « optimisés » à base de CEM II
C’est la porte d’entrée la plus simple : même logique de formule qu’un béton classique, mais avec un ciment CEM II (ajout de calcaire, laitiers, cendres volantes en plus faible proportion).
Impacts typiques :
- réduction des émissions de 10 à 25 % par rapport à un CEM I ;
- béton de structure autour de 220–260 kg CO₂e/m³.
Avantages chantier :
- comportement très proche d’un béton habituel ;
- compatibilité large avec les usages porteurs usuels (dalles, voiles, poutres) ;
- formulations disponibles chez quasiment toutes les centrales à béton.
Points de vigilance :
- bien vérifier la classe d’exposition et la durabilité (milieux agressifs, ouvrages en contact avec l’eau, etc.) ;
- attention aux temps de prise parfois un peu plus longs, surtout en hiver ;
- ne pas compter sur ces bétons pour atteindre des objectifs carbone très bas en RE2020 sur les projets ambitieux (logements collectifs « performants », tertiaire HQE, etc.).
Bétons à base de CEM III et liants fortement substitués
On monte d’un cran avec les bétons à base de liants à fort taux d’ajouts, principalement des laitiers de haut fourneau (CEM III) ou, plus marginalement, des cendres volantes ou fillers calcaires optimisés.
Ordres de grandeur :
- réduction carbone de 30 à 60 % par rapport à un béton CEM I ;
- bétons entre 120 et 200 kg CO₂e/m³ selon les formules.
Usages fréquents :
- dalles et voiles de logements collectifs bas carbone ;
- bureaux et ERP visant des labels environnementaux ;
- éléments préfabriqués (poteaux, poutres, prédalles) en usine.
Retours de terrain :
- temps de prise allongés, surtout avec forte teneur en laitier : bon pour les reprises de bétonnage et le pompage, mais il faut anticiper pour le décoffrage et la rotation de banches ;
- résistances mécaniques à jeune âge un peu plus lentes : à intégrer dans le phasage chantier (projets en chantier rapide, gros cycle de banches, etc.) ;
- nette amélioration de la durabilité dans certains environnements (milieux marins, milieux sulfatés), mais à vérifier au cas par cas.
Points de vigilance pour la maîtrise d’œuvre :
- exiger les FDES spécifiques des bétons (et pas seulement du ciment) pour les calculs RE2020 ;
- valider avec le BET structure la cinétique de prise vs les hypothèses de phasage ;
- se coordonner tôt avec la centrale à béton sur la disponibilité réelle des laitiers/cendres et les délais, surtout en région tendue.
Bétons « ultra bas carbone » et liants alternatifs
C’est la catégorie la plus médiatisée : liants avec taux de clinker très faibles, formulations hybrides ou innovantes (laitier + activateurs, géopolymères, ciments « sulfo-alumineux », etc.). On trouve sur le marché des bétons annoncés entre 50 et 150 kg CO₂e/m³.
Potentiel :
- jusqu’à –70 % à –80 % d’émissions par m³ par rapport à un béton classique ;
- permet souvent de passer un cap dans les simulations RE2020 sur les bâtiments très contraints (logements collectifs en zones denses, projets basés sur les labels les plus exigeants).
Mais on change de registre : ces produits sont soumis à des cadres réglementaires et assurantiels spécifiques.
Cadre réglementaire :
- beaucoup de formulations sont sous ATEx (Appréciation Technique d’Expérimentation) ou Document Technique d’Application (DTA) ;
- usage souvent limité à certains éléments (voiles, dalles, planchers) et à certaines classes d’exposition ;
- indispensable de vérifier l’acceptation par le contrôleur technique et l’assureur.
En pratique sur chantier :
- nouvelles habitudes de cure (souvent plus stricte pour éviter la fissuration de retrait) ;
- sensibilité accrue aux conditions météo (vent, température) ;
- formulations moins standardisées : on est plus proche du « béton de prescription » que du « béton de performance » générique.
À réserver, pour l’instant, à des équipes déjà un peu aguerries sur le bas carbone, avec un accompagnement technique du fournisseur et un BET structure qui maîtrise ces liants.
Préfa et systèmes industrialisés bas carbone
Réduire les émissions de la structure ne passe pas uniquement par la chimie du ciment. La préfabrication et certains systèmes industrialisés permettent de :
- réduire la quantité de béton ;
- optimiser les armatures ;
- limiter les reprises et surépaisseurs de chantier.
Quelques solutions aujourd’hui bien implantées :
Prédalles et prémurs bas carbone
- éléments minces préfabriqués avec béton CEM III ou liant bas carbone, complétés par un béton de clavage sur chantier ;
- économie de matière par rapport à une dalle pleine coulée en place ;
- qualité de parement et maîtrise des enrobages en usine.
Atouts :
- réduction des déchets et des non-qualités ;
- bonne répétabilité sur des programmes de logements ou de bureaux ;
- intéressant en zones urbaines à accès compliqué (moins de camions, moins de temps de coulage).
Systèmes poteaux-poutres optimisés
- poteaux et poutres préfabriqués en béton bas carbone ou en béton armé + coques béton ;
- possibilité de réduire les épaisseurs de dalle grâce à des portées optimisées ;
- facilité de démontage futur (logique économie circulaire).
Points de vigilance généraux sur la préfa :
- anticiper très tôt en phase APS/APD : la structure doit être pensée pour la préfabrication ;
- coordination forte entre architecte/BE structure/entreprise pour les interfaces (réservations, réseaux, acrotères, etc.) ;
- logistique : accès grue, zones de stockage, cadence de livraison.
Structures hybrides et solutions mixtes bois/béton
On s’éloigne du « tout béton », mais en pratique, beaucoup de projets RE2020 performants reposent sur des structures mixtes qui gardent un socle béton pour les parties les plus sollicitées :
- socles, parkings, noyaux durs en béton (escaliers, ascenseurs) ;
- planchers mixtes bois/béton ;
- surélévations bois sur existant béton.
Intérêt :
- réduire fortement le volume total de béton sans renoncer à la robustesse des parties critiques ;
- jouer sur la complémentarité des matériaux (résistance en compression pour le béton, légèreté et stockage carbone pour le bois) ;
- améliorer les performances acoustiques et de confort d’été (béton en partie supérieure de plancher par exemple).
Points à sécuriser :
- interfaces structurelles bois/béton (ancrages, connexions, ponts phoniques et thermiques) ;
- parements et protections des éléments bois (feu, humidité) ;
- compétence des entreprises : le mixte demande une coordination fine entre corps d’état.
Comment choisir le bon niveau de décarbonation pour un projet
Le bon béton n’est pas forcément le plus décarboné, mais celui qui permet d’atteindre l’objectif global du projet avec un risque maîtrisé. Une démarche de choix pragmatique peut suivre ces étapes.
1. Clarifier les objectifs carbone du maître d’ouvrage
- simple respect de la RE2020 avec une marge de sécurité ;
- visée d’un label (BBCA, E+C-, HQE, etc.) ;
- politique RSE interne plus ambitieuse (foncières, bailleurs sociaux, grands comptes).
2. Faire un premier bilan carbone prévisionnel
- avec un outil d’ACV dynamique ou un BET spécialisé ;
- tester des scénarios de structure : béton optimisé vs bas carbone vs mixte ;
- identifier les postes les plus émissifs (souvent dalles et voiles porteurs).
3. Discuter tôt avec le BE structure et la centrale à béton
- valider quelles familles de bétons sont disponibles localement et en volume suffisant ;
- vérifier les références chantier sur des ouvrages similaires ;
- construire un « panier » de produits : par exemple, CEM II pour fondations et infrastructures, CEM III pour superstructure, ultra bas carbone pour quelques éléments fortement dimensionnés.
4. Intégrer les impacts sur le planning et les coûts
- temps de prise et décoffrage : adapter le planning d’exé ;
- coûts matériaux : certains liants bas carbone sont plus chers à la tonne, mais peuvent être compensés par des optimisations de sections ;
- coûts indirects : formation des équipes, accompagnement technique, contrôles supplémentaires.
Checklist pratique pour un chantier en béton bas carbone
Avant d’arrêter une solution, quelques vérifications simples évitent des mauvaises surprises :
- Réglementation et assurance : le produit est-il couvert par norme, ATEx, DTA ? Le contrôleur technique et l’assureur valident-ils son usage pour l’élément concerné ?
- Performances mécaniques : classe de résistance, classes d’exposition, durabilité, cinétique de prise à 7/28 jours adaptées au phasage prévu.
- Approvisionnement : la centrale garantira-t-elle la même formule sur toute la durée du chantier ? Capacité de livraison aux cadences souhaitées ?
- Mise en œuvre : instructions spécifiques (cure, vibration, température minimale/maximale, adjuvants compatibles) bien intégrées par les équipes ?
- Contrôles : plan d’essais (résistance, ouvrabilité, maturité) adapté au caractère innovant du produit ?
- Documentation : FDES/EPD spécifiques, fiches techniques, PEP, intégrés au dossier marché et transmis au BE ACV.
Erreurs fréquentes à éviter
Sur les premiers chantiers bas carbone, on retrouve souvent les mêmes écueils.
- Choisir un béton « trop innovant » pour un chantier peu préparé : meilleure stratégie dans ce cas-là, commencer par des CEM II ou CEM III, plus faciles à gérer, puis monter en gamme sur les opérations suivantes.
- Décider trop tard : imposer du bas carbone en PRO ou après consultation, sans adapter le dimensionnement ni le planning, conduit à des surcoûts et tensions avec les entreprises.
- Sous-estimer l’impact sur le cycle des banches : avec des liants à prise lente, la rotation des coffrages doit être recalée, sinon on met le chantier en difficulté.
- Négliger la cure : un béton bas carbone mal protégé (vent, soleil, dessiccation) fissurera plus facilement. Film de cure, bâchage, planning de coulage deviennent critiques.
- Manquer de retours d’expérience : ne pas hésiter à visiter un chantier déjà réalisé avec la même gamme de bétons, échanger avec le conducteur de travaux, regarder les parements, les délais effectifs.
Vers un nouveau standard de structure porteuse
On assiste moins à une « révolution » du gros œuvre qu’à une évolution par paliers :
- pour beaucoup d’opérations courantes, le béton optimisé CEM II va remplacer progressivement le CEM I sans bouleverser les pratiques ;
- les CEM III et liants fortement substitués vont devenir le standard des programmes collectifs et tertiaires à ambition environnementale ;
- les bétons ultra bas carbone, aujourd’hui encore sous ATEx et réservés à des projets pilotes, vont se banaliser au fil des retours d’expérience et des normalisations.
Entre-temps, les systèmes préfabriqués et les structures hybrides offrent des leviers puissants pour limiter le volume de béton, parfois plus efficaces que de gagner quelques dizaines de kg CO₂e sur le m³.
Pour les pros du BTP, l’enjeu est clair : se constituer rapidement un « catalogue maison » de solutions décarbonées éprouvées, adaptées à leur typologie de chantiers, avec :
- 2 ou 3 familles de bétons bas carbone bien maîtrisées ;
- quelques partenaires industriels fiables (centrales, préfabricants) ;
- des retours de terrain documentés (plannings réels, coûts, pathologies éventuelles) pour ajuster les choix sur les opérations suivantes.
Ce travail d’appropriation demande un peu de temps, mais ceux qui s’y engagent dès maintenant auront un avantage compétitif clair lorsque le bas carbone ne sera plus une option, mais une ligne de base imposée sur l’ensemble des marchés publics et privés.