L'étude a montré que la minéralisation du CO₂ – un processus par lequel le CO₂ émis et atmosphérique est réduit en l'absorbant dans des infrastructures telles que le béton, les briques, les pavés et les substituts du clinker – a le potentiel de réduire les émissions de la production de ciment de 15%, ce qui équivaut à 0,8% des émissions mondiales de gaz à effet de serre en 2020.

Sur les dix technologies étudiées qui utilisent la minéralisation du CO₂, les chercheurs ont constaté que la pâte de ciment recyclée fabriquée à partir de béton démoli était la plus efficace et la plus économique. La pâte de ciment est une substance semblable à de la colle qui lie des matériaux comme le sable ou le gravier pour créer du béton. La pâte de ciment recyclée provient généralement d'anciennes infrastructures, comme des immeubles de bureaux démolis.

L'auteur principal, Rupert J. Myers, du département de génie civil et environnemental de l'Imperial, a déclaré: «Dans la lutte contre le changement climatique, la réduction des émissions provenant de la production de ciment, et plus largement de l'industrie de la construction, est un défi. Nos résultats suggèrent que la pâte de ciment minéralisée au CO₂ pourrait être une technologie de premier plan pour nous aider à décarboniser le secteur.»

Les matériaux de construction sont responsables d'environ 13 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre, dont la plupart proviennent de la fabrication du béton et de l'acier. Le béton est le deuxième matériau le plus demandé sur la planète après l'eau, et cette demande ne fera qu'augmenter. C'est pourquoi les scientifiques ont cherché des solutions pour réduire les émissions liées à la production et à l'utilisation du béton et du ciment.

Pour réaliser cette étude, les chercheurs ont examiné 10 technologies différentes qui prétendent minéraliser efficacement le CO₂ dans le ciment. Ils ont constaté que seules deux de ces technologies étaient efficaces et économiques pour réduire les émissions de CO₂ provenant du processus de production du ciment.

Pour la plupart des technologies, les preuves de leur capacité à réduire les émissions de CO₂ en situation réelle sont faibles ou limitées, même si les entreprises affirment qu'elles sont efficaces.

Ils ont également constaté que les technologies économiques basées sur la minéralisation du CO₂ étaient de deux à cinq fois moins coûteuses que les technologies de captage et de stockage du carbone (CSC), où le carbone est capturé et stocké sous terre.

La minéralisation du CO₂ présente l'avantage supplémentaire d'être une solution permanente relativement simple à gérer. Les matériaux de construction peuvent stocker le CO₂ pendant des centaines d'années dans les infrastructures, voire plus longtemps lorsque les matériaux démolis sont recyclés.

Justin D. Driver, du département de génie chimique, co-auteur de l'article, a déclaré: «Bien que ces résultats soient prometteurs, il est important de comprendre que la minéralisation du CO₂ n'est pas une solution miracle. La quantité de matières premières disponibles pouvant absorber le CO₂ est limitée, ce qui signifie que le potentiel de réduction des émissions de la technologie dans tous les secteurs est également limité.»

Ellina Bernard, co-auteur de l'étude et scientifique au laboratoire Béton et Asphalte de l'Empa, ajoute: «Cette étude le montre que l’application plus large de la minéralisation du CO₂ par le béton en fin de vie ou d'autres déchets industriels à base de calcium est limitée par la quantité de matériaux à carbonater. Cependant, des économies de CO₂ de 15% dans la production de matériaux de construction ne sont pas négligeables.» La recherche devrait continuer à être menée pour réduire les coûts mais aussi optimiser ces technologies de captage et d'utilisation du carbone (CCU). Les CCU sont également au cœur de la nouvelle initiative de recherche de l'Empa, «Mining the Atmosphere».

L'équipe de recherche, qui comprend également des chercheurs de l'Empa (Laboratoire fédéral suisse de science des matériaux et de technologie) et de l'EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne), met en évidence certains domaines d'action importants pour les décideurs politiques, les investisseurs, les chercheurs et les autres parties prenantes qui cherchent à réduire les émissions du secteur du ciment :

• Développer des politiques qui soutiennent le recyclage du béton démoli, qui peut ensuite être utilisé pour les technologies de minéralisation du CO₂, améliorant ainsi les réductions d'émissions.
• Cibler les technologies de minéralisation du CO₂ qui s'avèrent compétitives (consacrer des efforts à des technologies non compétitives peut s'avérer contre-productif pour faire face à la crise climatique urgente).
• Faire preuve de transparence quant à la compétitivité de ces technologies, sur la base des coûts de production, de la demande pour le produit, de la part de marché et des cas d'utilisation, et fournir des informations et un étiquetage faciles à comprendre et permettant aux investisseurs de comparer les technologies entre elles