La filière du ciment émet en moyenne 12,5 % des émissions de l’industrie française et a un impact majeur sur le bilan carbone du BTP. En effet, le ciment est le composant clé du béton, matériau de construction le plus utilisé au monde. Le clinker présent dans le ciment génère 90 % de l’empreinte carbone d’une unité de béton traditionnelle, alors qu’il représente seulement 10 % de la masse de ses composants. Pourtant, les cimenteries peinent encore à initier leur transition. Découvrez quels leviers privilégier pour mener à bien la décarbonation de l’industrie du ciment et contribuer aux objectifs du secteur.
D’où viennent les émissions de CO2 de l’industrie du ciment ?
L’industrie du ciment émet environ 10 millions de tonnes de CO2 par an. L’immense majorité de ces émissions proviennent de deux sources majeures, directement liées à la production du clinker :
- environ 2/3 sont des émissions « de process » qui proviennent de la décarbonatation du calcaire, lors de la cuisson du calcaire et de l’argile ;
- environ 1/3 sont des émissions d’énergie provenant des combustibles fossiles utilisés pour chauffer les fours et permettre la cuisson.
Une petite partie des émissions nettes de CO2 de l’industrie cimentière provient également des déchets dits « hors biomasse ». Cette catégorie comprend les émissions libérées par la combustion de déchets ne comportant pas de matière organique. Les émissions de scope 3 de la filière sont très minoritaires et ne sont pas prises en compte par la feuille de route de décarbonation du ciment.
Les données sectorielles du rapport Secten 2025 montrent des émissions de CO2 qui évoluent de manière irrégulière ces dernières années, sans trajectoire de décarbonation claire. Comme le précise la feuille de route de la filière ciment, ces variations sont principalement dues au niveau de consommation, ainsi qu’aux dynamiques d’import-export. L’impact de la mise en œuvre d’actions volontaires, pourtant essentielles à la décarbonation du secteur, semble encore très minime.
Tous les ans, une partie du clinker et du ciment utilisés en France est importée de l’étranger, ce qui participe à augmenter l’empreinte carbone du secteur.
Quels sont les objectifs de décarbonation de l’industrie cimentière ?
La feuille de route de décarbonation de la filière Ciment de mai 2023 présente des objectifs de réduction des émissions nettes en cohérence avec la Stratégie nationale bas-carbone. Elle décrit trois scénarios de trajectoires de décarbonation : un scénario ambitieux, un scénario central et un scénario tendanciel. Son scénario central, issu des hypothèses les plus plausibles, vise une réduction de -51 % des émissions en 2030 et de -90 % en 2050. Ces objectifs de décarbonation excluent l’effet de demande et se rapportent à 2015, qui constitue l’année de référence.
Ce scénario prévoit un niveau d’émission net égal à 4 836 kt de CO2 en 2030 et 1 034 kt de CO2 en 2050. Les objectifs de décarbonation de l’industrie du ciment prennent en compte l’utilisation du captage du CO2 dès 2030. À horizon 2050, la filière du ciment devrait uniquement conserver des émissions incompressibles. Cela inclut notamment l’utilisation d’intrants fossiles sans alternative décarbonée pour les procédés de production.
La feuille de route de décarbonation de la filière Ciment a été élaborée avant la finalisation du projet de SNBC-3. Elle pourrait ainsi faire l’objet d’une mise à jour prochainement, pour prendre en compte les modifications apportées à la SNBC-2.
Quels leviers de décarbonation pour la filière du ciment ?
Si la transition de la filière du ciment peine à trouver son rythme, les principaux leviers de décarbonation disponibles sont désormais largement connus. Les progrès modestes de ces dernières années contrastent avec de nombreuses améliorations techniques dans la production du ciment et du béton. La feuille de route sectorielle identifie 5 leviers de décarbonation principaux. Voici leur description, ainsi que, lorsqu’elle est disponible, une hypothèse de coût d’investissement sur une usine de mesures correspondantes.
Les hypothèses de coûts d’investissement présentées proviennent du rapport final du Plan de transition sectoriel de l’industrie du ciment (tableau 44, p.161). Les mesures budgétisées dans ce document peuvent légèrement varier de celles prévues par la feuille de route sectorielle.
Levier 1 : poursuivre l’amélioration de l’efficacité énergétique dans les cimenteries
L’amélioration de l’efficacité énergétique des cimenteries renvoie principalement au concept « d’upgrading ». Il consiste à remettre à niveau une ancienne usine selon les Meilleures Techniques Disponibles (MTDs). La principale mesure associée à ce levier vise à remplacer les fours rotatifs par des fours en voie sèche avec précalcinateur.
Le PTS de 2023 indique un coût d’investissement estimé de 150 M€ pour cette seule mesure, à l’échelle d’une usine. Ce prix est particulièrement élevé, puisqu’il entraîne une modification importante du processus de production. Parmi les autres améliorations possibles, on peut citer le remplacement des refroidisseurs des fours à clinker par des refroidisseurs dernières technologies, ainsi que la mise en place de systèmes de récupération de chaleur. Ces dernières permettent de préchauffer la matière avant la cuisson.
D’après la feuille de route de la filière, une cimenterie réalisant un upgrading pourrait passer de 3 942 MJ/t de clinker en 2015 à 3 600 en 2030 et 3 500 en 2050. Cela représente un potentiel de réduction des émissions de GES de 321 kt de CO2 en 2030 et 409 kt de CO2 en 2050.
La feuille de route sectorielle ne vise pas les meilleures performances accessibles. En effet, le PTS de la filière Ciment précise que « la rénovation d’une cimenterie permettrait d’atteindre une intensité thermique de 3 150 MJ/t de clinker à horizon 2050. » Cela représente un gain d’efficacité énergétique compris entre 15 et 20 %, par rapport à 2015.
Levier 2 : substituer davantage les combustibles fossiles par des combustibles alternatifs contenant de la biomasse
La substitution progressive des combustibles fossiles (charbon et coke de pétrole) constitue un levier de décarbonation intéressant pour la filière du ciment. Les usines peuvent ainsi utiliser des déchets tels que des huiles, des résidus de solvants et de peinture ou encore des pneus non réutilisables. Si cette mesure est déjà très utile, elle reste insuffisante. En effet, l’emploi de déchets ayant une forte teneur en biomasse est indispensable pour véritablement réduire les émissions liées à la production de chaleur.
L’objectif sectoriel est de :
- passer à 80 % de taux de substitution des combustibles fossiles en 2030 et à 85 % d’ici 2050 ;
- atteindre 53 % de part de biomasse dans les déchets en 2030 et 60 % en 2050.
La feuille de route de la filière estime un potentiel de réduction des émissions de 1 400 kt de CO2 en 2030 et de 1 624 kt de CO2 en 2050. Le scénario de référence du PTS Ciment vise, quant à lui, un taux de substitution moyen de 95 % dont 45 % de biomasse, à atteindre dès 2035.
Les cimenteries en voie semi-sèche utilisent plutôt des combustibles de substitution liquides, contenant rarement de la biomasse. Convertir ces usines en voie sèche avec précalcinateur permet de contribuer davantage à la décarbonation du mix thermique.
Levier 3 : réduire la teneur en clinker des ciments
La diminution de la teneur en clinker des ciments est un enjeu important pour réduire les émissions du secteur. En fonction des performances recherchées, il est possible d’augmenter la part des ajouts, comme les laitiers, le calcaire ou les argiles calcinées. Des ciments à très faible teneur en clinker existent déjà et doivent continuer d’être développés pour remplacer progressivement les produits actuels. La feuille de route de la filière vise à passer de 77 % de teneur en clinker en 2015 à 68 % en 2030 et à 62 % en 2050.
Cela reviendrait à un gain carbone estimé à 928 kt de CO2 dès 2030 et à 1 330 kt de CO2 d’ici 2050. Encore une fois, le plan de transition sectoriel de l’industrie cimentière est plus ambitieux. Le scénario de référence prévoit une baisse moyenne du taux de clinker de 66 % en 2030 et de seulement 58 % à horizon 2050. Les coûts d’investissement estimés pour une usine sont de 20 M€ pour financer un four de calcination flash pour les argiles et de 10 M€ pour la conversion d’un four rotatif pour la production d'argiles calcinées.
La réduction du taux de clinker représente le levier de décarbonation le plus prometteur en termes de potentiel de décarbonation.
Levier 4 : développer la production et la mise sur le marché des ciments alternatifs
La feuille de route de la décarbonation du secteur cimentier met en avant le développement de ciments alternatifs. En effet, de nouveaux clinkers obtenus grâce à d’autres mécanismes de réaction ou à des températures de cuisson plus faibles représentent des pistes intéressantes. Cependant, les ciments alternatifs sont des solutions encore émergentes et aucune donnée ne permet d’évaluer un gain carbone significatif.
Le PTS Ciment se montre d’ailleurs plus prudent et ne positionne pas les ciments alternatifs parmi ses 5 leviers principaux. Le document rappelle que les propriétés physico-chimiques les limitent à des utilisations très spécifiques. Les ciments alternatifs sont donc aujourd’hui un marché de niche et leur développement pourrait représenter un potentiel de décarbonation assez marginal. À ce titre, les efforts des cimentiers devraient se concentrer dans un premier temps sur les autres leviers déjà détaillés.
Levier 5 : les technologies de capture et de stockage du carbone (CCS)
Au vu des émissions fatales du process de production de ciment, le captage du CO2 constitue un levier de décarbonation important au niveau du secteur. Il est indispensable à l’atteinte des objectifs de réduction des émissions dans tous les scénarios étudiés. Pour rappel, la capture et le stockage du carbone (CCS) consiste à capter directement le CO2 émis lors de la production du clinker. Il est ensuite transporté vers des sites d’enfouissement et est enterré à plus de 1 000 m de profondeur.
La feuille de route de la filière prévoit un potentiel de réduction de 2 401 kt de CO2 en 2030 et de 5 816 kt de CO2 en 2050. Il est cependant important de rappeler que le captage du CO2 est un levier qui fait face à de nombreux obstacles. D’abord, ce type de projet est extrêmement coûteux à mettre en place, ce qui pourrait retarder le financement des autres leviers pourtant prioritaires. L’investissement nécessaire – pour une usine produisant une moyenne annuelle de 600 kt de ciment – est estimé à 200 M€.
De plus, des difficultés techniques peuvent complexifier la mise en œuvre d’un processus de CCS, limitant les gains. La localisation de nombreuses cimenteries vis-à-vis des sites d’enfouissement rendrait d’ailleurs impossible leur utilisation de la capture du carbone. Les possibilités de stockage du carbone étant limitées, l’État va aussi devoir arbitrer quels sites industriels bénéficieront de cette technologie. Malgré son potentiel, l’impact de ce levier de décarbonation reste relativement incertain. C’est pourquoi les cimentiers devraient se concentrer sur la mise en œuvre des autres actions de réduction des émissions.
Comment initier la décarbonation de sa cimenterie ?
L’enjeu pour les cimentiers est de choisir quelles actions prioriser dans le cadre d’une stratégie de transition cohérente. Pour cela, il est essentiel de réussir à exploiter les nombreuses données de reporting à la disposition des équipes. L’arbitrage des leviers à mettre en œuvre doit également prendre en compte les sources de financement envisageables. Or, le contexte de soutien à la décarbonation du secteur est actuellement très incertain.
Pérennisation des financements France 2030, engagement de l’État sur le déploiement du CCS, mise en œuvre des contrats carbone pour différence : les sujets sont nombreux. Pour faciliter le passage du reporting à la décarbonation effective, il peut être utile de collaborer avec un bureau d’études spécialisé, comme Akéa Énergies. L’accompagnement de consultants permet de créer une feuille de route personnalisée optimisant à la fois les coûts et les gains carbone.
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