Le ciment est le liant indispensable de la construction moderne. Présent dans le béton, le mortier, les chapes ou les enduits, il assure la cohésion, la résistance mécanique et la durabilité des ouvrages.
Cette page explore en détail le rôle du ciment, son origine, les matières premières, le processus industriel de fabrication du clinker et ses usages les plus courants.
Pour découvrir les différents types de ciment définis par la norme NF EN 197-1 : Voir les types de ciment
Le rôle principal du ciment est d'agir comme un liant hydraulique. En présence d'eau, il déclenche une réaction chimique immédiate (l'hydratation) qui lie le sable et les granulats pour former un bloc monolithe résistant : le béton.
Contrairement à d'autres liants (comme la chaux aérienne), sa grande particularité est de pouvoir durcir et conserver sa stabilité même en milieu humide ou totalement immergé sous l'eau.
Ses fonctions essentielles dans un ouvrage sont :
Il lie les granulats entre eux dans le béton, formant un matériau homogène et résistant.
Le ciment apporte la résistance en compression qui permet aux ouvrages de supporter charges, efforts et contraintes structurelles.
Bien dosé, il limite la porosité, protège les armatures et améliore la longévité du béton face aux agressions extérieures.
L’idée d’un liant hydraulique remonte à l’Antiquité : les Romains utilisaient déjà des mélanges de chaux et de pouzzolanes pour construire ports et aqueducs. Le ciment moderne, quant à lui, naît au XIXᵉ siècle.
Les premiers ciments naturels apparaissent lorsque des calcaires argileux sont cuits à haute température, formant un clinker primitif.
En 1824, Joseph Aspdin met au point un procédé de cuisson contrôlée, aboutissant à un liant présentant une résistance beaucoup plus élevée : le ciment Portland, toujours à la base des ciments modernes.
Le XXᵉ siècle voit l’essor de la production industrielle, la maîtrise des températures de cuisson et la création des normes internationales qui définissent aujourd’hui la composition et les performances du ciment.
Le ciment est un matériau composé principalement de clinker, auquel sont ajoutés de petites quantités d’autres minéraux. Sa composition influence la réactivité, la résistance et le comportement du béton.
Le clinker est obtenu par cuisson d’un mélange de calcaire (80 %) et d’argile (20 %) dans un four rotatif. Il est constitué de quatre phases principales :
Ce sont ces minéraux qui réagissent avec l’eau pour donner naissance à la solidité du ciment.
Ajouté à hauteur de 3–5 %, le gypse régule la prise et empêche la fausse prise ou la prise éclair.
Selon le type de ciment, l’industrie utilise :
Pour découvrir en détail la classification des ciments CEM I à CEM V, consultez la page : Les différents types de ciment.
La fabrication du ciment est un procédé industriel complexe nécessitant précision, énergie et contrôle permanent. Voici ses grandes étapes :
Les carrières fournissent le calcaire et l’argile. Après extraction, ces matériaux sont concassés puis homogénéisés pour garantir une composition stable du futur clinker.
Les matières premières sont finement broyées pour former la farine crue. L’homogénéité de cette farine détermine en grande partie la qualité du ciment final.
Cette étape clé se déroule dans un four rotatif qui atteint environ 1450°C. La farine crue subit des transformations chimiques successives :
Cette phase consomme la majorité de l’énergie nécessaire à la fabrication du ciment.
Le clinker sort du four à haute température et est refroidi rapidement pour préserver ses propriétés minéralogiques.
Le clinker est broyé très finement avec du gypse et, selon le type de ciment, avec différents ajouts minéraux. La finesse de mouture influence directement :
Le ciment sert de base à une multitude d’ouvrages, dans tous les domaines du bâtiment.
Ouvrages structurels (poutres, dalles, fondations), bétons décoratifs, bétons massifs, bétons précontraints, etc.
Montage de briques et blocs, joints, enduits, scellements.
Chapes traditionnelles, chapes fluides, ragréages et surfaces industrielles.
Ouvrages hydrauliques, infrastructures routières, environnements agressifs, réparations structurelles.
Le clinker provient de la cuisson d’un mélange de calcaire et d’argile à environ 1450°C dans un four rotatif. C’est le constituant principal du ciment.
Le clinker est la matière issue de la cuisson. Le ciment est un produit fini obtenu en broyant ce clinker avec du gypse et divers ajouts.
La chaleur provient des réactions d’hydratation entre le clinker et l’eau. Certaines phases minérales, comme les silicates tricalciques, dégagent beaucoup de chaleur pendant la prise.
Les ajouts les plus utilisés sont : laitier, cendres volantes, fillers calcaires et pouzzolanes. Ils modifient la réactivité, améliorent la durabilité ou réduisent l’empreinte carbone.
La cuisson du clinker génère du CO₂. L’industrie réduit progressivement cette empreinte via les ajouts minéraux, l’optimisation énergétique et les nouveaux ciments bas carbone.
