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Ciment, CO2 et environnement

Le procédé de fabrication du ciment libère des gaz à effet de serre, principalement du CO2 mais aussi des oxydes d’azote (NOx) et du dioxyde de soufre SO2 qui participent à l’acidification de l’atmosphère.

Fabrication des ciments courants

Ils sont obtenus à partir de calcaire et d’argile extraits des carrières. Ces matières premières sont broyées et mélangées pour assurer une composition régulière : carbonate de calcium (CaCO3), 77 à 83 % ; silice (SiO2), 12 à 14 % ; alumine (Al2O3), 2 à 4 % et oxyde ferrique (Fe2O3), 1,5 à 5 %. Le mélange est ensuite séché, broyé et cuit à 1 450 °C. Le produit obtenu est appelé clinker Portland.

Fabrication du ciment

Réduction des émissions de CO2 lors de la fabrication du ciment

Combustibles de substitution et matériaux de remplacement contribuent à limiter la pollution liée au CO2 lors de la cuisson du mélange calcaire-argile.

Sources de CO2

Stratégies de réduction des émissions de CO2

Émission énergétique liée à la combustion de matières fossiles (charbon, coke de pétrole) pour fournir l’énergie thermique nécessaire.

Amélioration de l’efficacité énergétique des cimenteries.

Utilisation de déchets destinés à l’incinération (vieux papiers, pneus usés, huiles usagées…) comme combustibles de substitution.

Émission de procédé liée à la décarbonatation du carbonate de calcium lors de la clinkérisation :
CaCO3 CaO + CO2

Remplacement d’une partie du clinker par d’autres matériaux.

Avec valorisation de déchets :

cendres volantes issues de la combustion du charbon (ciment Portland composé, ciment pouzzolanique, ciment au laitier et aux cendres) ;
laitier, sous-produit de l’industrie sidérurgique (ciment Portland composé, ciment de haut fourneau, ciment au laitier et aux cendres).

Avec utilisation d’autres substituts :

fumée de silice (ciment pouzzolanique) ;
pouzzolane naturelle (ciment pouzzolanique, ciment au laitier et aux cendres) ;
sulfoaluminate de calcium (ciment prompt).

Captage des polluants atmosphériques par le ciment

Un ciment vertueux ? Des recherches prometteuses permettent d’envisager le développement industriel de ciments capables de réduire la pollution atmosphérique : ciments à base d’oxyde de magnésium qui absorbent le CO2 de l’air en séchant, ciments renfermant des photocatalyseurs qui, sous l’action de la lumière, détruisent les oxydes d’azote et les composés organiques volatils issus de l’industrie, de la circulation routière et du chauffage domestique.

Illustration : Éric Menneteau – PRC