Préserver les ressources naturelles : la valorisation des déchets en cimenterie

L’industrie cimentière belge

Editeur responsable: JP Jacobs, 8 rue Volta, 1050 Bruxelles – Graphisme: Annick Dereine – 2006 L’industrie cimentière est constituée de trois sociétés: CBR, CCB et Holcim. Son chiffre d’affaires s’élève à environ 480 millions d’euros et elle dispose d’un effectif de près de 1.500 personnes. La consommation annuelle de ciment en Belgique est d’environ six millions de tonnes.

Des métiers au service de la qualité

Très variés, les métiers présents au sein de cette industrie exigent une qualification toujours plus avancée, qui permet d’accompagner l’évolution des procédés et d’assurer une amélioration constante de la qualité des produits.

Proximité et service

Une dizaine de sites industriels sont répartis sur le territoire belge, relayés par des agences commerciales au contact des clients utilisateurs.

Innovation et haute technologie

Innovante et à l’écoute du marché, l’industrie cimentière consacre une part importante de ses investissements à la recherche et au développement de nouvelles technologies. Ses laboratoires font appel à des compétences pointues et collaborent avec des centres de recherches étrangers.

Une démarche environnementale volontariste

L’industrie cimentière poursuit une démarche volontariste en matière d’environnement, comme en témoignent ses actions régulières en faveur du réaménagement des carrières, ses efforts pour réduire les émissions atmosphériques et diminuer la consommation d’énergies fossiles et de matières premières.

Des produits qui améliorent la qualité de vie

Matériaux du cadre de vie, les ciments permettent la réalisation d’ouvrages qui développent, protègent et sécurisent nos villes, nos industries, et nos grandes infrastructures. Les nombreuses qualités des bétons, principales applications des ciments, participent au confort et à la protection de chacun d’entre nous au quotidien.

Préserver les ressources naturelles : la valorisation des déchets en cimenterie

Le ciment, du latin caementum «pierre naturelle», est produit à partir de matières premières, le calcaire et l’argile. Les ciments sont obtenus grâce à une cuisson qui combine ces matières premières à 1450°C. La cuisson s’effectue dans un four rotatif, tube de 50 à 90 mètres de long au bout duquel les combustibles introduits produisent une flamme de 2.000°C. Les ciments ne peuvent être obtenus sans cette combinaison physico-chimique à très haute température. Le ciment est l’élément de base indispensable à la fabrication du béton.

Principales étapes de la fabrication des ciments

Efficacité : huiles et solvants usagés, eaux polluées, farines animales… aucun de ces déchets ne résiste à une température de 2.000 degrés.

Sécurité et qualité : l’utilisation de déchets est réglementée et fait l’objet de procédures internes très strictes afin de garantir la sécurité des employés et des riverains des cimenteries et le maintien de la qualité des ciments produits.

Depuis la carrière jusqu’au transport des produits finis, les cimentiers intègrent à tous les niveaux de leur procédé une démarche en faveur de la préservation des ressources naturelles et de la réduction des émissions de CO2. Ainsi, elle utilise, depuis de longues années, des combustibles de récupération comme le coke de pétrole et les schistes de terril ou encore des matières premières alternatives comme les cendres volantes et le laitier sidérurgique.

Elle a identifié et développé son potentiel de valorisation pour des combustibles de substitution tels que pneus, bois, papier, résidus de broyage automobile, huiles usagées, solvants, etc., qu’elle utilise en toute sécurité.

La mise en œuvre par l’industrie cimentière de solutions sûres et efficaces dans la totalité des usines en Belgique lui permet de présenter un bilan très positif pour l’utilisation de déchets en cimenterie, qui représente aujourd’hui plus d’un tiers de l’énergie thermique utilisée pour la fabrication des ciments.

Le traitement des déchets : un enjeu majeur pour notre société

Le traitement des déchets (pneus, huiles usagées et farines animales, par exemple) est un enjeu environnemental majeur pour la collectivité, les pouvoirs publics et les industriels qui, tous, sont à la recherche de solutions écologiques et pérennes.

Le rôle actif de l’industrie cimentière

Avec l’utilisation de déchets en cimenterie, l’industrie cimentière participe depuis de nombreuses années à l’effort collectif pour la préservation des ressources naturelles et le traitement des déchets.

Une exigence : le maintien de la qualité des ciments

L’utilisation de déchets en cimenterie s’effectue dans des conditions particulièrement strictes. Ne sont ainsi utilisés que des déchets sélectionnés pour leur compatibilité avec le procédé cimentier et la qualité des ciments.

Le processus de fabrication des ciments permet d’utiliser les déchets de deux façons :

• En remplacement partiel des constituants de base (calcaire et argile) : c’est la valorisation matière.
• En remplacement des combustibles fossiles (coke de pétrole, charbon, fioul lourd…) : c’est la valorisation énergétique.

La valorisation matière

• Traditionnellement, l’industrie cimentière emploie 4/5 de calcaire et 1/5 d’argile pour fabriquer le ciment. Les cimentiers utilisent depuis longtemps des sous-produits (ou déchets) en substitution des matières premières sans modifier la qualité du ciment.

L’argile, par exemple, peut-être en partie remplacée par des cendres provenant de centrales thermiques au charbon. Ces déchets ne doivent pas être éliminés par d’autres moyens sans valeur ajoutée.

Des centaines de milliers de tonnes de matières premières de carrière sont ainsi économisées chaque année.

La valorisation énergétique

Depuis une vingtaine d’années, les cimenteries réduisent leur consommation d’énergie d’origine fossile (charbon, fioul lourd, coke de pétrole…) grâce à l’utilisation de déchets sélectionnés, appelés combustibles de substitution. L’industrie cimentière a été sollicitée par les pouvoirs publics à plusieurs reprises en raison de sa capacité à assurer une bonne destruction des déchets et, notamment, à assurer en toute sécurité la destruction de déchets spécifiques comme les farines animales, les terres polluées, etc.

Aujourd’hui, plus d’1/3 de l’énergie thermique nécessaire à la fabrication des ciments provient de la combustion de déchets.

Les avantages de la valorisation énergétique des déchets

Préserver les combustibles d’origine fossiles

(charbon ou produits pétroliers…) et réduire leur importation en Belgique. Participer à la réduction des émissions de CO2 S’ils n’étaient pas brûlés en cimenterie, ces déchets seraient éliminés par la voie de l’incinération traditionnelle. Dans ce cas, les rendements énergétiques sont beaucoup plus faibles et quelques fois nuls. Les émissions de CO2 correspondantes viennent alors s’ajouter à celles dues à la fabrication des ciments, et des déchets ultimes sont placés en décharge sans aucune valorisation, produisant parfois même du méthane, autre gaz à effet de serre…

En définitive, toute utilisation de déchets comme combustible pour la fabrication de ciment est une «valorisation», souvent préférable d’un point de vue écologique à l’élimination, car elle économise l’énergie et diminue les émissions de CO2.

• Les hautes températures des fours de cimenterie permettent une destruction totale des molécules organiques, même complexes, des déchets. Il n’y a donc pas de risque de pollution lié à la valorisation de déchets en cimenterie.
• Une valorisation optimale : les déchets étant directement au contact de la flamme, toute l’énergie libérée est utilisée.
• Le procédé cimentier n’engendre ni cendre ni mâchefer à placer en décharge : il est zéro déchet.
• L’utilisation des déchets en cimenterie réduit l’importation de combustibles fossiles non renouvelables dont elle est fortement consommatrice. Ainsi aujourd’hui, plus de 1/3 de l’énergie calorifique utilisée pour la fabrication des ciments provient de la combustion de déchets, économisant annuellement l’importation de 576.000 tep (tonne équivalent pétrole).

Un protocole de contrôle et de traçabilité très strict

L’utilisation de déchets est soumise à une autorisation administrative. L’aptitude du procédé cimentier à détruire chaque type de déchets sélectionnés en toute sécurité est d’abord vérifiée sous le contrôle de l’Office wallon des déchets.

Des procédures internes d’acceptation et de réception des déchets en cimenterie sont ensuite mises en place. Elles permettent de s’assurer de la conformité du déchet à un cahier des charges strict.

Des contrôles permanents sont menés par les laboratoires des cimenteries équipés d’appareils de dernière technologie (auxquels s’ajoutent des contrôles réguliers et inopinés de la police de l’environnement) et des mesures systématiques sont effectuées à la sortie des cheminées des usines, par les cimentiers et par des laboratoires indépendants agréés. L’ensemble de ces mesures garantit le maintien de la qualité des ciments, qui sont tous des produits normalisés.

Pas de pollution supplémentaire liée à l’utilisation des combustibles de substitution

Les émissions aux cheminées des fours à ciment respectent les limites fixées par la réglementation. A ce titre, il faut savoir que – depuis janvier 2006 – le secteur cimentier est soumis à des valeurs limites d’émission encore plus contraignantes qu’auparavant (par exemple : maximum 1 milligramme de fluorure d’hydrogène par mètre cube de fumée au lieu de 3). De plus, des équipements performants (électrofiltres, filtres à manches) ont permis, en dix ans, de diviser par plus de cinq les émissions de poussières en cimenterie.

Une qualité et des caractéristiques physico-chimiques inchangées

Les composants organiques des déchets sélectionnés ne sont pas différents de ceux des combustibles fossiles, ce sont principalement du carbone et de l’hydrogène. Quant aux éléments minéraux introduits avec les déchets, ils sont les mêmes que ceux contenus dans les matières premières de carrière. Les éléments métalliques présents à l’état de traces sont fixés de manière complète et irréversible dans les ciments et les bétons, quel que soit le combustible utilisé lors de la fabrication des ciments.

Vrai… Faux…

On valorise n’importe quel déchet en cimenterie : faux. La destruction d’un déchet en cimenterie est soumise à autorisation administrative. Les déchets (huiles usagées, pneumatiques usagés non réutilisables, résidus de solvant et de peinture…) doivent satisfaire à un cahier des charges strict avant d’être acceptés et brûlés en cimenterie. Ces procédures permettent au cimentier de refuser des déchets non conformes et d’établir pour les déchets sélectionnés qu’ils ne présentent aucun risque pour les employés, les riverains des cimenteries et les utilisateurs de ciments.

L’utilisation de combustibles de substitution modifie la qualité des ciments vendus : faux. Le respect du cahier des charges garantit également la compatibilité des déchets sélectionnés avec le procédé cimentier et la qualité des ciments. Ces déchets sont utilisés avec la sécurité d’un procédé industriel conçu pour fabriquer des produits normalisés, les ciments. La valorisation des déchets en cimenterie est efficace et sûre ; elle ne modifie pas les domaines d’emploi des ciments. On trouve plus de métaux lourds dans les ciments depuis l’utilisation des déchets en cimenterie : faux. Les déchets sont sélectionnés de manière à ce que les éléments minéraux issus de leur combustion soient les mêmes que ceux présents normalement dans le clinker, constituant de base du ciment. Ainsi, la composition chimique élémentaire, notamment en éléments traces métalliques, des ciments reste du même ordre que celle des ressources de départ. Par ailleurs, quel que soit le combustible utilisé lors de la fabrication des ciments, ces éléments traces métalliques sont fixés de manière complète et irréversible dans les mortiers et les bétons.

La combustion de déchets en cimenterie permet de contribuer à la réduction des émissions de CO2 : vrai.

En brûlant des déchets en substitution des combustibles classiques, on «valorise» ces déchets avec une récupération maximale de leur pouvoir calorifique.

Détruire ces déchets ailleurs qu’en cimenterie reviendrait à cumuler les émissions de CO2 : celles liées à la fabrication des ciments avec combustibles d’origine fossile et celles dues à l’incinération de ces déchets ailleurs qu’en cimenterie.

On observe des émissions atmosphériques plus polluantes en cimenterie depuis l’utilisation de combustibles de substitution : faux. La sélection des déchets s’opère dans un cadre réglementaire très strict. De plus, l’industrie cimentière effectue des mesures systématiques au niveau de la cheminée de ses fours sous le contrôle de l’État et fait réaliser d’autres mesures par des laboratoires indépendants agréés. Si on prend l’exemple des dioxines, on observe que le procédé cimentier, quel que soit le combustible utilisé (classique ou déchet), conduit à des émissions de dioxines extrêmement faibles, six fois inférieures à la réglementation européenne.