Le ciment est fondamental pour la société contemporaine, mais quels sont ses impacts environnementaux et comment est-il possible de les réduire?
Le ciment peut être considéré comme une ressource qui a révolutionné l'histoire de l'ingénierie et la façon dont les villes ont commencé à se développer. Les résidences, les places, les bâtiments, les stades et pratiquement tout type de construction comptent sur cette substance comme l'un de ses matériaux de base. Mais vous êtes-vous déjà demandé comment se déroule le processus de production de ciment et comment réduire ses impacts?
La fabrication du ciment n'est pas simple et nécessite beaucoup d'énergie et différents mécanismes. Utilisé comme liant, les principales matières premières présentes dans sa composition sont le calcaire et l'argile. Tous deux trouvés, toujours en excès, et extraits de la nature.
Ainsi, on peut considérer que les sites destinés à leur production sont constitués par deux grandes activités: l'extraction du calcaire et la fabrication de ciment. Les installations de l'usine sont généralement proches des sites d'extraction de calcaire pour faciliter le transport des matières premières lourdes vers la zone industrielle.
L'activité d'extraction de roches calcaires est réalisée dans de grandes carrières mécanisées à ciel ouvert. Et, après avoir été extraites, les roches sont démontées et réduites avec des explosifs pour avoir une granulométrie adéquate.
Etapes de fabrication
Le processus technologique de production de ciment mis en œuvre dans la plupart des industries brésiliennes est connu sous le nom de processus à sec et comprend principalement les étapes suivantes:
- Broyage et homogénéisation des matières premières (obtention de farine brute)
- Clinkérisation de farine brute dans des fours rotatifs (production de clinker) et refroidissement ultérieur du clinker
- Broyage du clinker et ajout de plâtre pour obtenir du ciment
- Mise en sac et expédition du produit final
Premièrement, les matières premières - calcaire (94%), argile (4%) et de plus petites quantités d'oxydes de fer et d'aluminium (2%) - sont broyées et mélangées jusqu'à l'obtention d'une poudre fine (farine brute). Cette matière est ensuite introduite dans un four rotatif où elle est portée à une température de 1500 ° C, avant d'être subitement refroidie par des rafales d'air. C'est ainsi que se produit le clinker, matériau de base nécessaire à la fabrication du ciment. Le matériau obtenu (clinker) est mélangé avec du plâtre (gypse) et d'autres ajouts (tels que le calcaire, la pouzzolane ou le laitier) donnant naissance aux différents types de ciment qui sont, enfin, ensachés pour pouvoir être commercialisés.
Ce procédé nécessite une forte consommation d'énergie, soit sous forme d'énergie thermique (chaleur), au moyen de combustibles utilisés pour chauffer les fours rotatifs pour la production de clinker, soit sous forme d'énergie électrique, consommée dans l'ensemble du processus industriel de manutention. machines, faire tourner les fours rotatifs et les moulins. Cependant, la majeure partie de cette consommation se réfère à la dépense d'énergie thermique lors de la combustion de combustibles.
Les combustibles qui alimentent les fours proviennent, pour la plupart, de sources non renouvelables, comme le pétrole et le charbon. Parmi les carburants les plus utilisés, certains solides se distinguent, comme le coke de pétrole et l'essence, et certains gazeux, comme le gaz naturel et d'autres dérivés du charbon minéral.
Le coke de pétrole est la principale source d'énergie dans l'industrie du ciment, étant le principal combustible utilisé dans le four rotatif à clinker. C'est un matériau granulaire noir et brillant composé principalement de carbone (90 à 95%), mais il a aussi généralement une teneur expressive en soufre (environ 5%). La raison pour laquelle ce carburant est largement utilisé est due à sa valeur calorifique élevée associée au faible coût d'acquisition.
En plus de ces combustibles traditionnels, des résidus et déchets industriels et de la biomasse, du charbon de bois et des résidus agricoles peuvent également être utilisés pour alimenter les fours.
Impacts environnementaux
Les usines de ciment finissent par polluer l'environnement et sont responsables des impacts environnementaux pertinents.
Et, bien que le processus de fabrication de ce matériau ne produise pas directement de déchets solides, puisque les cendres provenant de la combustion des combustibles dans le four rotatif sont normalement incorporées dans le clinker lui-même, il y a une forte émission de polluants gazeux et de matières particulaires.
De cette manière, les principaux impacts sont causés par l'émission de gaz polluants issus de cette combustion. Un exemple est la forte émission de dioxyde de carbone (CO2), l'un des principaux gaz qui déséquilibrent l'effet de serre.
Sous la direction du Conseil mondial des entreprises pour le développement durable (WBCSD), la Cement Sustainable Initiative (CSI - Cement Sustainability Initiative ) a commandé un vaste programme de recherche sur l'impact de l'industrie du ciment sur dans le monde entier et a travaillé à l'élaboration d'un plan d'action afin de trouver des moyens d'améliorer la durabilité de la production de ciment.
Les entreprises du ciment sont responsables d'environ 5% des émissions mondiales de dioxyde de carbone (CO2), d'origine anthropique, rejetées chaque année dans l'atmosphère. On estime que, dans la production d'une tonne de clinker, une tonne de CO2 est produite, contribuant largement à l'augmentation de l'effet de serre, selon une étude.
Dans le processus de fabrication du ciment, de l'oxyde de soufre, de l'oxyde d'azote, du monoxyde de carbone et des composés de plomb peuvent également être libérés, qui sont tous des polluants.
De plus, lors de la première étape d'extraction des matières premières, des impacts physiques peuvent également se produire, tels que des glissements de terrain dans les carrières de calcaire et des érosions dues aux vibrations produites au sol. Et l'extraction d'argile dans les rivières peut provoquer l'approfondissement de ces cours d'eau, en diminuant la quantité d'eau dans les lits et en perturbant les habitats là-bas, ce qui diminue la biodiversité de plusieurs régions.
Alternatives pour réduire les impacts
Selon les prévisions, la production de ciment continuera de croître dans les années à venir, ce qui augmenterait par conséquent les émissions totales de CO2 dans le monde. Pour éviter cette situation, il est nécessaire que le processus de production subisse des modifications, car il est peu probable que la demande de ciment diminue.
Le plan d'action du CSI, mentionné ci-dessus, énumère quelques options pour rendre viable la durabilité de la production de ciment:
- Modification des usines de fabrication, afin de capter le carbone émis;
- Utilisation uniquement de la voie sèche dans le processus de production, nécessitant moins d'alimentation du four;
- Réutilisation des déchets industriels et agricoles pour alimenter le four, au lieu d'utiliser des combustibles fossiles (co-traitement);
- Remplacement partiel, dans les constructions, du ciment par d'autres matériaux;
- Modification de la formulation du ciment pour que sa production dégage moins de CO2.
Ces attitudes devraient être prises par les producteurs du matériel. Le choix de modèles de ciment basés sur ces pratiques et la pression exercée sur le gouvernement et les entreprises pour réglementer une législation durable pour le secteur sont des méthodes pour essayer de changer la direction actuelle. Le ciment, comme déjà mentionné, est fondamental pour la «construction» de la société que nous connaissons aujourd'hui. Par conséquent, nous ne devons pas le diaboliser, mais rechercher des alternatives à grande échelle afin que ses impacts soient réduits et que des alternatives plus durables puissent être développées.
