Ciment

img-ciments.jpg

Fabrication du ciment

Procédé de fabrication

Les matières premières nécessaires à la production de ciment sont le carbonate de calcium, la silice, l’alumine et le minerai de fer. Elles sont, pour l’essentiel, tirées de la roche calcaire, de la craie, de la marne, du schiste argileux et de l’argile. Ces matières premières sont concassées, puis broyées et mélangées dans des proportions adéquates. Le mélange est ensuite introduit dans un four rotatif et chauffé à une température d’environ 1500 °C pour obtenir du clinker.

Broyé avec du gypse, celui-ci permet d’obtenir le ciment. Il est également possible de substituer à certaines matières premières – ou d’ajouter en fin du processus de fabrication - d’autres composants : calcaire, laitier broyé (sous-produit de la fabrication de l’acier), cendres volantes (provenant de la combustion du charbon dans les centrales thermiques) ou pouzzolane (scories volcaniques). Cette technique permet notamment de réduire la facture énergétique et les émissions de CO2 et d’élargir la gamme de produits.

Processus de fabrication

Matériau indispensable de la construction, le ciment fait partie de la vie quotidienne. Difficile d'imaginer le développement des territoires sans ciment... De la carrière de calcaire à la livraison, suivez pas à pas les étapes de fabrication du ciment...

fb-ciment.jpg

Étape 1 : Extraction et broyage des matières premières

Les matières premières qui entrent dans la fabrication du ciment (carbonate de calcium, silice, alumine et minerai de fer) sont généralement extraites de roche calcaire, de craie, de schiste ou d'argile. Ces matières premières sont prélevées des carrières par extraction ou dynamitage. Ces minéraux naturels sont ensuite broyés mécaniquement. À ce stade, d'autres minéraux sont ajoutés pour corriger la composition chimique du ciment. Ces minéraux sont des déchets ou des sous-produits d'autres industries, comme des cendres de papier. Le broyage permet de produire une fine poudre, appelée « cru de ciment », qui est ensuite préchauffée, puis placée dans un four où elle est soumise à d'autres procédés.

Étape 2 : Chauffage et broyage du cru de ciment

Le four est au coeur du procédé de fabrication du ciment. Une fois dans le four, le cru de ciment est chauffé à environ 1 500 degrés Celsius (°C) - ce qui correspond à peu près à la température de la lave en fusion. À cette température, des réactions chimiques se produisent et entraînent la formation du clinker, substance qui contient des silicates de calcium hydrauliques.

Pour chauffer des matières à une température aussi élevée, il faut produire une flamme de 2000 °C à l'aide de carburants fossiles et de déchets. Le four est incliné de trois degrés par rapport à l'horizontale, ce qui permet à la matière de le traverser en 20 à 30 minutes.

À sa sortie du four, le clinker est refroidi, puis entreposé, avant d'être broyé afin de produire le ciment.

Étape 3 : Broyage et expédition du ciment

Une petite quantité de plâtre (de 3 à 5 pour cent) est ajoutée au clinker pour réguler le durcissement du ciment. Ce mélange est ensuite moulu très finement pour obtenir du « ciment pur ». Pendant cette phase, d'autres minéraux, appelés « adjuvants », pourraient être ajoutés en plus du plâtre. Ces adjuvants d'origine naturelle ou industrielle sont dosés pour conférer au ciment des propriétés précises : perméabilité réduite, résistance accrue aux sulfates et aux environnements agressifs, maniabilité améliorée, meilleure qualité des finis, etc.

Enfin, le ciment est entreposé dans des silos avant d'être expédié en vrac ou en sacs aux chantiers où il sera utilisé.