Le constituant principal des ciments industriels actuels est le clinker, mot anglais signifiant « scories ». Le clinker est obtenu en cuisant, vers 1450 C, des mélanges appropriés de calcaire et d'argile, appelés crus. Cette réaction chimique à la base de la formation du ciment se déroule dans le « four rotatif ». Le carbonate de calcium CaCO3 se décompose en l'oxyde de calcium CaO appelé chaux, accompagnée d'un dégagement de gaz carbonique à environ 900 C. Ce processus appelé calcination est suivi de la cuisson du clinker, « clinkérisation ». L'argile, principalement composé de silicates d'alumine, se scinde sous l'effet de la chaleur en ses constituants, silice et alumine, qui se combinent ensuite à la chaux provenant du calcaire pour donner des silicates et des aluminates de chaux qui constituent le clinker. Celui-ci est ensuite broyé et mélangé à du gypse et à d'autres constituants ce qui permet d'obtenir le ciment. Il existe quatre grands procédés de fabrication du ciment dans le four rotatif : la voie sèche, semi-sèche, semi-humide et humide. Ces voies se différencient par le traitement qui est fait de l'eau. Dans tous les cas, au final, le ciment reste une matière anhydre.
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Sommaire de l'exposé
Cuisson du clinker ou clinkérisation
Réactions de production du ciment
Consommation d'énergie
Extraits de l'exposé
[...] Les émissions de dioxyde de carbone se chiffrent alors à 230 kg environ par tonne de clinker produit. En prenant l'exemple de la nouvelle cimenterie construite par le groupe Lafarge à Bouskoura au Maroc, nous savons que la production annuelle est de de tonnes de ciment. Avec le rapport que l'on a trouvé précédemment, nous obtenons une production de tonnes de CO2. Cette valeur est très importante et justifie les efforts qui doivent encore être réalisés. De plus, nous n'avons absolument pas pris en compte la consommation d'électricité qui est certes principalement d'origine nucléaire en France, mais qui constitue tout de même une source importante d'énergie dans les procédés d'élaboration du ciment dans le four tournant. [...]
[...] Cela permet une économie annuelle d'environ Tep. Pour finir, parallèlement aux efforts de réduction de la consommation d'énergie, la conversion vers des combustibles se produit, notamment par l'utilisation des déchets de nature diverse. Des dépoussiéreurs électrostatiques sont généralement installés à la base des cheminées d'évacuation des gaz, tandis que d'autres sont édifiés aux points critiques de l'usine. L'industrie cimentière a certes fait de nombreux progrès mais il reste encore beaucoup à faire pour optimiser les procédés de fabrication. [...]
[...] ou plus récemment des galettes de pétrole). C'est ainsi que depuis 1998, des farines animales sont également utilisées en tant que combustible ( tonnes en 2002). Bien entendu, le procédé reste fortement producteur de CO2 mais l'utilisation de ces déchets permet de réduire indirectement les émissions de CO2 en éviter leur incinération stérile. Ainsi, la valorisation énergétique constitue une solution à la fois sûre et efficace pour éliminer certains déchets. En effet, la température élevée de la combustion et la durée importante du séjour dans le four sont les garants d'une destruction totale des matières organiques. [...]
Matières scientifiques & technologiques