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Ciment, CO2 et environnement

Une cimenterie

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.

L’étape de la clinkérisation (la cuisson à 1450 °C du mélange calcaire-argile) réunit à elle seule deux sources d’émission de CO2. La première est liée à la combustion des matières fossiles (charbon, coke de pétrole) qui fournit l’énergie thermique nécessaire à la cuisson ; l’autre source d’émission implique le mélange calcaire-argile lui-même, qui émet également du CO2 lors de sa clinkérisation [1].

Cette double pollution peut cependant être réduite, d’une part grâce à l’utilisation de combustibles de substitution constitués de déchets incinérables (vieux papiers, pneus usés, huiles usagées), et d’autre part grâce à la réduction du volume de clinker nécessaire à la fabrication du ciment. On remplace partiellement le clinker par différents matériaux, qu’ils soient issus de la valorisation de déchets (cendres volantes produites par la combustion du charbon, sous-produits de l’industrie sidérurgique), ou bien d’origine naturelle telle la pouzzolane [2].

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.

Photo : Aikon, Fotolia.com. Infographie : Éric Menneteau, CNRS.


[1] Émission de procédé liée à la décarbonatation du carbonate de calcium lors de la clinkérisation : CaCO3 ==> CaO + CO2.

[2] La pouzzolane est une roche issue de projections volcaniques.