Ciment : l'écologie industrielle

L'émergence du concept d'éco-développement

La notion d'écologie industrielle a été définie en 1989 par Robert Frosch et Nicolas Gallopoulos, tous deux responsables de la recherche chez General Motors. Ils remettent en cause le modèle de développement traditionnel de l'industrie, dans lequel « chaque opération de transformation, indépendamment des autres, consomme des matières premières, fournit des produits que l'on vend et des déchets que l'on stocke. On doit remplacer cette méthode simpliste par un modèle plus intégré : un écosystème industriel 1», qui pourrait fonctionner comme un écosystème biologique.

Les activités industrielles sont consommatrices de ressources naturelles (matières premières et combustibles) et génèrent des déchets et résidus. La solution traditionnelle apportée par la majorité des entreprises vise à limiter ces résidus ou à les traiter ; toutefois, cette approche "end of pipe 2" n'envisage que rarement leur réutilisation.

L'écologie industrielle propose une approche d'interdépendance entre différentes industries, afin de valoriser les résidus d'une entreprise dans le processus de production d'une autre.

Lafarge, pionnier de l'écologie industrielle

 A la suite de la prise de conscience des enjeux économiques et environnementaux du recours aux combustibles fossiles lors du premier choc pétrolier, Lafarge s'est dès les années 1970 engagé dans la voie du développement durable. Dans un premier temps, le Groupe a développé l'utilisation de combustibles alternatifs tels que des résidus industriels ou de la biomasse, en substitution partielle des combustibles fossiles utilisés pour alimenter ses fours de cimenterie. Puis Lafarge a valorisé en fin de process certains sous produits d'autres industries ayant des propriétés de liants hydrauliques tels les laitiers ou cendres volantes.

En 2007, Lafarge a valorisé à l'étape de la combustion plus de 7,7 millions de tonnes de biomasse, de déchets et de sous-produits, auxquels s'ajoutent 16 millions de tonnes d'ajouts cimentaires en fin de process.

La société actuelle génère des déchets qui, même si des efforts sont faits pour les limiter, ne peuvent être complètement éradiqués.  La gestion de ces déchets pose  un problème majeur aux autorités et aux élus (au niveau des communes, des départements et des régions). Tous ont à cœur de rechercher des solutions techniquement fiables, respectueuses de l'environnement et acceptées par les populations. A titre d'exemple, Lafarge Ciments valorise par la combustion dans ses fours des farines animales, des pneus usagés, des huiles usées, des solvants... Ce recyclage énergétique permet de réduire la consommation d'énergies fossiles non renouvelables.

Les fours de cimenteries assurent l'élimination d'un certain nombre de déchets identifiés et sélectionnés. Ces déchets proviennent d'activités industrielles, autres que cimentières, et aussi des ménages. Lafarge Ciments effectue pour chaque type de déchets des contrôles et suit une procédure rigoureuse d'acceptation. La très haute température du four (une flamme à 2000°C) et le temps passé par la matière dans ce four garantissent l'élimination complète des déchets.

Les tests réalisés par l'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie  (ADEME) confirment la fiabilité du procédé. Lafarge Ciments est reconnu par le PREDIS (Plan régional d'élimination des déchets industriels spéciaux) comme un acteur apportant une solution fiable pour l'élimination de certains déchets.  Cette capacité de l'industrie cimentière est reconnue sur le plan européen par la directive 2000/76/CE du 4 décembre 2000, transposée en droit français par les arrêtées du 20 septembre 2002.

L'utilisation de combustibles alternatifs : une logique gagnante

Cette organisation optimisée des flux industriels, pour que les déchets de certaines industries puissent être valorisés en cimenterie, présente de nombreux avantages :

 Une réduction des émission en CO2 

Pour réduire ses émissions de CO2, Lafarge bénéficie de trois leviers ; outre l'amélioration de l'efficacité énergétique de ses fours, responsable de 20% de la baisse des émissions à fin  2007, deux autres sont directement inspirés du principe d'écologie industrielle :

- l'utilisation de la biomasse et des déchets comme combustibles alternatifs dans les cimenteries du Groupe, qui représente 30% de la baisse des émissions ;

- la valorisation de résidus de production d'autres industries comme ajouts cimentaires, ou matières premières de substitution, qui a permis environ 50% des réductions des émissions de CO2 du Groupe depuis 1990.

L'économie de matières premières non renouvelables

En valorisant des déchets industriels ou agricoles après broyage ou traitement, soit comme ajouts cimentaires, soit comme combustibles alternatifs, il est possible de réduire la quantité de matières premières et de combustibles fossiles utilisée pour la production du ciment.

Une solution pour les résidus d'autres industries

Lafarge offre donc une seconde vie à des déchets qui seraient habituellement restés comme tels. De plus, Lafarge assure un contrôle qualité qui permet de maîtriser le procédé industriel sur toute la chaîne, afin de valoriser les résidus en toute sécurité. Le transport des déchets se fait en circuit fermé afin d'éviter tout risque de dissémination.

Les pneus orphelins : une valorisation intelligente

La France produit chaque année  quelque 400.000 tonnes de pneus usagés générés lors de leur remplacement par des pneumatiques neufs ou lors du traitement des véhicules en fin de vie. Les pneus non réutilisables (PUNR) doivent être éliminés. Composés de mélanges de caoutchouc, d'acier et de textile, les pneus usagés ne sont pas des déchets dangereux en tant que tel cependant, ils représentent un danger pour l'environnement et la santé si leur prise en charge n'est pas correcte.

Les pneus usagés sont un très bon exemple d'une valorisation intelligente : depuis le début des années 1990, Lafarge les valorise en substitution partielle des combustibles traditionnels. Aujourd'hui, en France, la valorisation énergétique en cimenterie des pneus permet d'éliminer près de 30% du total des pneus usagés (40% aux Etats-Unis).

Entiers ou plus souvent broyés, ils sont introduits dans le four à 2000°C, ce qui permet de les détruire complètement et d'éviter la propagation de fumées noires. De plus, le matériau est homogène et dispose d'un pouvoir calorifique élevé, ce qui en fait un combustible très intéressant pour la cimenterie. L'incinération de pneus en cimenterie, outre son rapport énergétique, permet la valorisation totale des renforts métalliques du pneu dont le fer se substitue à des matières naturelles telles que l'argile entrant dans la composition du clinker. La matière crue circulant dans le four se transforme en chaux, dont Lafarge se sert pour laver les gaz de combustion.

Il n'y a donc aucun déchet résiduel issu de l'utilisation de combustibles alternatifs.

Les usines de Bouc-Bel-Air et Port-la-Nouvelle

L'usine de Bouc-Bel-Air (13)

Située entre Aix-en-Provence et Marseille, la cimenterie de Bouc-Bel-Air est née en 1958 à proximité des grands axes de communication. Seule cimenterie des Bouches-du-Rhône, elle accompagne depuis plus de 50 ans, avec sa carrière et son usine, le développement local en y réalisant 85 % de ses ventes.

Acteur régional reconnu en matière d'élimination et de recyclage de résidus, l'usine contribue à l'élimination de pneus, farines animales, résidus de la sidérurgie de l'Etang de Berre, boues silicieuses de société Microelectronics basée à Rousset. Les déchets valorisés proviennent pour plus de 3/4 de déchets ou de sous-produits agricoles et industriels de la région PACA.

Dans l'usine de Bouc-Bel-Air (13), en 20 ans, la valorisation des déchets a permis de substituer plus de 300 000 tonnes équivalent pétrole. En 2008, l'usine a valorisé plus de 5 000 tonnes de pneus représentant près de 10% du besoin en combustible de l'usine. Économiquement, moyennant des investissements lourds, cette valorisation a permis de réduire le budget combustibles de 35%.

L'usine de Port-la-Nouvelle (11)

Lafarge est implanté à Port-la-Nouvelle, dans l'Aude depuis 1971. Depuis 1988, l'usine utilise des combustibles alternatifs pour réduire sa consommation de combustibles fossiles. En 2008, l'usine de Port-La-Nouvelle a doublé son taux de substitution par rapport à 2007 en atteignant 66%. Elle a ainsi économisé 50 000 tonnes équivalent pétrole et plus de 130.000 tonnes de CO2. L'usine de Port-la-Nouvelle a valorisé en 2008 plus de 27 000T de pneus.

Afin d'être en mesure d'accueillir ces déchets pour les utiliser comme combustible alternatif, l'usine a dû procéder à des aménagements. En 2001, un atelier de traitement des farines animales a été installé, et en juillet 2007, 2,5 M€ ont été investis pour la mise en place d'un atelier de traitement des déchets solides broyés comme les pneus.