Tout sur le ciment
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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 1 500 °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 à la 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...    

Fabrication ciment

De l'extraction des matières au transport, en passant par la cuisson, suivez pas à pas la fabrication du ciment en cliquant sur chacune des étapes...

 

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 2 000 °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 trois à cinq 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.

Pourquoi la fabrication du ciment produit-elle du CO2?

La fabrication du ciment est la source de 5% des émissions mondiales de CO2. L'industrie du ciment est un producteur naturel de CO2 :

 

  • 60% des émissions sont dues à la transformation des matières premières à des températures élevées (la «décarbonisation» du calcaire),
  • 40% résultent de la combustion nécessaire pour chauffer les fours de cimenterie à 1500 ° C.

Matériaux recyclés présents dans le ciment

En 2006, les ciments fabriqués par Lafarge avaient une teneur moyenne en additif de 23%. Ces additifs sont d'origine naturelle, comme par exemple pour le calcaire et la roche volcanique, ou d'origine industrielle, tel que pour le ciment de laitier de haut-fourneau (un dérivé de l'industrie de la sidérurgie) ou les cendres volantes (provenant des centrales électriques au charbon). 

L'utilisation d'additifs:

  • améliore certaines propriétés du ciment,
  • recycle des matériaux qui, autrement, auraient été envoyés à la décharge,
  • réduit la consommation de matières premières naturelles,
  • réduit les émissions de CO2.

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