L'industrie du ciment est à l'origine de 6 à 8% des émissions de CO2 mondiales. Un projet européen propose une solution : une technologie permettant de produire du ciment en capturant le CO2 émis lors de l'étape de la cuisson.
L'industrie du ciment est à l'origine de 6 à 8% des émissions de CO2 mondiales. Comment améliorer la situation ? Des chercheurs européens ont conçu et bâti au sein d'une cimenterie située à Lixhe en Belgique, une usine expérimentale pour tenter de trouver des réponses.
Cette cimenterie s'étend sur 70 hectares et emploie quelque 180 personnes. Elle produit chaque année, environ 1,4 million de tonnes de 15 types de ciment différents à partir d'une matière première principale courante : le calcaire. Une activité qui a un coût environnemental.
Les matières premières en cause
"Quand on produit une tonne de ciment, on génère 0,6 tonne de CO2. Ce CO2 provient principalement des matières premières qu'on utilise," explique Jan Theulen, directeur des ressources alternatives chez HeidelbergCement, l'un des plus grands cimentiers d'Europe. "Donc, il faut qu'on développe des technologies pour capturer ce CO2 et faire en sorte qu'il ne soit pas rejeté dans l'atmosphère," souligne-t-il.
Et pour élaborer ces technologies, l'entreprise s'est associée avec des chercheurs participant à un projet européen appelé LEILAC. Résultat : une installation de 60 mètres de haut qui sert pour l'étape de la cuisson. Ce réacteur pilote est déjà capable d'absorber 5% du CO2 total émis par l'usine.
Daniel Rennie, coordinateur du projet LEILAC, nous montre une maquette de cette installation : "Il s'agit d'un grand tube de métal qui est chauffé par l'extérieur à environ 1000 degrés. La matière première est déposée à l'intérieur par le haut et elle tombe lentement tout en bas," montre-t-il avant d'ajouter : "À mesure que la matière est chauffée, elle libère son CO2 et ce CO2 pur peut être capturé au sommet."
Peu d'évolutions requises
Selon les chercheurs, cette technologie ne demande que des changements minimes dans la chaîne de production conventionnelle de l'usine. Elle permet de capturer le CO2 sans utiliser de produits chimiques additionnels. Son développement a nécessité de relever une série de défis.
"La matière première doit pouvoir s'écouler dans le réacteur," indique Thomas Hills, ingénieur procédés chez Calix, autre entreprise partenaire du projet. "Elle s'écoule et une fois arrivée en bas, elle doit être acheminée vers les autres unités du site," dit-il. "Les autres paramètres techniques importants consistent à nous assurer d'avoir assez de chaleur dans le réacteur et d'appliquer cette chaleur aux bons endroits," poursuit-il.
Objectif : être capable d'absorber autant de CO2 que possible avec les techniques les plus sûres et les plus efficaces en énergie.
Les chercheurs doivent constamment évaluer la sécurité et les performances de l'ensemble du processus, à la fois en laboratoire dans des conditions définies et dans le réacteur lui-même.
"On prend la poudre avant qu'elle soit placée à l'intérieur et on mesure la quantité de CO2 qu'elle renferme ; puis, on fait la même chose après qu'elle soit passée dans le réacteur," précise Thomas Hills. "La différence entre les deux valeurs nous indique la quantité que nous avons capturée," déclare-t-il.
Quelle utilisation pour le CO2 ?
L'équipe travaille à présent à développer la technologie à grande échelle pour pouvoir capturer 95% des émissions totales de CO2 produites par la cimenterie tout en cherchant à élaborer d'autres modèles d'économie circulaire.
"Puisqu'on pense pouvoir capturer du CO2 très pur, il pourra être utilisé après certaines étapes de purification, dans l'industrie alimentaire ou alors, pour faire pousser des plantes," affirme Daniel Rennie, coordinateur du projet LEILAC. "Il pourra servir à élaborer de nouveaux carburants ou entrer dans la composition de matériaux utiles à la fabrication de produits," renchérit-il.
Les chercheurs espèrent que leur technologie contribuera à remplir l'objectif de réduire les émissions de CO2 de 80% d'ici 2050 dans l'Union européenne.