Le ciment est le liant hydraulique le plus utilisé dans la construction moderne, entrant dans la composition du béton. La production mondiale de ciment est de l’ordre des milliards de tonnes chaque année. Cet article détaille les types de ciment, leur composition, ainsi que les étapes de leur fabrication selon des procédés différents.
Les différents types de ciment
Il y a plusieurs types de ciment, qui diffèrent à la fois dans leur composition et dans leurs utilisations. La base du ciment reste cependant le clinker, résultat de la cuisson d’un mélange de 80% de calcaire et de 20% aluminosilicates. C’est la teneur en clinker et en autres composants secondaires comme les pouzzolanes, le laitier, et la fumée de silice qui en font un ciment d’un certain type. La norme EN 197-1 de 2011 reconnaît 27 types de ciment courants qui peuvent être classés en 4 catégories :
- Le ciment Portland, contenant au minimum 65% de clinker et utilisé dans les très grands travaux.
- Le ciment de Haut-Fourneau, contenant uniquement du clinker et du laitier à au moins 35%, qui émet moins de CO2 que le Portland.
- Le ciment pouzzolanique, composé de clinker à 45-89% et d’autres composants dont des pouzzolanes. Ce ciment est particulièrement utilisé dans les travaux maritimes.
- Le ciment composé, qui contient du clinker, du laitier et des cendres volantes siliceuses ou du calcaire. Il peut lui aussi être utilisé pour les travaux maritimes.
Bien que ces ciments aient tous leurs caractéristiques, leur composition et leurs utilisations de prédilection, leurs procédés de fabrication restent assez similaires.
Quelles sont les étapes de production du ciment ?
La production du ciment passe par plusieurs étapes. D’abord, les composants du ciment doivent être extraits. Cela se fait dans des carrières à ciel ouvert à l’aide de pelles mécaniques, de bulldozers, et d’explosifs. Ces matières sont ensuite concassées et échantillonnées pour mesurer les quantités de minéraux à rajouter. l’étape suivante est la préparation du cru de ciment, durant laquelle les matières premières sont mélangées selon les doses pré-déterminées après avoir été broyées et corrigées avec des minéraux.
Après cela, le cru est d’abord préchauffé à environ 800° : dans un échangeur de chaleur, puis cuit dans un four à calcination rotatif, réalisant un à trois tours par minute, à des températures aux alentours de 1.450°C pendant 20 minutes à une heure. C’est cette étape qui contribue le plus au réchauffement climatique dans la fabrication du ciment, étant donné l’énergie considérable qu’il faut générer pour faire monter la température du four et la lui faire maintenir.
Les granules qui sont formées sont ensuite sorties du four et immédiatement refroidies pour former le clinker qui est conservé dans d’immenses silos. C’est durant l’étape suivante que le type du ciment est déterminé, car c’est là que le clinker est mélangé avec d’autres éléments comme les cendres, le laitier de haut-fourneau, les sulfates de calcium ou encore le plâtre et le calcaire. Après cela, le mélange est broyé dans un broyeur à boulet le plus souvent jusqu’à obtenir une poussière fine et homogène. C’est à la fin de cette étape que l’on a enfin du ciment. Aujourd’hui, d’autres broyeurs plus économiques en électricité comme les broyeurs verticaux ou encore à rouleaux sont utilisés pour réduire l’impact de la production de ciment sur l’environnement.
Après cela, on conserve le ciment dans des silos en vue de sa future utilisation. Il peut être directement envoyé dans des chantiers de construction dans des camions citernes ou faire l’objet d’un conditionnement et être versé dans des sacs en vue de le vendre.
Rajoutez à chaque étape de la fabrication des vérifications et des analyses pour s’assurer de la qualité du produit, et vous aurez ainsi le processus complet de la fabrication du ciment.
