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Une petite tour wallonne redonne espoir au monde entier

La tour comprend le four de préchauffage où le calcaire concassé tourbillonne et est chauffé pour libérer le CO2. ©Debby Termonia

La production de ciment est l'une des principales causes du réchauffement climatique. Dans le village de Lixhe, le géant cimentier HeidelbergCement cherche une solution. "Nous n’avons jamais eu autant d’outils pour résoudre le problème climatique."

La bétonisation est une cause souvent sous-estimée du réchauffement climatique. Près de 8% des émissions mondiales de CO2 proviennent de la production de ciment utilisé pour construire les fondations, les ponts, les maisons, les routes et les gratte-ciel. Si l’industrie cimentière était un pays, elle serait la troisième plus grosse émettrice de CO2 au monde après la Chine et les États-Unis.

Dans la recherche d’une solution, les yeux du monde entier sont tournés vers le petit village wallon de Lixhe, situé en Province de Liège, entre le Canal Albert et la Meuse. Ceux qui traversent le pont ne peuvent manquer les énormes silos à clinker. Le four de l’usine CBR domine le paysage comme une rampe de lancement et sa cheminée en damier rouge et blanc ressemble à la fusée de Tintin sur la Lune.

Lorsqu’une heure plus tard, nous arrivons au sommet de la tour via un ascenseur déglingué, nous découvrons une vue imprenable sur la vallée de la Meuse, avec au pied de la tour la grande usine et la meunerie. Au loin, on aperçoit la carrière où est extrait le calcaire pour produire chaque année 1,5 million de tonnes de ciment et 1,4 million de tonnes de clinker bruts.

Série | Transition énergétique, les opportunités industrielles

L’industrie représente près de la moitié de toutes les émissions de CO2 en Belgique et en Europe. En s’inscrivant dans le processus complexe de la transition énergétique, elle peut aussi devenir un acteur à part entière de la lutte contre le changement climatique, pour peu qu’elle en saisisse les opportunités. Comment ces industries, mais aussi les groupes pétroliers, le secteur du nucléaire, les producteurs d’énergie peuvent-ils aider à réduire ou éliminer leurs émissions? Qui, parmi eux, seront les gagnants de la transition? Découvrez-le dans notre série "Transition énergétique: les opportunités industrielles".

Les épisodes:

Impact sur l'environnement

La tour comprend le four de préchauffage où le calcaire concassé tourbillonne et est chauffé pour libérer le CO2. Dans le four tournant, la température peut atteindre jusqu’à 2.000°C. C’est là que se forme le clinker, le composant de base du ciment.

L’impact de ce procédé sur le climat est énorme. 100 tonnes de calcaire traitées à haute température produisent 56 tonnes de chaux et libèrent 44 tonnes de CO2 dans l’atmosphère. S’y ajoute le carburant pour chauffer les fours, qui représente un tiers de l’empreinte carbone de la production de ciment. Avec des émissions annuelles de 1 million de tonnes de CO2, l’usine de Lixhe fait partie des dix sites les plus polluants du pays, et représente à elle seule 1% des émissions totales de la Belgique. Le secteur de production de ciment et de chaux dans son ensemble représente 5,4% de toutes les émissions du pays, soit plus que l’ensemble des véhicules en circulation chez nous.

Depuis la plate-forme d’observation au-dessus du four, le directeur d’usine Benoît Gastout nous montre en bas, dans l’ombre de la tour de 80 m, une autre petite tour plus récente. Il s’agit de Leilac, une installation pilote qui teste si le CO2 émis par le calcaire peut être capté. C’est déjà possible pour 5% des émissions de l’usine. À Hanovre, une installation quatre fois plus grande est actuellement en construction. Elle doit capter 20% des émissions produites par le calcaire, et représente un investissement de 25 millions d’euros. Elle devrait être prête en 2023. Au final, l’objectif est d’étendre cette technologie afin de capter jusqu’à 95% des émissions.

"À l'avenir, le CO2 capté pourra être stocké dans des champs de gaz naturel vides ou réutilisé ailleurs comme matière première."
Benoît Gastout
Directeur de l'usine

«Pour l’instant, nous en sommes aux tests. Nous mesurons le CO2 que nous captons et nous le relâchons ensuite dans l’atmosphère», explique Benoît Gastout. «Mais à l’avenir, la technologie pourra nous aider à produire du ciment sans émettre de CO2. Le CO2 capté pourra être stocké dans des champs de gaz naturel vides ou réutilisé ailleurs comme matière première.»

Hot-dog

La captation du CO2 n’est pas une technologie nouvelle. Dans d’autres industries comme les centrales électriques au charbon ou les raffineries, le carbone est séparé des gaz d’échappement et filtré. Les fumées sont arrosées à l’aide d’un brouillard chimique auquel les atomes de carbone peuvent s’accrocher. En réchauffant ensuite ce liquide, le CO2 peut à nouveau être séparé sous sa forme pure.

Mais pour obtenir du CO2 pur, il faut beaucoup d’énergie. L’usine de ciment de CBR à Lixhe travaille de manière totalement différente et capture le gaz à la source. «C’est une technique qui fonctionne spécifiquement pour la production de ciment et de chaux», précise Jan Theulen, responsable au sein de la maison mère allemande HeidelbergCement de tout ce qui concerne la captation et la réutilisation du CO2. «Dans un four à ciment traditionnel, le CO2 se mélange avec les fumées de combustion. Par conséquent, il est plus difficile de l’extraire ultérieurement. Dans le four Leilac, nous maintenons séparé le CO2 produit par le calcaire, ce qui nous permet de le capter plus facilement.»

"Les résultats de l’expérience de Lixhe sont prometteurs."
Thomas Wyns
Chercheur à la VUB

Pour maintenir cette séparation, Heidelberg applique le principe du «hot-dog». La pierre à chaux tombe dans un conduit séparé, entouré par le four à la manière d’un pain à hot-dog. «Il y a quelques années à peine, cela n’aurait pas été possible», poursuit Jan Theulen. «Pour ce procédé, nous avons besoin d’un tube en acier innovant capable de laisser passer la chaleur extérieure sans fondre à des températures de 1.000 °C. Jusqu’à tout récemment, c’était tout simplement impayable.»

Thomas Wyns, qui mène des recherches à la VUB sur la transition climatique dans l’industrie, considère les résultats de l’expérience de Lixhe comme «prometteurs». «La technique utilisée est une façon très peu coûteuse de capter le CO2», explique-t-il. «Le CO2 issu du calcaire ne peut être évité. Il faut donc le capter, sinon il faut remplacer le béton par un autre matériau comme les scories, des matériaux volcaniques, du béton recyclé ou de nouveaux types d’argile.»

Alternatives au béton

Plusieurs entreprises cherchent des alternatives au béton. Par exemple, le producteur de ciment De Bonte, une entreprise familiale de Waasmunster, utilise depuis peu des résidus de soufre des raffineries de pétrole de Shell pour fabriquer du béton recyclable sans ciment. Avec le nouveau béton au soufre, l’entreprise produit depuis la fin de l’an dernier des tuyaux d’égouts et des traverses pour les voies de chemin de fer.

Mais l’Agence Internationale de l’Energie (IEA) considère la captation du CO2 comme la seule solution évolutive pour le problème d’émissions de l’industrie cimentière. Jan Theulen en attend beaucoup. «Les matériaux alternatifs peuvent remplacer le ciment sur certains marchés de niche, mais le béton est tellement omniprésent dans la société moderne que seule une solution à grande échelle pourrait nous aider. Après l’eau, le ciment est la matière première la plus utilisée par l’Homme.»

Pour répondre aux engagements pris dans le cadre de l’accord de Paris sur le Climat, HeidelbergCement s’est donné comme objectif de vendre uniquement du ciment climatiquement neutre à l’horizon 2050. Le quatrième producteur mondial de ciment a donc d’autres projets dans ses cartons pour capter le CO2, comme le recours à des carburants alternatifs.

©Debby Termonia

Une des possibilités consiste à chauffer le four à l’électricité. «Mais les températures à atteindre sont tellement élevées que le défi consistera surtout à trouver suffisamment d’énergie verte», explique Jan Theulen. «Si nous devions tourner aujourd’hui entièrement à l’électricité, notre ciment serait deux fois plus cher. Cela n’aurait certes pas un impact très important pour le consommateur, car le ciment ne représente que 2% des coûts de construction d’une maison en Belgique. Si le prix doublait, tout en réduisant les émissions de CO2 d’un projet, ce serait encore gérable pour le consommateur. Mais nous ne serions plus concurrentiels par rapport au ciment bon marché, produit par exemple au Moyen-Orient. Le marché ne pourra fonctionner que si l’Europe applique une taxe douanière pour créer un level playing field.»

Le directeur de la durabilité chez HeidelbergCement est-il convaincu que la captation réussira? «C’est propre à l’innovation de ne pas connaître le résultat à l’avance», conclut-il. «Mais si nous n’y croyions pas, nous et l’UE n’investirions pas. Nous n’avons jamais eu autant d’outils pour résoudre le problème climatique. Et la société ne s’est jamais montrée aussi volontariste. Mais nous ne pouvons pas nous permettre d’écarter la moindre option. Nous avons besoin de toutes les solutions. L’humanité ne peut plus s’offrir le luxe de faire la fine bouche.»

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