Combustibles

L’industrie suisse du ciment est ainsi un partenaire idéal pour l’industrie locale de gestion des déchets. Dans une optique économique et écologique, associer les cimenteries suisses à la planifica­tion de la gestion des déchets est une affaire de bon sens. Non seulement l’élimination des déchets revient moins cher, mais les émissions de CO₂ diminuent également car les déchets servent de combustible de substitution aux combustibles fossiles tels que le charbon et le pétrole.

Il y a plus de 30 ans que l’industrie suisse du ciment a commencé à utiliser des combustibles alterna­tifs et à produire ainsi de la manière la plus efficace possible sur le plan énergétique. Les combus­tibles fossiles tels que le charbon ou le pétrole ont été remplacés. Contribuant de manière proactive à la protection du climat depuis un certain temps déjà, l’industrie du ciment est ainsi l’une des industries de pointe en matière de réduction du CO₂.

Des fractions de déchets bien définies

L’industrie suisse du ciment a besoin de grandes quantités de combustibles pour produire du ciment. Les matières premières broyées, calcaire et marne, sont brûlées dans la cimenterie. Les tempéra­tures de cuisson habituelles sont d’environ 2 000 degrés Celsius et, dans le four rotatif, le calcaire et la marne sont transformés en clinker à des températures supérieures à 1 450 degrés Celsius. Au lieu de recourir essentiellement à des combustibles fossiles, il est possible de n’utiliser pratiquement que des combustibles de substitution (c’est-à-dire des déchets).

Il s’agit en l’occurrence de fractions de déchets bien définies, dont une grande part provenant d’en­treprises industrielles et commerciales, notamment de vieux pneus, de déchets plastiques divers, d’huiles usées, de boues d’épuration ou de farines animales. Le fait que ces déchets soient utilisés thermiquement et matériellement dans les cimenteries permet de réduire considérablement les émissions de CO₂.

Efficacité maximale dans l’utilisation de l’énergie

Cependant, de nombreuses fractions de déchets ayant un pouvoir calorifique élevé sont aujourd’hui éliminées dans des usines d’incinération des ordures ménagères (UIOM). Or, du point de vue économique et écologique – en particulier pour la préservation des ressources – il serait plus judicieux de recycler thermiquement et matériellement certaines fractions de déchets et de remplacer ainsi les combustibles fossiles primaires.

Des études montrent que le recyclage thermique des déchets plastiques dans l’industrie du ciment a atteint une efficacité maximale en termes d’utilisation de l’énergie.

La cimenterie ne produit pas de scories devant être éliminées aux dépens des générations futures. Les cendres de filtration résultant de l’opération sont introduites dans le clinker et la poussière sert d’additif de broyage pour le ciment.

Les entreprises de l’industrie suisse du ciment sont ainsi des alliées naturelles de l’industrie suisse de la gestion des déchets. Toutes deux bouclent le cycle des matières premières au profit de la collecti­vité et de l’environnement.

Le recyclage des matériaux a pour but de réutiliser autant que possible les déchets pour un même produit. Cela signifie par exemple que les anciennes bouteilles en PET sont utilisées pour fabriquer de nouvelles bouteilles en PET. D’autres déchets sont soumis à un processus dit d’infrarecyclage, c.-à-d. transformés en un produit de moindre valeur que le produit d’origine (par exemple, les déchets de bois deviennent des panneaux de particules agglomérées). Lorsqu’un recyclage purement matériel n’est pas possible, il est judicieux, d’un point de vue écologique, de recycler thermiquement et matériellement les déchets. Les cimenteries sont des acheteurs tout indiqués pour ce type de déchets : elles en utilisent la valeur calorifique pour le processus de combustion et le matériau recyclable devient partie intégrante du ciment. Ce n’est que dans une prochaine étape que la valorisation purement thermique sera préférée à la mise en décharge.

Les déchets peuvent être recyclés. Les personnes qui recyclent les bouteilles en PET, par exemple, le savent très bien. Alors que les bouteilles en PET sont matériellement recyclées – une vieille bouteille en PET devenant une nouvelle – d’autres déchets peuvent être utilisés soit thermiquement, soit à la fois matériellement et thermiquement. Si ces trois types de valorisation ne sont pas possibles, il ne reste que la mise en décharge. Du point de vue du recyclage, l’objectif est de réutiliser les matériaux. Lorsque cela n’est pas possible, par exemple pour des raisons de qualité, il est très judicieux, d’un point de vue social et écologique, d’utiliser les matériaux recyclables là où l’efficacité du recyclage est la plus grande.

À cet égard, le recyclage à la fois matériel et thermique est très performant. Les fractions de déchets, telles que vieux pneus, déchets de bois, solvants ou boues d’épuration sèches, peuvent être thermi­quement et matériellement recyclées de manière optimale dans les cimenteries, où leur pouvoir calorifique est utilisé pour chauffer le four et le matériau recyclable intégré au nouveau produit. Dans le cas des vieux pneus, par exemple, ce sont les armatures en fer qui deviennent une partie du clinker nouvellement produit. Les principaux éléments dont le clinker est composé sont le calcium, le silicium, l’aluminium et le fer.

Écologiquement parlant, ce recyclage matériel et thermique des déchets est préférable à un traite­ment purement thermique. Bien que celui-ci utilise l’énergie de chauffage, il génère pourtant des matières résiduelles qui doivent être mises en décharge, ce qui représente une charge pour les générations futures. Cela dit, un traitement purement thermique est toujours préférable à la mise en décharge, raison pour laquelle il est prescrit par la loi.

Les déchets qui doivent être éliminés doivent donc être évacués ou recyclés de la manière la plus efficace possible. Dans les cimenteries, ils peuvent être utilisés pour remplacer les combustibles et les matières premières. Les boues résiduaires des stations d’épuration des eaux usées en sont un exemple révélateur. Le phosphore – qui servira ensuite d’engrais pour l’agriculture – peut en être retiré pendant la phase humide et, une fois séché, servir de combustible et de matière première dans l’industrie du ciment.

En Suisse, les cimenteries remplacent depuis des années les combustibles fossiles par des fractions de déchets. Préservant ainsi les gisements de matières premières, elles protègent le climat en rédui­sant les émissions de CO₂ et fabriquent un produit de haute qualité sans lequel aucune construction compactée ou infrastructure permanente n’est possible.

Les quantités de déchets recyclés par l’industrie du ciment ont augmenté depuis les années 1990. Elles pourraient toutefois augmenter encore si les usines étaient autorisées à utiliser d’autres frac­tions de déchets. En raison des conditions réglementaires en vigueur, la Suisse est à la traîne par rapport à d’autres pays dans ce domaine. Les cimenteries autrichiennes, par exemple, ont libre accès aux fractions de déchets plastiques et leur taux moyen d’utilisation de combustible de substitution est très élevé, de plus de 80 %, ce qui est très bénéfique pour l’environnement.

L’industrie du ciment valorise depuis près de vingt ans dans ses installations les boues produites par les stations de traitement des eaux usées, ainsi que les farines animales issues de la filière de production de la viande. Au cours de ces vingt dernières années, elle a plus que doublé sa capacité de valorisation et contribué entre autres de manière significative à maîtriser la crise de la vache folle (ESB) au début des années 1990. Elle recycle une grande partie des pneumatiques hors d’usage, la plupart des solvants à recycler produits par l’industrie chimique, des déchets majeurs de l’industrie alimentaire, ainsi qu’une partie non négligeable des boues produites par les stations de traitement des eaux usées de Suisse.

L’industrie suisse du ciment constitue dès lors un acteur important au niveau du traitement des déchets produits par la Suisse. Des huiles usagées, des dissolvants, des déchets de bois ou des pneumatiques hors d’usage sont l’objet d’un recyclage dans l’une des usines de ciment suisses. Des fragments de déchets sont recyclés dans les cimenteries suisses tant sur le plan thermique que sous forme de matière première. Il ne reste ainsi plus de résidus qu’il serait nécessaire de stocker à la charge des générations futures. De ce fait, cette démarche est nettement préférable à un recyclage purement thermique.

L’industrie suisse du ciment assume sa fonction primordiale de recyclage même en cas de crise. Au cours de la pandémie de la Covid-19 du printemps 2020, cette branche industrielle a souligné, dans le cadre d’un courrier adressé au Conseil fédéral, à quel point elle était profondément consciente de sa responsabilité et faisait tout en vue de maintenir le fonctionnement des circuits de recyclage.

Le circuit d’élimination des déchets de divers résidus au sein de l’industrie du ciment est particulièrement écologique pour les raisons suivantes. Les émissions de CO2 par la Suisse sont réduites grâce au recours à des combustibles alternatifs. La consommation de terrain nécessaire à accueillir les dépôts, ainsi que l’apport de substances nocives dans les eaux est réduite, tandis que l’élimination des produits nocifs est améliorée – de même d’ailleurs que le bilan énergétique global. Le traitement adéquat des fragments de déchets, respectivement leur valorisation ne s’impose pas uniquement d’un point de vue écologique. L’industrie du ciment contribue également, grâce à son engagement dans le domaine de l’économie privée, à réduire au maximum les coûts liés aux taxes et aux impôts de dépôt et de recyclage.

Le 11 août 2020, les milieux intéressés ont rencontré des représentants des autorités et de l’industrie du ciment pour s’informer sur les procédés de recyclage du phosphore provenant des boues d’épuration humides. cemsuisse a organisé l’événement, auquel ont participé l’OFEV, des représentants de différents cantons, des STEP et d’autres organisations intéressées.

Après un bref mot de bienvenue du directeur du cemsuisse Stefan Vannoni, Mme Kaarina Schenk a expliqué les conditions-cadres fixées par l’OFEV. À partir de 2026, la Suisse devra s’assurer à ce que le phosphore des eaux usées et des déchets riches en phosphore soit récupéré et recyclé. L’objectif de cette démarche consiste à boucler le cycle du phosphore en Suisse. À cette fin, à partir de 2026, toute installation qui récupère du phosphore doit récupérer 50 % du phosphore apporté au début du processus. Pour 2036, l’objectif est de remplacer les importations tant d’engrais minéraux que de produits chimiques à base de phosphore par le recyclage du phosphore.

Le chef du département de l’environnement du canton d’Argovie Peter Kuhn a soulevé diverses questions concernant le recyclage du phosphore et les différents acteurs impliqués qui exigent des réponses. Il a souligné que dans une économie circulaire, toutes les organisations impliquées doivent apporter leur contribution. On ne peut pas se contenter d’attendre que les autres partenaires agissent. Il a donc lancé un appel à une coopération renforcée le long de la filière des flux de matières.

Le directeur de la station d’épuration des eaux (STEP) du lac de Thoune Ingo Schoppe a expliqué qu’il faut toujours avoir une vue d’ensemble portant tant sur l’aspect écologique qu’énergétique. Les voies de transport, les flux de matières et les besoins en énergie sont importants. Il estime qu’une prise en compte globale des facteurs de durabilité (sociaux, économiques, écologiques) s’impose.

Le directeur d’arabern (STEP de Berne) Adrian Schuler a résumé les résultats des essais menés dans son installation pour arriver à la conclusion que la méthode initialement prévue ne fonctionnait pas correctement.  Adapter le procédé est certes possible à l’échelle d’un laboratoire, mais demanderait dans une STEP des adaptations majeures du procédé actuel et accroîtrait de manière disproportionnée les besoins en ressources (par ex. acides forts).  Nombre de ces résultats peuvent être transposés à d’autres stations d’épuration suisses. Par conséquent, des efforts de recherche supplémentaires sont nécessaires pour développer davantage le processus en question et le rendre applicable pour les STEP.

L’industrie du ciment, qui en Suisse traite une part importante des boues d’épuration et en récupère l’énergie et les substances, voudrait faire partie de la solution, comme l’a expliqué le directeur de Geocycle Suisse et Italie Clemens Wögerbauer. Les boues d’épuration et les farines animales constituent une part non négligeable des combustibles de substitution d’origine biogène. Utiliser ces combustibles se révèle aussi judicieux pour diminuer les émissions de CO₂ en Suisse. Si le recours aux combustibles biogènes dans l’industrie du ciment permet d’économiser en premier lieu des combustibles d‘origine fossile, le climat en général et, dans le cas concret, le bilan climatique de la Suisse en profitera également. Autre avantage : aucune fraction de déchets ne doit être mise en décharge ou éliminée d’une autre manière. L’industrie du ciment soutient divers projets pilotes et de recherche pour un recyclage efficace du phosphore en provenance des boues d’épuration, permettant ainsi d’utiliser les boues à la fois pour produire de l’énergie et recycler les substances, tout en évitant tout dépôt de résidu. La Suisse joue un rôle de pionnier dans ce domaine, car le phosphore devra être récupéré dans les déchets riches en phosphore tels que les farines animales et les boues d’épuration dès le 1er janvier 2026.

Martin Tschan, responsable Environnement Technologie et Science auprès de cemsuisse, a montré quelques résultats préliminaires d’expériences par carbonisation hydrothermale (HTC) menées à la HES de Zurich (ZHAW). Ce processus a permis de produire du charbon pouvant servir de combustible dans les cimenteries. Le phosphore a pu être séparé dans l’eau de traitement, tandis que les métaux lourds ont été déposés dans le charbon. Cependant, les recherches doivent être poursuivies avant de pouvoir intégrer le processus dans le paysage actuel du traitement des déchets.

Tous les participants s’accordent sur le fait qu’il est important de prendre en compte tous les flux de matières et d’énergie et d’éviter en principe toute décharge ou autre forme d’élimination des matières résiduelles. Une vision d’ensemble écologique est importante – il ne doit pas s’agir de récupérer à n’importe quel prix un maximum de phosphore. Les autres émissions, telles que les polluants atmosphériques, le CO₂ et le bruit, ont également un impact environnemental important et ne doivent pas être négligées.

La question de savoir quels “produits phosphorés” peuvent être fabriqués et s’il existe des acheteurs ou une volonté de payer pour ces produits est encore en suspens. Les personnes présentes ont exprimé leur intérêt à poursuivre les discussions sur le sujet.