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RÉSUMÉ
La fabrication des céramiques silicatées industrielles en Europe émet annuellement dans l'atmosphère 19 Mt de CO2. L'article décrit des solutions pour atténuer les effets sur le climat de la production industrielle des céramiques silicatées. Pour réduire les émissions à l'horizon 2050, il est nécessaire d'identifier les sources d'émissions de CO2, de proposer des technologies à plus faibles émissions de CO2, d'accélérer la création de processus industriels innovants. L'article montre aussi que les enjeux environnementaux et énergétiques ne se limitent pas aux étapes de fabrication, mais sont aussi déterminés par l'UE pour créer des quantités suffisantes d'énergies décarbonées et distribuées par un réseau européen.
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The manufacture of industrial silicate ceramics in Europe emits annually 19 Mt of CO2 into the atmosphere. The article describes solutions to mitigate the climate effects of the industrial production of silicate ceramics. To reduce emissions by 2050, it is necessary to identify the sources of carbon emissions, to propose technologies with lower carbon emissions, and to accelerate the creation of innovative industrial processes. The article also shows that the environmental and energy issues are not limited to the manufacturing stages but are also determined by the EU, to create sufficient quantities of carbon-free energy and distributed by a European network.
Auteur(s)
-
Philippe BLANCHART : Professeur émérite - IRCER (Institut de Recherche sur les Céramiques), Université de Limoges, 12 rue Atlantis, 87068 Limoges France
INTRODUCTION
Les utilisations des céramiques silicatées produites en grandes quantités à l’échelle industrielle sont très diverses : construction, biens de consommation, appareils électroménagers, santé, technologies environnementales, électronique, transport, défense, aéronautique, etc. L’ensemble de ces productions industrielles a pour point commun d’utiliser des technologies consommatrices d’énergies fossiles, qui ont toutes un impact significatif sur l’environnement. Dans ce contexte, des accords internationaux visent à limiter les changements climatiques, et sont inscrits dans les lois européennes sur le climat.
Depuis 2019, l’UE a fixé des objectifs climatiques ambitieux et a mis le continent sur la voie de la décarbonation, pour que l’économie du continent européen devienne neutre pour le climat d’ici 2050. Un objectif intermédiaire est la réduction des émissions nettes de gaz à effet de serre d’au moins 55 % d’ici 2030 par rapport aux niveaux de 1990. La neutralité climatique d’ici 2050 signifie de parvenir à réduire à zéro les émissions nettes de gaz à effet de serre pour les pays de l’UE, principalement en réduisant les émissions actuelles, en investissant dans les technologies innovantes, et en protégeant l’environnement naturel. Comme tous les autres secteurs industriels, l’industrie européenne de la céramique, et notamment des céramiques silicatées, s’est engagée à travailler avec les institutions de l’UE pour mener la transition vers une économie du type zéro carbone dans les prochaines décennies.
La part des sources d’émissions dans l’industrie de la céramique en 2021 était :
-
64 % pour les combustibles fossiles ;
-
17 % pour les procédés de fabrication ;
-
19 % pour l’environnement industriel.
Les émissions liées à la production de céramiques peuvent être réparties en trois grandes catégories :
-
la combustion, pour les processus de séchage et de cuisson à haute température ;
-
les émissions générées par les transformations avec la chaleur des ressources minérales, dont les argiles ;
-
les émissions indirectes, principalement issues de la production d’électricité.
Environ 90 % des émissions proviennent de trois filières industrielles :
-
briques de construction et tuiles de couverture ;
-
carrelages de sol et de mur ;
-
produits réfractaires.
L’industrie céramique européenne s’est engagée dans un processus de recherche et développement (R&D) pour respecter ses engagements vis-à-vis de l’environnement et des nouvelles orientations réglementaires. Cela passe à la fois, par des transformations progressives des équipements industriels, et par l’utilisation de sources d’énergies décarbonées.
Cet article décrit les orientations principales des activités de R&D en Europe, qui visent à atteindre ces objectifs en 2050.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
industry | Silicate ceramic | Decarbonization
DOI (Digital Object Identifier)
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Transition vers un secteur industriel décarboné
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3. Procédés de fabrication des céramiques silicatées industrielles
Pour fabriquer industriellement des produits de céramiques silicatées, on utilise majoritairement des mélanges de matières minérales, dont des roches du groupe des argiles, des feldspaths, de la silice, et des carbonates. Ces matières minérales sont extraites de carrières. Elles subissent ensuite un traitement préliminaire, et un broyage, pour obtenir des poudres fines, de granulométrie comprise entre 10 μm et 500 μm. En général, le procédé industriel de fabrication commence par une étape de dosage des proportions de poudres de matières minérales, et par une étape de mélange avec un ajout d’eau en quantité adaptée aux procédés de mise en forme des produits. On obtient ainsi une pâte dont la nature est adaptée aux procédés de mise en forme des produits. Les trois types principaux de pâtes céramiques sont présentés dans le tableau 2.
La figure 3 présente l’organigramme général de la fabrication industrielle des produits céramiques. Pour chaque type de produit, il existe un ou deux procédés de mise en forme qui est tout particulièrement adapté. Ces procédés sont indiqués dans le tableau 3.
Le chemin à choisir dans l’organigramme de fabrication de la figure 3 dépend à la fois du type de produit à fabriquer (tableau 2 et tableau 3), du type de pâte à utiliser (tableau 2), et des choix réalisés par les industriels.
La figure 3 présente aussi le type principal d’énergie qui est utilisé à chaque étape de fabrication. L’importance des teneurs en émissions de CO2 est représentée qualitativement. On remarque l’importance des processus utilisant majoritairement de l’énergie thermique avec des combustibles liquides ou gaz, notamment pour les étapes de séchage et de cuisson. Ces étapes sont la source principale d’émissions de CO2 et d’autres polluants atmosphériques (NOx, composés soufrés, composés fluorés, etc.), et font l’objet des principales...
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Procédés de fabrication des céramiques silicatées industrielles
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BOCH (P.) - Propriétés et applications des céramiques. - Hermes Science Publications (2000).
-
(2) - FANTOZZI (G.), NIEPCE (J.C.), BONNEFONT (G.) - Céramiques Industrielle. - Dunod (2013).
-
(3) - * - https://www.cerameunie.eu/
-
(4) - FURSZYFER DEL RIO (D.D.), SOVACOOL (B.K.), FOLEY (A.M.), GRIFFITHS (S.), -BAZILIAN (M.), KIM (J.), ROONEY (D.) - Decarbonizing the ceramics industry: A systematic and critical review of policy options, developments and sociotechnical systems. - Renewable and Sustainable Energy Reviews, 157, 112081 (2022).
-
(5) - CALIPEL (C.), LE PIERRES (O.), BAUDE (M.), DUVERNOY (J.), DESPOINTE (H.H.), -MESQUI (B.) - Chiffres Clés Du Climat – France, Europe et Monde. - (2022). http://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/
-
(6)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Matériaux et objets en contact avec les denrées alimentaires – Méthodes d’essai pour le choc thermique et la résistance au choc thermique - NF EN 1183 - 1997
-
Matériaux et objets en contact avec les denrées alimentaires – Méthodes d’essai visant à déterminer la translucidité des objets en céramique - NF EN 1184 - 1997
-
Matériaux et objets en contact avec les denrées alimentaires – Méthodes d’essai pour l'absorption d'eau par les objets en céramique - NF EN 1217 - 1998
-
Résistance mécanique au lave-vaisselle des ustensiles – Partie 1 : méthode d’essai de référence pour articles à usage domestique - NF EN 12875-1 - 2005
-
Matériaux et articles en contact avec les denrées alimentaires – Méthode d’essai de la résistance au tressaillage des articles en céramique - XP ENV 13258 - 1999
-
Matériaux et articles en contact avec les denrées alimentaires – Objets non métalliques à usage industriel pour la cuisine et le transport de nourriture – Méthode d’essai...
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs
Un répertoire très détaillé des fournisseurs de l’industrie céramique européenne est dans l’annuaire de l’association des anciens élèves de l’ENSCI [email protected] ; https://aaae-ensci.com/
Ceramic Industry Suppliers Guide Interceram http://www.interceram-review.info
CFI Ceramic Forum International, Ceramic Suppliers http://www.cfi.de
HAUT DE PAGE1.2 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Cerame-Unie https://www.cerameunie.eu/
Tiles & Bricks Europe https://www.tiles-bricks.eu
Fédération Européenne des Fabricants de Céramiques Sanitaires https://www.fecs.eu
The European Refractories Producers Federation https://www.pre.eu
SACMI ...
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Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
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