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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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Émissions de CO2 dues aux processus de fabrication5. Transformations de l’industrie céramique
Les trois quarts des émissions industrielles sont dus à l’utilisation d’énergies fossiles. Le remplacement progressif de ces énergies par des énergies renouvelables sera le principal facteur de réduction :
-
électricité décarbonée (solaire, nucléaire, etc.) ;
-
hydrogène vert par électrolyse avec de l’électricité décarbonée ;
-
biogaz et bio fuels.
La substitution des énergies fossiles sera surtout obtenue par des efforts collectifs pour rendre disponibles les énergies de substitution, ce qui n’est pas encore assuré en Europe.
Au niveau industriel, les investissements sont souvent à très long terme, comme dans le cas des fours industriels, pour lesquels les investissements sont toujours pour plusieurs décennies, et constituent un capital important. En conséquence, les choix technologiques concernant les sources d’énergie ne peuvent être assurés qu’en fonction de leur disponibilité à terme, et à des conditions économiquement acceptables.
Simultanément, les industries doivent aussi chercher à améliorer l’efficacité énergétique de leurs processus. Cela comprend plusieurs possibilités :
-
utilisation de procédés de fabrication innovants ;
-
adaptation des processus industriels aux énergies décarbonées ;
-
nouvelles techniques de gestion de la production.
5.1 Procédés de fabrication innovants et besoins en énergie alternative
Les chiffres concernant la consommation d’énergie et les émissions de CO2 pour la fabrication industrielle de céramiques en Europe sont les suivants :
-
moyenne de la consommation spécifique pour la production d’une tonne de céramique : 1,67 MWh ;
-
total des émissions annuelles de CO2 en Europe : 19 Mt.
Ces chiffres sont relativement élevés, et peuvent diminuer en fonction des choix technologiques possibles, décrits dans le tableau 5.
Les objectifs d’évolution technologique doivent être mis en relation avec les besoins futurs en énergies alternatives, et le tableau 6 indique les quantités...
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Transformations de l’industrie céramique
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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