Ciment

Le ciment Portland et le ciment à maçonnerie sont des ciments hydrauliques, qui peuvent prendre et durcir sous l’eau. Un mélange mesuré de calcite (généralement du calcaire) et, selon les besoins, de petites quantités de matières siliceuses, alumineuses ou ferreuses, est cuit à haute température contrôlée dans un four rotatif, cuve en acier montée sur un axe horizontal rotatif et munie d’un revêtement réfractaire.

Le ciment Portland peut être vendu directement aux fabricants de béton ou à d’autres consommateurs. Par ailleurs, les usines de ciment (ou de béton) peuvent le transformer en un mélange aux propriétés similaires en y ajoutant d’autres charges cimentaires ou pouzzolaniques (des substances siliceuses auxquelles il faut ajouter de la chaux pour en faire des ciments). Enfin, on peut le mélanger avec des matériaux plastifiants tels que la chaux ou le calcaire moulu pour obtenir des ciments à maçonnerie servant à fabriquer le mortier.

Incidence sur la qualité de l’air

Voici les polluants atmosphériques résultant de la fabrication du ciment : (fait à noter, ils ne sont pas nécessairement présents dans toutes les installations à des taux massiques importants ou à des concentrations mesurables):

Principaux contaminants atmosphériques (PCA):

• particules (PT, P₁₀ et P_2,5)
• oxydes d’azote (NO_x)
• oxydes de soufre (SO_x)
• monoxyde de carbone (CO)
• composés organiques volatils (COV), par exemple le benzène, le toluène, l’éthylènebenzène et le xylène
• l’ammoniac (NH₃)

Gaz à effet de serre

• dioxyde de carbone (CO₂), méthane (CH₄) et oxyde nitreux (N₂O)

Autres substances

• composés acides, p. ex., le chlorure d’hydrogène, le fluorure d’hydrogène et l’acide sulfurique [H₂SO₄])
• métaux lourds, p.ex., l’arsenic (As), le cadmium (Cd), le chrome (Cr), le plomb (Pb), le mercure (Hg) et le nickel (Ni)
• les composés organiques, p. ex., les dibenzodioxines polychlorées, les dibenzofurannes polychlorés, les biphényles polychlorés (BPC), l’hexachlorobenzène et les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)

Les émissions annuelles totales des principaux polluants atmosphériques figurent dans le tableau suivant.

Province	PT kt	P10 kt	P2,5 kt	NOx kt	SOx kt	COV kt	CO kt	CO2 tm
Québec	0,8	0,7	0,4	9,5	6,1	0,0	1,4	-
Ontario	4,6	3,6	1,7	23,3	26,4	0,1	10,5	-
Saskatchewan	s.o.	s.o.	s.o.	s.o.	s.o.	s.o.	s.o.	-
Alberta	s.o.	s.o.	s.o.	s.o.	s.o.	s.o.	s.o.	-
Colombie-Britannique	1,1	0,7	0,3	0,3	4,0	0,1	1,2	-
Total	13,7	7,2	3,2	40.9	41,8	0,3	14,4	10,3
Tous les secteurs industriels	572,7	259,9	140,7	654,4	1 536,5	987,6	1 358,0	117
Pourcentage des émissions industrielles totales	2,4	2,8	2,3	6,4	2,7	0	1,1	8,8

Source: Inventaire national des rejets de polluants, Environnement Canada, 2000.

Contexte canadien

En 2001-2003, le Canada comptait 16 usines de fabrication de ciment Portland réparties dans cinq provinces. Quinze de ces usines produisent du ciment gris et une, le ciment blanc qui entre dans la composition du béton destiné à des applications architecturales. Le ciment blanc est constitué de matières premières faibles en fer et en manganèse et sa fabrication nécessite plus d’énergie que le ciment gris.

On a produit 1652000000 de tonnes de ciment Portland dans le monde en 2001, dont quelque 13,6millions de tonnes au Canada (moins de 1 p. 100) et 91millions de tonnes aux États-Unis (environ 5 p. 100).

Installations de fabrication de ciment au Canada (2001-2003)

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Règlements et pratiques – Gestion des émissions

En 1974, Environnement Canada a promulgué des lignes directrices nationales sur les émissions dans lesquelles il établit les limites des émissions de particules que peut rejeter l’industrie de la fabrication du ciment.

Les limites recommandées (sur une base volontaire et non réglementaire) pour les émissions sont contenues dans deux lignes directrices nationales du Conseil canadien des ministres de l’environnement (CCME):

Ligne directrice nationale pour les émissions des fours à ciment(ligne directrice sur les NO_x, publiée en 1998): elle établit la limite des NO_x à 2,3 kg/t de clinker (moyenne mensuelle) pour les nouvelles usines de ciment d’une capacité supérieure à 1500tonnes par jour et construites après le 1^er janvier 1998.

Lignes directrices nationales pour l’utilisation des déchets dangereux et non dangereux comme combustibles de substitution dans les fours à ciment(lignes directrices sur les déchets dangereux, publiées en 1996): ces lignes directrices fixent les limites des émissions de particules totales, de métaux, de chlorure d’hydrogène, de dibenzodioxine polychlorée et de dibenzofuranne polychloré.

Toutes les provinces ont mis sur pied des programmes de permis. La façon de formuler les limites d’émissions varie de l’une à l’autre et, bien que chacune ait instauré des normes pour les particules (les limites allant de 25à 120 mg/nm³), il n’en va pas de même pour les NO_x, les SO_x et les autres polluants. Ainsi, une installation doit respecter une limite du taux massique des NO_x et une autre, une limite du taux massique des SO_x. Plusieurs provinces, soit l’Alberta, l’Ontario et le Québec, ont aussi pris des règlements généraux qui visent l’ensemble des secteurs industriels ou des règlements particuliers qui s’appliquent à la fabrication du ciment.

Outre les programmes de réglementation, un certain nombre de programmes et de politiques sont mis en œuvre dans plusieurs des provinces où se trouvent des usines de ciment. Ainsi, l’Ontario, l’Alberta et la Colombie-Britannique s’affairent à appliquer des stratégies de gestion de la qualité de l’air qui déterminent la participation des industries aux programmes de réduction des émissions afin de réaliser les objectifs en matière de qualité de l’air ambiant et de limiter la propagation régionale transfrontalière des polluants atmosphériques vers les États-Unis. De plus, en 2002-2003, le Québec avait commencé à définir de nouvelles normes à l’intention des secteurs industriels dans le cadre d’une mise à jour générale de son programme de réglementation.

Passons à l’action

Les liants hydrauliques complémentaires qui peuvent remplacer le ciment dans les mélanges de ciment ou entrer dans la composition des mélanges de béton offrent toutes sortes de possibilités pour conserver les matières premières et les combustibles fossiles et, par conséquent, éviter la pollution créée par la fabrication du ciment.

Le recours aux meilleures techniques disponibles, y compris la conception de procédés, l’optimisation de la régulation de procédés, les dépoussiéreurs d’une grande efficacité, les mesures de réduction des NO_x primaires et les méthodes de contrôle postcombustion, peuvent contribuer à limiter les émissions et à contrebalancer la tendance générale à la hausse provoquée par l'augmentation de la production de ciment et de clinker.

L’amélioration continue dans tous les domaines qui constituent des sources de pollution représente un aspect crucial de la gestion efficace de l’environnement.

Il existe de nombreuses façons d’intervenir et de réduire la pollution.