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Le cycle de production

De la carrière à la mise en sac, la fabrication du ciment se déroule en plusieurs phases.

Étape 1 : L'extraction des matières premières

Le calcaire et l’argile sont extraits de carrières situées à proximité des cimenteries.

Abattus à l’explosif, les rochers et blocs sont transportés par des tombereaux (gros camions) vers des concasseurs afin de réduire leur taille et d'obtenir des cailloux de moins de 10 cm de diamètre. Ces matières premières font l'objet d'une sélection rigoureuse. Leur composition doit comprendre de la chaux, de la silice, de l'alumine et de l’oxyde de fer dans des proportions bien déterminées.

Étape 2 : La préparation du cru

Une fois concassés, les matériaux subissent un pré-mélange dans des halls de pré-homogénéisation ce qui permet d’obtenir une plus grande régularité de composition.
Ils sont ensuite séchés et broyés dans un broyeur (à boulets ou à galets) afin de réduire leur taille à quelques dizaines de microns. Le passage des gaz du four dans le broyeur permet le séchage de la matière. La poudre fine alors obtenue est appelée farine crue, d'où l'expression de broyeur à cru.
Tout au long du processus, des dispositifs de prélèvement, de transport et d’analyse chimique, permettent de vérifier en continu que les proportions des diverses matières correspondent à la composition chimique recherchée.

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Étape 3 : La cuisson

  • Le four

La farine est introduite sous forme de poudre dans une tour de préchauffage où elle est préalablement chauffée par les gaz produits dans le four rotatif (phase de pré calcination).
La farine descend ainsi par gravité, à contre-courant des gaz chauds du four. La tour possède plusieurs étages de cyclones, ce qui permet de faire monter la température de la farine progressivement jusqu’à 850°C (procédé à voie-sèche). La farine sera ensuite introduite dans un four rotatif incliné garni de briques réfractaires. Le four est alimenté en chaleur par un brûleur de grande capacité. La température de flamme atteint plus de 2 000°C.
Elle subit au cours de cette cuisson des réactions chimiques complexes : tout d’abord, le calcaire se décarbonate sous l’action de la chaleur à une température avoisinant les 950°C et se transforme en chaux, tandis que les argiles se décomposent en silicates et aluminates. L’ensemble se recombine ensuite à une température d’environ 1 450°C en silicates et aluminates de chaux.

  • Clinker

Ce processus chimique conduit ainsi à l’obtention d’un produit semi-fini appelé clinker, qui possède des propriétés de liant hydraulique.
Le clinker est ensuite convoyé au travers du refroidisseur dans lequel il restitue une bonne partie de son énergie thermique et est refroidi par soufflage d’air à une température de 100°C.
La composition chimique et l’homogénéité de la matière en entrée du four, ainsi que sa régularité dans le temps, sont des éléments fondamentaux dans la conduite du processus de production. Le four possède des filtres à manches qui permettent de filtrer les poussières, limitant les rejets dans l’environnement.

Étape 4 : L'obtention de ciment

Le clinker est stocké dans des halls (ou silos) puis, lors d'une nouvelle étape de broyage, passé dans des broyeurs à boulets (ou à galets) dont la rotation provoque, par chocs et écrasement, la réduction en grains très fins.
La poudre obtenue est le ciment.
Du gypse est ajouté afin de régulariser le temps de prise du ciment. Des compléments peuvent être faits : du filler de calcaire, des cendres volantes (issues de la combustion du charbon dans les centrales thermiques) pour améliorer l'ouvrabilité et la consistance, des laitiers de haut-fourneau (sous-produits des aciéries), ou des pouzzolanes naturelles ou artificielles pour améliorer les propriétés hydrauliques.
Le ciment obtenu est stocké dans des silos de plusieurs milliers de tonnes, parfois divisés en compartiments permettant la conservation de plusieurs qualités de ciment.
Il est ensuite livré en vrac ou en sac.