Guide pratique - Holcim

1.1
Fig 1.1.1
Engins à l’œuvre
dans une carrière
Fig 1.1.2
Hall de préhomo-
généisation du
cru avant broyage
Fig 1.1.3
Le four rotatif,
cœur
de la cimenterie
Fig 1.1.4
Intérieur d’un
four rotatif
8
Les constituants du béton
Le ciment
Fabrication
La fabrication du ciment Portland consiste à préparer
un mélange des matières premières de granulométrie
définie, à le cuire jusqu’au seuil de fusion et à broyer le
produit de cette cuisson en une poudre fine et réactive :
le ciment. Globalement, on peut distinguer quatre étapes
dans la fabrication du ciment :
Extraction et concassage des matières premières
(fig. 1.1.1)
Pour produire une tonne de ciment, il faut compter
une tonne et demie de matières premières – calcaire et
marne ou argile – qui libéreront à la cuisson de l’eau et
de l’anhydride carbonique.
Dans la carrière même, la matière première est
concassée en morceaux de dimension maximale de
60 mm environ.
Mélange et réduction en farine de la matière
première
Lors de l’étape suivante, les différentes matières premières
sont mélangées dans des proportions correspondant
à la composition chimique optimale (fig. 1.1.2).
Dans un broyeur à boulets ou à meules, la matière est
simultanément séchée et réduite en poudre fine. A la
sortie, on obtient la farine brute qui va être homogénéisée
pour garantir une composition uniforme.
Transformation par cuisson de la farine en clinker
Le processus de cuisson à une température d’environ
1450 °C est l’opération principale de la fabrication du
ciment (fig 1.1.3 et 1.1.4).
A la sortie du four, la matière se présente sous forme
de clinker incandescent qui sera rapidement refroidi à
l’air (fig 1.1.6).
On utilise comme combustible du charbon, de l’huile
lourde, du gaz naturel, parfois avec appoint de matières
de récupération, par exemple des solvants, des huiles
usées ou de vieux pneus.
NB : le processus de production présenté ici est de type
«voie sèche ». Des variantes existent :
- dans la « voie semi-sèche » : la farine est transformée
en granules par humidification sur des grandes soles
tournantes. Ces granules sont ensuite préchauffées sur
une grille mobile avant d’entrer dans le four rotatif.
- dans la « voie humide » : les matières premières sont
broyées et mélangées avec de l’eau pour former une
pâte liquide qui est homogénéisée dans des grands
bassins. Cette pâte est ensuite introduite dans le four
rotatif.
- dans la « voie semi-humide » : la pâte, préparée comme
en voie humide, est partiellement déshydratée dans
des filtres-presses et ensuite séchée et broyée avant
d’être introduite dans le four.
Mouture du clinker avec le gypse et les ajouts
Pour obtenir le matériau réactif recherché, le clinker est
broyé dans une unité de broyage appropriée (fig. 1.1.5),
avec une petite quantité de gypse (régulateur de prise).
Suivant le type de ciment, on ajoute au clinker, lors de
la mouture, des composants minéraux (calcaire, laitier
granulé de haut fourneau, cendres volantes). On obtient
ainsi des ciments appelés ciments composés ou
ciments de haut fourneau.
Fig 1.1.5
Intérieur d’un broyeur