Suivi et Amélioration de la mise en place d’un
système de tri sélectif au sein d’une cimenterie

Processus de fabrication du ciment

Le procédé de fabrication du ciment est complexe car il est constitué de plusieurs étapes. Nous parlerons essentiellement dans ce chapitre de la préparation du clinker, principale matière première du ciment, de l’extraction des matières premières (calcaires, latérite, marne) à la cuisson 4.1 Extraction et concassage (3) SOCOCIM possède trois carrières qui sont situés à Bargny (carrière de marnocalcaire), à Pout et Bandia (carrières de Calcaire). C’est au niveau de ces carrières que l’on extrait tout ce dont on a besoin pour la constitution du clinker : le calcaire (qui donne la chaux : CaO), la latérite (alumine et fer) et de la marne (silice). L’exploitation de ces carrières se fait de façon rationnelle grâce à une gestion informatisée. Au niveau des carrières, l’extraction des roches se fait par charges explosives. Ces dernières sont insérées à l’intérieur des blocs afin de mieux la déstructurer. Cette opération se fait en général en fin de matinée entre 11h et midi. Lors de cette opération, l’explosion crée des vibrations mais aussi du bruit. Récemment, SOCOCIM Industries a montré qu’elle respectait les normes françaises concernant ces deux phénomènes. Lors de cette manœuvre, les ouvriers sont priés de rester à au moins 1 km de l’endroit où les explosifs sont placés. Figure 2: Carrière de calcaire et trémie allant vers le concasseur.  Après explosion, les blocs de pierres d’environ 1 m ou 1 tonne sont chargés sur des dumpers (camions) afin d’être acheminés vers l’usine. Arrivés à destination, ces dumpers sont pesés à l’entrée comme à la sortie afin de déterminer le poids net de pierres livrées. Ces dernières sont ensuite déchargées directement au niveau d’une trémie afin d’être dirigées vers les concasseurs (à marteau au niveau du site) qui vont les casser afin d’obtenir des cailloux (Ø 25-40mm). Par la suite les cailloux sont transportés via un tapis roulant vers un hangar de pré-homogénéisation.

Pré-homogénéisation et broyage

Au niveau du hall de pré-homogénéisation, un mélange des différentes matières premières (calcaire (80%), argile et latérite) est réalisé de manière très précise. Les matériaux sont disposés en couches successives horizontalement dans le hall de préhomogénéisation de 4 tas de 8000 tonnes chacun, puis repris perpendiculairement, de façon à obtenir une composition constante. Il faut aussi noter que le mélange est stocké en tas forts ou faibles qui vont par la suite être broyés. (4) Figure 3: Hall de pré-homogénéisation Après la pré-homogénéisation, les cailloux sont envoyés vers les broyeurs Cru afin que nous obtenions une farine à partir de ceux-ci. Pour se faire, les tas de pierres sont balayés perpendiculairement à l’aide du stacker dans le but de récupérer tous les composants superposés. Ils sont ainsi déposés au niveau d’un tapis les achemine vers le broyeur. Il existe un dispositif aimanté à l’entrée de la trémie qui permet de retirer tous les résidus de fer qui pourraient être dans le premier mélange. 15 Figure 4: Broyeur vertical (PFEIFER 2) Le broyeur est constitué de quatre galets, avec un certain tonnage chacun, qui vont agir comme des pilons sur les pierres envoyés à l’intérieur. Ainsi les grosses pierres atterrissent sur un tapis sur lequel les galets exercent une pression permettant ainsi de réduire les cailloux en farine (obtention de grains avec un diamètre inférieur à 200 microns). Les fines particules sont ensuite envoyées vers le haut du dispositif par une force centrifuge permettant ainsi de les diriger vers un filtre à manches d’une taille assez considérable où se fera la séparation particule-air. Les particules plus lourdes sont broyées par la suite et suivent les chemins ainsi indiqués lorsqu’elles atteignent une taille acceptable. L’usine dispose de 3 broyeurs dont 2 verticaux et un horizontal d’une capacité totale de 360 T/heure.

Cuisson de la farine crue et refroidissement du clinker

La farine ainsi obtenue est prête à être mise au four pour la clinkérisation. Avant cuisson, celle-ci est stockée dans des silos d’homogénéisation afin d’être acheminée dans les fours respectifs. Un système permet d’envoyer de l’air compressé à l’intérieur des silos homo permettant ainsi la fluidisation de la farine afin qu’elle soit bien homogène lors de son entrée dans le four. 16 Figure 5: Ligne de cuisson La cuisson de la farine se fait dans un four à 1450°C. C’est la clinkérisation. Il est impensable d’introduire la farine directement dans le four où la température avoisine les 1400°C. Cela altérerait le produit que nous voulons obtenir. De ce fait, la cuisson se fait en 2 grandes étapes : • Entre 60° et 900°C : Il existe un dispositif de 4 cyclones ayant des températures allant de 100 à 900°C environ. Plus on se rapproche du four (vers le bas), plus la température est élevée. La chaleur de la flamme produit des gaz qui remontent les cyclones tandis que la farine descend. Il en résulte ainsi un échange de chaleur entre eux. Lors de cette étape, nous avons deux phénomènes qui se produisent : la déshydratation et la décarbonatation (3). Cette dernière nous permet d’obtenir la chaux vive (CaO) et un dégagement de CO2 à partir du calcaire. Entre 500 et 900°C, il y a une dislocation de la structure de l’argile en oxydes : SiO2, Al2O3 et Fe2O3, et la magnésie, MgO. • Entre 900 et 1450°C, nous avons la décomposition des matières et la recombinaison du clinker. Dans ce mélange, nous avons de la chaux, de la latérite (alumine et fer) et de la marne (silice). Au fur et à mesure que la chaleur augmente et que la matière se rapproche du four, nous avons la latérite qui joue le rôle de liquide entrainant ainsi la formation de petite bille de clinker. La rotation du four permet de bien mélanger les composants. A la sortie du four, le clinker est refroidi à 100°C. Le refroidisseur est constitué de plusieurs plaques sur lesquelles passe le clinker mais aussi d’un concasseur qui permet de réduire les billes lorsqu’elles sont un peu volumineuses. 17 Il est important de noter aussi que la SOCOCIM INDUSTRIES dispose actuellement de deux lignes de cuissons et ont chacune une capacité de production de 2000 tonnes de clinker par jour.