Recyclage de plâtre à destination des industries cimentières

Société: Un consortium a été constitué et regroupe des acteurs wallons spécialisés dans la collecte et le traitement de déchets de construction, d’origines publiques et privées incluant Ipalle, SUEZ Environnement et Cogetrina (groupe Dufour), des centres de recherche actifs tant dans le domaine du traitement, du recyclage et de la valorisation de matières solides (CTP) que de l’industrie cimentière (CRIC) ainsi qu’un bureau d’engineering et ensemblier (Euremi) fortement impliqué dans le secteur cimentier.

Problématique: Le plâtre (sulfate de calcium hémi hydraté) trouve son origine dans le gypse (sulfate de calcium di hydraté) après calcination (150-170°C). Le processus inverse consistant à réhydrater le plâtre va permettre de reproduire du gypse. Cette réversibilité fait du plâtre un matériau potentiellement recyclable à l’infini. De plus, les spécificités du plâtre en font un matériau fortement exploité en construction dans nos régions où le secteur est développé. Les déchets de plâtre constituent, dès lors, une part non négligeable des déchets de construction puisqu’ils représentent en Belgique un gisement de 80 kt/an.
Actuellement, la Wallonie ne possédant aucune filière de recyclage et de valorisation des déchets à base de plâtre, la majorité des flux sont envoyés en décharge, engendrant un bilan économique et environnemental médiocre. Les procédés de traitement restent relativement marginaux puisqu’ils se limitent à des matières sources relativement pures telles que les plaques de plâtre dépourvues de tout élément exogène et qui sont, dans le meilleur des cas et de manière sporadique (en fonction des opportunités ou des pénuries en matière), envoyés vers les régions limitrophes (Flandres, Pays-Bas, Allemagne, France). Pourtant, la volonté toujours croissante de l’Union Européenne de s’inscrire dans une politique d’économie circulaire, en limitant sa production de déchets ultimes et en assurant la préservation de ses ressources, conduit à l’élaboration de directives toujours plus strictes vis-à-vis des différents secteurs, dont celui du bâtiment (BTP), leur imposant des taux de collecte, de tri et de recyclage toujours plus importants. Ce type de déchet représente donc une ressource importante pour la région.

Le but général de ce projet Greenwin est d’évaluer la possibilité – au cours d’une phase de Recherche Industrielle (RI) de deux ans et d’un Développement Expérimental (DE) de trois ans – d’utiliser, après traitement, des flux de gypse (CaSO4.2H2O) recyclés comme régulateur de prise dans le ciment. Par flux de gypse recyclé, nous entendons les plaques de gypse ou les gypses résultants du « plâtrage » (plâtre prêt à l’emploi, CaSO4 1/2H2O mis en place et en surplus). Rappelons qu’un ciment Portland n’est pas fait uniquement que de clinker. Il nécessite également un « régulateur de prise » qui n’est autre que du gypse ou un mélange de gypse et d’anhydrite (CaSO4). Par régulateur de prise, nous entendons une matière qui permette au clinker moulu de ne pas faire prise trop rapidement (« prise flash ») quand il est gâché avec l’eau.

Action CRA: Le CRIC a développé une méthode pour évaluer la performance des flux de gypses recyclés comparés à deux gypses industriels (un naturel et un artificiel provenant de la production de l’acide citrique). Les tâches du CRIC dans cette recherche ont été : de caractériser les matériaux recyclés traités, de développer un procédé pour évaluer la qualité des flux recyclés, d’adapter le procédé avec les premiers flux provenant du pilote, et finalement, d’évaluer la robustesse du procédé (analyse de flux extrêmes).

Pour ce faire, des clinkers (produits sans régulateur de prise) des trois producteurs de ciment belges (CBR, CCB et Holcim-Lafarge) ont été collectés et broyés à une granulométrie déterminée par le CTP avec un broyeur à boulet semi-industriel. Des ciments CEM I et CEM III/A ont été préparés par mélange à partir des trois clinkers broyés des cimentiers belges. Ces derniers ont été fabriqués avec quatre concentrations fixes en sulfate (au-dessus de leur valeur naturelle) par ajout avec respectivement les deux gypses industriels (le naturel et l’artificiel). Une série d’essais ont ensuite été réalisés sur les mortiers faits à partir des quarante-huit ciments (3 clinkers x 2 types de ciments x 4 concentrations en gypse x 2 types de gypse). Finalement, un optimum sulfate a été déterminé pour chaque clinker à partir des résultats obtenus avec les essais détaillés.

Retombées industrielles: Sur base des conclusions tirées de la recherche, une unité prototype de traitement des déchets de plâtre a été implantée à proximité de la voirie d’eau, au Port Autonome de Pecq en Belgique. Elle s’intègre dans les halls existants du port autonome exploité par la société DUFOUR. Afin d’assurer la qualité du produit recyclé, un premier hall est spécifiquement dédié au stockage, pré-broyage et tri des déchets entrants tandis qu’un second hall dispose des installations de traitement et stocke le produit fini. Le projet pilote connaît un tel succès que des parties étrangères ont déjà exprimé leur intérêt pour le développement d’une usine similaire.

Un montant de deux millions d’euros, financé en partie par la Région wallonne (SPW-EER), a été investi par IPALLE, DUFOUR et SUEZ dans la construction de ces installations. Trois emplois ont été créés sur le site qui devrait, à terme, traiter 10.000 tonnes de plâtre par an. Par la valorisation de cette fraction de déchets avec les cimentiers locaux, ce projet contribue au projet de territoire WAPI 2040, s’inscrivant pleinement dans l’économie circulaire tant au point de vue économique qu’environnemental.

 

 

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