Veolia Water Technologies & Solutions

Créer une industrie sidérurgique plus propre et plus durable malgré la hausse de la demande

Rick Toste
| Juin 20, 2022 |
Durabilité
Industrie sidérurgique
Usines d'acier

L'acier est omniprésent dans la société moderne. Il est utilisé dans les bâtiments dans lesquels nous travaillons, les voitures que nous conduisons et les ponts que nous empruntons. Élément majeur dans la quasi-totalité des industries du monde entier, il est estimé que le marché de l'acier connaîtra une croissance de près de 20 % d'ici à 2028.

Bien que l'acier soit 100 % recyclable et constitue un élément essentiel de nombreuses technologies durables indispensables à la transition énergétique (comme les éoliennes, les bases photovoltaïques, les générateurs et moteurs de véhicules électriques, entre autres), ce secteur de l'industrie doit faire face à des pressions externes et internes pour réduire son empreinte carbone, de la production d'acier plus écologique à une exploitation plus durable de ses installations.

Avec une industrie en pleine transition, l'amélioration du temps de fonctionnement et de la qualité des produits tout en réduisant les ressources hydriques et énergétiques nécessaires aux opérations est aujourd'hui plus importante que jamais.

Pour les aciéries, les temps ont bien changé.

L'industrie sidérurgique fait face à un changement de perception générationnel alors que les besoins des consommateurs évoluent, que la réglementation en matière d'émissions carboniques devient plus stricte, et que l'intérêt envers la durabilité se fait toujours plus marqué auprès des investisseurs et des consommateurs.

De nombreux sidérurgistes d'Amérique du Nord ont commencé à remplacer leurs systèmes de hauts fourneaux traditionnels par la technologie de fours à arc électrique (EAF). Cette technologie permet de créer de l'acier à partir de matière première provenant à près de 100 % de ferraille, réduisant ainsi significativement l'empreinte carbone de l'acier et les ressources en eau nécessaires.

Les aciéries dotées de la technologie EAF, également appelées « mini-aciéries », sont apparues à travers toute l'Amérique du Nord, avec près de 200 en service. Elles sont généralement plus petites, requièrent moins de ressources, réduisent les coûts, et offrent une plus grande flexibilité opérationnelle grâce à une mise en service et un arrêt rapides pour s'adapter aux besoins de production.

Malgré tout, une douzaine de systèmes de hauts fourneaux sont toujours en activité en Amérique du Nord. Les aciéries patrimoniales à systèmes de hauts fourneaux sont de 5 à 10 fois plus grandes que les mini-aciéries et capables de produire annuellement plus d'un million de tonnes d'acier à partir de minerai de fer brut.

Bien que les aciéries patrimoniales, qui génèrent des gaz de cokerie et possèdent typiquement des systèmes de chaudière plus imposants, ont une capacité accrue de décarbonisation, il existe plusieurs façons dont les mini-aciéries et les systèmes à hauts fourneaux peuvent améliorer leur efficacité opérationnelle globale (et par conséquent réduire leur impact environnemental).

Comment les aciéries peuvent-elles fonctionner de façon plus propre et plus durable

À l'instar de nombreuses autres installations industrielles, le processus de chauffe et de refroidissement constitue une grande partie des demandes énergétiques de la fabrication de l'acier, et le combustible utilisé représente un coût opérationnel récurrent significatif.

Veiller à ce que les systèmes de chaudière, l'équipement de transfert thermique et les systèmes de refroidissement à eau restent propres permet d'augmenter l'efficacité opérationnelle globale de l'installation ainsi que les cycles de concentration, entraînant une diminution des besoins en combustible et en eau. Cela est rendu possible grâce à l'utilisation de systèmes de traitement de l'eau pour éliminer les matières dissoutes et d'additifs chimiques pour contrôler les dépôts, la corrosion, et le développement microbiologique.

Les outils de surveillance numérique et d'automatisation permettent un contrôle plus précis et une meilleure visibilité des performances des systèmes et aident à optimiser l'utilisation des produits chimiques, de l'eau et des combustibles grâce à des données en temps réel et une modélisation prédictive.

Les aciéries peuvent également diminuer leur consommation en eau et leurs émissions fugitives en pulvérisant des agents liants de contrôle des poussières sur les routes de service non pavées des installations. A la différence des méthodes classiques qui pulvérisent de vastes quantités d'eau sur les routes de service afin de contrôler la poussière de manière très limitée dans le temps, les agents liants de contrôle des poussières peuvent réduire les besoins en eau de jusqu'à 90 %, diminuant à la fois l'utilisation de l'eau et les émissions de CO2 des camions de pulvérisation d'eau tout en améliorant les émissions fugitives de poussière. Ces additifs écologiques peuvent non seulement aider à économiser l'eau et à limiter la pollution de l'air, mais ils protègent également les véhicules et le matériel contre la poussière, réduisant ainsi les coûts de maintenance.

Il est essentiel de créer de l'efficacité tout en réduisant l'empreinte environnementale. Les défis réglementaires, environnementaux et financiers sont déjà bien assez conséquents. Avec des perturbations de la chaîne d'approvisionnement et des inquiétudes géopolitiques toujours d'actualité au-delà de la pandémie, il est plus important que jamais pour les sidérurgistes d'Amérique du Nord d'augmenter leur production et de répondre aux besoins du marché domestique.

Grâce à des produits chimiques et à des solutions matérielles permettant de gérer les ressources en eau et les besoins opérationnels, le coût des installations peut être réduit pour accroître l'efficacité, préserver la fiabilité, et améliorer la qualité de la production tout en réduisant l'empreinte environnementale des aciéries.

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À propos de l'auteur

Rick Toste

Directeur des métaux de première fusion en Amérique du Nord