Facteur d’émission de l’ACIER (à béton) – réflexions sur le recyclage

Facteur d’émission de l’ACIER (à béton) – réflexions sur le recyclage

septembre 4th, 2011 // 2:43 @ V.CAU

Je reviens sur le sujet de l’acier dans la construction bâtiment (voir l’article précédent « l’acier dans la construction »). Mes conclusions précédentes ont fait l’objet de remarques de la part de confrères prestataires Bilan Carbone. La pertinence du facteur d’émission, et du recyclage de l’acier faisant débat, je me permets de revenir sur ces réflexions.

Tout d’abord, rappelons que dans le cadre du bilan carbone, nous quantifions la totalité des émissions de GES  (kg éq.C ou kg éq. CO2) dont dépend l’objet de l’étude (ici, des chantiers), et ceci sur le périmètre le plus large possible. Nous comptabilisons les émissions directes du chantier (émissions de gasoil des engins de chantier, etc.), les émissions intermédiaires (émissions énergétiques des transports de matériaux  nécessaires, etc.), mais également les émissions des fabricants (aciéries, cimenteries, extractions des matières premières, des sous-traitants de premier et second ordre, etc.) : le bilan carbone met en évidence « la chaine de dépendance » aux émissions de GES (ou éq. co2).

Revenons sur le cas de l’acier à béton (ronds à béton, treillis soudé, armatures  façonnées assemblées…). Pour un chantier de gros œuvre le poste acier est important, entre 35 et 50kg/m3 de béton, pour les chantiers de TP (ouvrages d’art) le ratio d’acier monte fréquemment, à plus de 100kg/m3 de béton. Un chantier moyen a besoin de plusieurs tonnes d’acier. En France, la consommation pour le bâtiment et travaux publics est de 4 millions de t/an, dont 40% de ronds à béton. Dans le secteur des BTP, la consommation annuelle française d’acier par habitants est d’environ 83 kg (118 kg en Allemagne, 108 kg aux Etats-Unis, 108 kg en Espagne, 151 kg en Italie, 268 kg au Japon, les pays soumis à des normes antisismiques utilisant plus d’acier)[1].

Secteurs d’utilisation de l’acier : en 2007, dans les pays de l’OCDE.

Construction de bâtiments	44 %	Emballages	4 %
Construction de machines et appareils	22 %	Construction navale	3 %
Automobiles	19 %	Rails	2 %
Transport de pétrole et gaz	5 %

Source : ArcelorMittal

Le marché de l’acier est mondial. Il n’y a pas un, mais des aciers. Selon la Fédération Française de l’Acier, on dénombre aujourd’hui près de 3000 nuances (compositions chimiques) répertoriées, sans compter toutes celles créées sur mesure.

Il existe deux procédés de production :

1/ La filière fonte (réduction du minerai de fer à partir de coke dans des hauts fourneaux, affinage de la fonte par oxydation du carbone, laminage). L’acier de première fonte à un facteur d’émission  « élevé » de 870 à 1000 kg éq. C/t.

2/ La filière électrique ou ferraille : c’est la filière « recyclage », les ferrailles récupérées sont refondues dans des fours électriques (voir la carte des aciéries électriques françaises) . L’acier issu de cette filière à un facteur d’émission de 230 à 300 kg éq. C/t  (soit un facteur 4 entre les deux filières). « Pour chaque tonne d’acier recyclé sont économisés plus 1,13 t de minerai de fer, 635 kg de charbon et 54 kg de calcaire[1]. » Le Producteurs  n° 1 est Derichebourg qui traite 5,5 millions de t/an de ferrailles (dont 3,7 millions de t en France avec 105 sites industriels possédant 38 broyeurs-déchiquetteurs) et 500 000 t/an de métaux non-ferreux.

Pour ce qui concerne le bâtiment et la construction : La production de ronds à béton est issue EN TOTALITE de la filière électrique, (recyclage de ferrailles),  » Les dernières usines qui fabriquaient des aciers pour béton en filière fonte ont fermé en 1992 (Usinor ondeville et Saarstahl Volkling) …c’est effectivement pour une question de prix (des aciers pour béton fabriqués par filière fonte seraient invendables car beaucoup trop chers) » ; LJ HOLLEBECQ Délégué général AFCAB.

Une grande partie des aciers à béton subissent ensuite une seconde transformation avant d’être insérés dans un coffrage : le façonnage et assemblage. Cette étape consiste à mettre en œuvre les produits issus de la sidérurgie. Les barres ou couronnes de ronds à béton crénelés sont façonnées et assemblés afin de constituer des ferraillages pour poutres, poteaux,etc. Cette seconde transformation rajoute approximativement une quarantaine de kq éq. C par tonne d’acier façonnés assemblés.

La réflexion, subtile et profonde, d’un confrère, sur l’impact au second ordre :

La filière électrique peut-elle répondre à l’augmentation de la demande ou, le fait de contraindre cette filière amène-t-il à augmenter, par compensation, la production par hauts fourneaux. Si la filière électrique est « saturée », cela a-t-il pour conséquences de détourner des produits de la filière « recyclage de ferraille », vers des aciers de première fonte ? Auquel cas, dans notre bilan carbone, il est plus cohérent de prendre, pour facteur d’émission des aciers de chantier, celui correspondant à l’acier de première fonte (en raisonnant globalement). Le fait de commander des ronds à béton, fait-il finalement « fonctionner » des hauts fourneaux plutôt que des fours électriques (ceci si la filière électrique est contrainte sur les volumes disponibles).

La question est finalement : filière électrique (recyclage ferrailles) est-elle contrainte ?

Les professionnels du recyclage et de la sidérurgie semblent indiquer que la valorisation de ferrailles augmente par rapport à la production globale d’acier (en France et en Europe). Il est fort probable que les contraintes amenées par le marché des quotas vont accentuer ce mouvement.

(FEDEREC : Comment utiliser plus de ferraille dans la production de l’acier? )

Ferrailles en sidérurgie (Fédération Française de l’Acier)				(récession)
	2006	2007	2008	2009	2010
Collecte nationale	9274	8756	8866	6221	7190
Importations	1830	2058	1981	1505	1404
Approvisionnement total	11104	10814	10847	7726	8594
Consommation	10398	10163	9873	7294	8103
exportations	706	651	974	432	491

Source : Fédération Française de l’Acier

Selon ces mêmes professionnel du secteur, le potentiel de ferrailles exploitables est encore important, le volume récupérable pourrait croitre en Europe.

(document FEDEREC, « Comment utiliser plus de ferraille dans la production de l’acier? »)

Pour le coup, je conserverais donc un facteur d’émission relativement faible pour les aciers pour béton armé et charpente métallique (les données de l’ACV de la World Steel Association, environ 250 kg éq. C/t). Il n’en aurait pas été de même si la production d’acier par la filière électrique était fortement contrainte. Si le stock de ferrailles disponibles était saturé, alors, il pourrait y avoir basculement de produits traditionnellement réalisés par la filière électrique vers la première fonte (pas forcément du rond à béton, mais plutôt des produits ayant des caractéristiques techniques et financières plus proches des standards de la filière fonte).

Les aciers plus « élaborés » nécessaires à la construction (fixations, profilés fins, aciers emboutis…), issus de la filière « hauts fourneaux » ont un facteur d’émission bien plus important 800 à 1000 kg éq.C /t mais ce facteur d’émission pourrait bientôt baisser…En effet, la réduction du minerai de fer dans les hauts fourneaux, produit des déchets : le laitier de hauts-fourneaux (300 kg/t d’acier) et les scories d’aciéries qui sont utilisés dans la construction routière, les cimenteries, la fabrication de laine de roche, la fertilisation. Ces déchets pourraient prendre la dénomination de « coproduits » à forte valeur ajoutée, et absorber par le même coup une partie des émissions de GES (allocation d’une partie des émissions du processus de fabrication de l’acier, voir les enjeux pour le béton ici),

Autre réflexion intéressante : ne serait-il pas judicieux de moduler le facteur d’émission en fonction de l’usage de l’acier ?

Effectivement, pour réaliser une boite de conserve, un véhicule, ou un ouvrage d’art : l’immobilisation de l’acier n’est pas la même. Un autre confrère « comptable carbone »,  se pose la question suivante : « Il me semble que nous devrions réfléchir à pondérer les émissions par usages. Celui qui soustrait à l’humanité de l’acier pour des siècles (même issue de ferraille – donc low carbone) ne pose pas le même geste que celui qui l’emprunte pour quelques mois avant de le restituer avec une filière qui ne produit pas de CO2 »

Oui,et…non ! Effectivement la ressource « matériaux acier » est mobilisée différemment. Concernant les émissions de GES, elles sont directement corrélées à la fabrication ou retraitement. La boite de conserve, émet (ou dépend) une certaine quantité de CO2 à chaque passage par la filière recyclage, l’acier immobilisé dans du béton armé n’émet que lors de son passage dans un four de sidérurgie. En termes de calcul des d’émissions de CO2, je ne vois pas la pertinence de moduler le facteur d’émission selon l’usage. En termes d’immobilisation du matériau acier, le débat est légitime, mais relève plus du développement durable de manière générale et de la gestion des ressources, que du Bilan Carbone®. Dans le même ordre d’idée, nous pouvons nous interroger sur le coût environnemental que nous voulons bien mobiliser pour nos besoins  : Le fait de mobiliser de l’énergie, des ressources naturelles, et d’émettre des émissions de GES pour réaliser des capsules métalliques de café « what else ? » à t-il le même intérêt pour la collectivité que mobiliser ces mêmes ressources pour réaliser les parois d’un métro, ou un ouvrage d’art améliorant les voies de circulations d’un territoire?  Vaste débat…(un peu de taxe carbone, pour donner un peu plus de vision sur la valeur des choses)

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[1] Source : société chimique de France http://www.societechimiquedefrance.fr/ et plus particulièrement la page très complète sur la sidérurgie : http://www.societechimiquedefrance.fr/extras/Donnees/metaux/fe/texfe.htm#SITUATION

Merci à :  L.Castaignède de BCO2 Ingénierie et O.Carles d’Objectif Carbone pour leur réflexion sur le sujet

à LJ Hollebecq (Délégué général AFCAB) et Chritian Hombert pour les informations qu’ils ont bien voulu me transmettre.

Category : Bilan carbone chantier &Materiaux btp