Les voies de fabrication du ciment

Présentation HOLCIM

HOLCIM est l’un des plus grands producteurs mondiaux de ciment, son siège central se situe à Zurich. Il se répartit dans différents continents partant de l’Europe vers l’Amérique et puis l’Asie. HOLCIM Maroc est un leader mondial dans la production du ciment. Il fut connu au début sous le nom de CIMA. Cette dernière est née d’une convention Algéro-Marocaine en septembre 1972. Suite au conflit entre le Maroc et l’Algérie, cette dernière s’est retirée et le Maroc fut donc obligé de combler la part investie par l’Algérie. L’ODI a donc créé une nouvelle société dénommée CIOR qui a ainsi repris les actifs de CIMA. Vu la forte demande en ciment, la création d’une cimenterie complète s’est avisé nécessaire. La première usine a été implantée à RAS EL MA. Le choix du lieu n’a jamais été aléatoire, tout au contraire, plusieurs facteurs ont été pris en compte

Présentation LAFARGE

LAFARGE est un groupe français et leader mondial dans le secteur des matériaux de construction. Il produit principalement le ciment, les granulats, le plâtre, la chaux et le béton prêt à l’emploi. Le groupe LAFARGE a même développé des ciments spéciaux et des bétons innovants obtenant ainsi une bonne réputation à l’échelle internationale. LAFARGE est présent dans 61 pays, il emploie environ 63000 personnes réparties sur 161 sites de production. LAFARGE MAROC est une filiale du groupe avec une part de marché de plus de 40%. Cette filiale emploie une méthode stratégique qui repose sur la diversification des produits dans lesquels elle investit afin de répondre au besoin du marché marocain.

Fusion LAFARGE-HOLCIM

En 2016, les deux groupes LAFARGE et HOLCIM, avec le même objectif de développer les produits et solutions constructives durables afin d’accompagner le développement du secteur de bâtiment et d’infrastructure, ont fusionnés pour donner naissance au groupe LAFARGE-HOLCIM. Cette fusion a permis de rassembler la part de Holcim et celle de Lafarge pour préoccuper une part dans le marché national de 54.9% plus importante que précédemment. D’un autre côté, la construction est devenue plus vite et plus durable tout en respectant les exigences des normes internationales et nationales en matière première et l’économie d’énergie.

Extraction Le ciment est fabriqué de quatre composants chimiques essentiels les carbonates de calcium CaCO3, l’alumine Al2O3, la silice SiO2 et l’oxyde de fer Fe2O3 que l’on extrait respectivement du calcaire, schiste, sable et le minerai de Fer. Comme indiqué avant, l’usine LAFARGE-HOLCIM Fès n’est pas située aléatoirement à RAS EL MA, mais plutôt c’est à cause de la richesse de cette région en calcaire et sa proximité du schiste. Quant aux sables et le minerai de fer, ils sont livrés par des fournisseurs sous des normes exigés par l’usine elle-même selon le besoin.

Production du clinker Le clinker est un produit artificiel qu’on obtient par la cuisson de la farine crue dans un four rotatif. Cette production se fait suivant la ligne de fabrication suivante Dans cette étape, on réalise un séchage et un préchauffage de la farine crue ainsi que sa pré-calcination. Les gaz chauds formés lors de la cuisson dans le four sont aspirés par un ventilateur et traversent la tour de bas vers le haut alors que la farine crue est introduite dedans du haut et par gravité passe dans les cyclones successives. Par transfert de chaleur, on obtient au pied de la tour une farine chaude déshydraté avec une température d’environ T=1000°C et une pré-calcination (décarbonatation) de la farine crue soit 85 à 90% suivant la réaction suivante IV Optimisation du gypse Pour déterminer le rôle du gypse, nous avons pensé à travailler avec un ciment de type CPJ45 sans gypse. On a remarqué que ce ciment a durcis rapidement ce qui est non souhaité et non conforme à la norme.

Les C3A, contenus dans le ciment, par contact avec l’eau se dissous et dégagent une forte quantité de chaleur ce qui a causé la prise rapide remarquée Il faut noter que la norme en vigueur exige que le temps de prise initiale doit être supérieur à 90min en respectant le rapport du mortier E/C = 0.5 (avec E est l’eau de gâchage et C est le ciment). L’expérience montre que pour obtenir un mortier qui reste maniable pendant ses premiers instants après le gâchage, il faut que l’hydratation du C3A soit modifiée par un régulateur de prise. Le gypse (CaSO4 ; 2 H2O) est un sulfate dihydraté qui enveloppe les C3A en retardant ainsi la prise. Le gypse est donc un retardateur de prise. Sauf qu’à chaque ajout du gypse, une diminution de taux de calcaire s’impose, par conséquent la résistance varie. La résistance est l’une des caractéristiques importantes à contrôler dans le ciment. Le rôle du gypse reste primordial. Vu son intérêt, nous avons décidé d’étudier son influence sur un ciment de type CPJ45. Nous sommes amenés à varier le taux des sulfates dans le ciment et cela en jouant sur le pourcentage d’ajout du gypse dans le ciment depuis la salle de contrôle, partant d’une valeur minimum à une valeur maximum, et observer son impact sur l’évolution de la prise et de la résistance dans le ciment.

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Table des matières

I.Présentation de l’entreprise
1) Présentation HOLCIM.
2) Présentation LAFARGE.
3) Fusion LAFARGE-HOLCIM.
II.Procédé de fabrication du ciment
1) Définition du ciment
a- Extraction
b- Concassage et pré-homogénéisation des matières premières
c- Broyage et homogénéisation de la farine crue
d- Production du clinker
e- Broyage du ciment
f- Ensachage et expédition
3) Les voies de fabrication du ciment
III. Service contrôle qualité
1) Essais chimiques
a- Perte au feu(PAF)
b- Finesse
c- Analyse par fluorescence RX
d- Le taux d’humidité
2) essais physiques
a- La surface spécifique BLAINE
b- la prise
c- l’expansion
3) Essai mécanique
a- La résistance
IV.Optimisation du gypse
1) Expérience
2) Pourquoi pas d’autres sulfates ?
3) Objectif
4) Essaie physico-chimique
a- Résultats chimiques
b- Résultats physiques
c- Résultat mécanique
d- Exploitation des résultats
Conclusion