Le ciment est un des matรฉriaux de construction le plus utilisรฉ, notamment dans le secteur du bรขtiment et travaux public. Ce liant hydraulique reste toujours prรฉsent dans tout type de construction, soit dans les petites infrastructures, soit dans les gros ลuvres.
Mais lโutilisation intensive du ciment provoque une destruction de lโenvironnement. En effet, lโutilisation des combustibles pour atteindre la tempรฉrature de cuisson des matiรจres premiรจres รฉmettent une grande quantitรฉ de gaz polluant qui est le dioxyde de carbone.
Toutefois, des recherches axรฉes sur la rรฉduction dโutilisation de clinker ne cessent pas de se dรฉvelopper et dโรฉvoluer de jour en jour. Cette partie de clinker est remplacรฉe par des ajouts minรฉraux. Ce sont gรฉnรฉralement des sous-produits industriels ayant des propriรฉtรฉs particuliรจres. Autrement dit, les ajouts minรฉraux combinรฉs avec du ciment formeront des produits ayant des propriรฉtรฉs de durcir au contact de lโeau, et qui aprรจs durcissement, conservent leur rรฉsistance et leur stabilitรฉ mรชme sous lโeau.
Production mondiale du ciment
Chaque seconde dans le monde, sont coulรฉs 126 000 kilos de ciment, soit 3,4 milliards de tonnes par an, l’รฉquivalent de 14 100 Empire State Building. La Chine est le premier fabricant et consommateur de ciment. Les marchรฉs รฉmergents consomment aujourd’hui 57 % de la production de ciment, suivie par lโInde, les USA et l’Iran.
Avec ses 2,3 milliards de tonne annuelles, La Chine reste de loin le premier producteur mondial de ciment. En 2013, la Chine a produit lโรฉquivalent de la production mondiale de 2005. Cette production est dominรฉe par des groupes internationaux occidentaux ร savoir le Suisse Holcim, le franรงais Lafarge, la Chine Anhui Conch, lโallemand Heidelberg Cement, le mexicain Cemex et lโitalien Italcementi.
Par capacitรฉ de production de ciment en 2015 (en millions de tonnes par an), les plus grandes industries cimentiรจres sont classรฉes comme suit :
โ 1er rang :
Lafarge-Holcim : 379
Soit avant la fusion : 205 pour Lafarge (France)
174 pour Holcim (Suisse)
โย 2รจme rang : Anhui Conch (Chine) : 217
โย 3รจme rang : CNBM (Chine) : 128
โย 4รจme rang : Heidelberg Cement (Allemagne) : 90 .
Et les cinq pays plus grands producteurs mondiaux de ciment en 2013 sont :
โคย Chine : 2300 millions de tonnes ;
โค Inde : 280 millions de tonnes ;
โคย Etats-Unis : 77,8 millions de tonnes ;
โคย Iran : 75 millions de tonnes ;
โคย Brรฉsil : 70 millions de tonnes.
Secteurs dโutilisation du ciment ร Madagascar
Les ciments sont principalement utilisรฉs dans la confection des bรฉtons et des mortiers ainsi que dans dโautres produits dรฉrivรฉs. De larges gammes de bรฉtons sont disponibles en fonction du type de ciments utilisรฉs, de la nature et des caractรฉristiques des granulats, des traitements ultรฉrieurs, des adjuvants, des colorants, etc.
Le bรฉton est prรฉsent dans tous les types de construction notamment les usines, les logements, les รฉcoles et mรชme dans les infrastructures routiรจres.
Situation environnementale
En utilisant le logiciel GEMIS, on a pu รฉvaluer la quantitรฉ de CO2 produite lors de la fabrication de 1kg de ciment.
Ce logiciel GEMIS (Global Emissions Model for Integrated Systems) a รฉtรฉ mis au point par lโInstitut allemand dโรฉcologie appliquรฉe et lโUniversitรฉ polyvalente de Kassel pour lโanalyse comparative des impacts environnementaux et financiers des systรจmes dโรฉnergie, de transport et de flux de matiรจres. Il permet รฉgalement de mesurer la consommation dโรฉnergie primaire et les รฉmissions de substances nocives.
Il a permis dโรฉvaluer que la production de 1kg de ciment engendre 2kg de CO2.
LE CIMENT
Dรฉfinition et historique
Dรฉfinition
Le ciment (du latin ยซย caementumย ยป signifiant pierre non taillรฉe) est une matiรจre pulvรฉrulente formant avec lโeau ou avec une solution saline une pรขte plastique liante, capable dโagglomรฉrer, en durcissant, des substances variรฉes.
Selon la norme EN 197-1 :
ยซ Le ciment est un liant hydraulique c’est ร dire un matรฉriau minรฉral finement moulu qui, gรขchรฉ avec de l’eau, forme une pรขte qui fait prise et durcit par suite de rรฉaction et de processus d’hydratation et qui aprรจs durcissement conserve sa rรฉsistance et sa stabilitรฉ mรชme sous l’eau. ยป .
Historique
Ce sont les romains qui furent les premiers ร fabriquer des liants hydrauliques susceptibles de durcir sous lโeau. Pour cela, ils mรฉlangeaient de la chaux et des cendres volcaniques de la rรฉgion de Pouzzoles. Cโest de lร quโest venu le terme bien connu de ยซ pouzzolanique ยป, caractรจre dโun matรฉriau capable de fixer la chaux en prรฉsence dโeau.
Mais ce phรฉnomรจne ou encore la thรฉorie de lโhydraulicitรฉ nโest expliquรฉe quโen 1817 par lโingรฉnieur Louis Vicat. Il donne des indications prรฉcises sur les proportions de calcaire et de silice nรฉcessaires pour constituer le mรฉlange qui, aprรจs cuisson ร la tempรฉrature convenable et broyage, sera un vรฉritable liant hydraulique fabriquรฉ industriellement : le ciment artificiel.
Quelques annรฉes plus tard, en 1824, lโanglais Joseph ASPDIN a รฉtรฉ le premier ร dรฉposer un brevet sur la fabrication dโune chaux hydraulique ร prise rapide quโil appela commercialement le ยซ ciment Portland ยป obtenu ร partir d’un procรฉdรฉ de calcination combinant la cuisson de calcaire et d’argile dans des fours alimentรฉs au charbon. La couleur et la nature du produit obtenu ressemblent ร la pierre ร bรขtir employรฉe dans lโรฎle Portland, en Angleterre, et qui sโappelait Portland Stone. Dโoรน le nom de Ciment Portland. A lโheure actuelle, elle est toujours employรฉe dans lโindustrie.
De nombreux perfectionnements sont apportรฉs au cours du XXรจme siรจcle ร la fabrication du ciment, notamment avec la production des ciments spรฉciaux, sans toutefois modifier les caractรฉristiques physico-chimiques et les propriรฉtรฉs fondamentales du ciment Portland. En effet, le XXรจme siรจcle est le siรจcle de lโinnovation signรฉe Lafarge. Deux dรฉcouvertes importantes faites par Lafarge marquent le dรฉbut de ce siรจcle :
โ La naissance du ciment blanc, caractรฉrisรฉ par l’emploi du kaolin, au lieu et place de l’argile. Ce ciment offre les mรชmes capacitรฉs de rรฉsistance qu’un ciment gris mais qui est plus esthรฉtique ;
โ En 1908, Jules Bied, directeur du Laboratoire de Recherche de Lafarge, dรฉcouvre le Ciment Fondu. Fabriquรฉ ร partir de calcaire et de bauxite, ce ciment rรฉsiste aux agressions et aux hautes tempรฉratures.
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Table des matiรจres
INTRODUCTION
CHAPITRE I : SITUATION DU PROBLEME
1. Production mondiale du ciment
2. Importation du ciment ร Madagascar
3. Secteurs dโutilisation du ciment ร Madagascar
4. Situation environnementale
CHAPITRE II : LE CIMENT
1. Dรฉfinition et historique
1.1. Dรฉfinition
1.2. Historique
2. Fabrication du ciment
2.1. Matiรจres premiรจres
2.1.1. Matรฉriaux calcaires
2.1.2. Matรฉriaux siliceux
2.1.3. Matรฉriaux de correction
2.1.4. Minรฉralisateurs
2.2. Procรฉdรฉs
2.2.1. Extraction et concassage
2.2.2. Prรฉparation des matiรจres premiรจres
2.2.3. Cuisson du cru
2.2.4. Broyage du clinker
2.2.5. Stockage et lโexpรฉdition des ciments
3. Constituants du ciment
3.1. Clinker
3.1.1. Composition chimique du clinker
3.1.2. Composition minรฉralogique du clinker
3.2. Autres constituants principaux
3.2.1. Prรฉsentation
3.2.2. Importance des ajouts minรฉraux
3.3. Constituants secondaires
3.4. Additifs
3.5. Sulfate de calcium
4. Caractรฉristiques du ciment
4.1. Caractรฉristiques physiques
4.1.1. Couleur
4.1.2. Finesse de mouture
4.1.3. Densitรฉs
4.1.4. Expansion
4.1.5. Retrait
4.1.6. Eau de consistance normale
4.1.7. Prise
4.2. Caractรฉristiques chimiques
4.2.1. Composition chimique
4.2.2. Hydraulicitรฉ
4.3. Caractรฉristiques mรฉcaniques
5. Chimie du ciment
5.1. Notation chimiques cimentiรจres
5.2. Hydratation du ciment portland
5.3. Rรฉactions dโhydratation
5.3.1. Hydratation du silicate tricalcique C3S
5.3.2. Hydratation du silicate bicalcique C2S
5.3.3. Hydratation de lโaluminate tricalcique C3A
5.3.4. Hydratation de lโalumino ferrite tetracalcique C4AF
6. Normalisation et classification
6.1. Normes Malagasy des ciments
6.2. Normes europรฉennes
6.2.1. Classification des ciments en fonction de leurs compositions
6.2.2. Classification des ciments en fonction de leurs classes de rรฉsistance : (norme NF EN 196-1)
CHAPITRE III : LES SCORIES
1. Gรฉnรฉralitรฉs
2. Mรฉtallurgie du cuivre
3. Principe de la pyromรฉtallurgie
3.1.1. Concentration des minerais
3.1.2. Elimination partielle du fer
3.1.3. Fusion pour matte
3.1.4. Oxydation de la matte
3.1.5. Affinage du cuivre brut
CONCLUSION