FABRIQUER LA CHAUX AÉRIENNE
Les produits aériens et hydrauliques
Les liants destinés à la construction se composent de deux grandes familles distinctes par leur mode de prise : les produits aériens et hydrauliques.
- Les premiers réalisent leur prise en présence de gaz carbonique : il s’agit d’une prise aérienne.
- Alors que la prise des seconds se fait en présence d’eau.
- La famille des liants hydrauliques se subdivise en deux sous familles : les ciments et les
chaux hydrauliques.
La fabrication de ces trois types de liants diffère grandement ; voyons quels en sont les grandes lignes. Nous verrons, dans un premier temps la préparation des matières premières, leur choix, leur extraction et leur conditionnement. Dans un second temps nous aborderons leur cuisson, puis dans un troisième nous détaillerons leur traitement final.
I - LES MATIÈRES PREMIÈRES
La fabrication de ces trois types de produits se différencie dès le choix des matières premières.
1.1 Les matières premières de la chaux aérienne :
Les
Les nombreuses applications de la
C’est pourquoi il est indispensable pour un chaufournier d’analyser très minutieusement la géologie de ses carrières et de bien choisir, lors de son exploitation, la matière première utilisée.
L’extraction de la matière première est réalisée par tir à l’explosif afin d’obtenir des blocs qui seront par la suite concassés.
Une fois cette matière première sélectionnée puis extraite, il est nécessaire de la débarrasser de ses impuretés, c’est à dire d’éliminer le mieux possible les fines particules chargées d’impuretés. Suivant la géologie des carrières, il est parfois même nécessaire de laver les pierres.
Suivant le type de four utilisé, les pierres doivent être calibrées en différentes granulométries : de façon générale, de 30 à 120 mm pour les fours droits et de 05 à 40 mm pour les fours rotatifs.
Le challenge du chaufournier consiste à optimiser au mieux le rendement de sa carrière ce qui se réalise par le choix du mode d’extraction, de concassage, de calibrage et de fonctionnement de ses fours.
1.2 Les matières premières des liants hydrauliques
La matière première destinée aux liants hydrauliques est elle aussi déterminante pour les caractéristiques des produits finis.
Dans ce cas, la matière première est constituée de roches calcaires dont les impuretés doivent permettre, lors de la cuisson de créer les composés hydrauliques. Les impuretés sont essentiellement des argiles qui réagiront avec le calcaire pour composer les matériaux à prise hydraulique.
Il est donc essentiel, si l’on veut, et c’est bien le but, obtenir des produits aux caractéristiques constantes alimenter les fours avec des matières premières constantes. C’est pourquoi un important travail consiste à sélectionner minutieusement, dans le gisement, les matières premières et surtout à les homogénéiser.
- Le broyage
À contrario des chaufourneries, les cimenteries doivent broyer la pierre avant leur introduction dans les fours. Cette étape permet d’optimiser l’homogénéité et de permettre une meilleure réaction entre les composants. C’est pourquoi, à de très rares exceptions près, les cimenteries possèdent des fours rotatifs seuls capables de cuire des poudres. - Garantir l’homogénéité de la matière première
Il est indispensable, après broyage, de prévoir des silos d’homogénéisation des matières premières. Suivant la capacité de production de l’usine, ces silos peuvent atteindre des tailles très conséquentes.
Dans certains cas, la préparation peut aussi se faire par voie liquide, pour un broyage plus efficace mais en contrepartie plus énergivore.
Le cas de la fabrication de la
En effet, la matière première doit contenir, comme dans le cas des ciments, des impuretés pour permettre d’obtenir, lors de la cuisson, des composés hydrauliques. Mais le mode de cuisson en four droit nécessite que la matière première soit sous forme de blocs permettant l’évacuation des fumées (« respiration du four »). Il n’est donc pas possible de passer par l’étape de broyage pour garantir l’homogénéité de la matière première et donc la constance des caractéristiques finales de la
II - LE PRINCIPE DE LA CUISSON POUR LES chaux AÉRIENNES, LES LIANTS HYDRAULIQUES ET LES CIMENTS
Une fois la matière première préparée, et nous en avons compris l’importance, la seconde étape consiste à lui faire subir un traitement thermique.
2.1 La cuisson de la chaux aérienne
Lors de cette étape, la fabrication de la
2.2 La cuisson de la chaux hydraulique
La différence entre la fabrication de
D’une façon générale, une
2.3 La cuisson du ciment
Dans le cas du ciment, la cuisson est une étape cruciale certes mais relativement simple à contrôler.
La cuisson de la poudre impose l’utilisation d’un four rotatif. Le challenge consiste à optimiser les consommations d’énergie et donc d’utiliser des préchauffeurs permettant d’abaisser la température des fumées par le préchauffage de la poudre avant son introduction dans le four. Les températures de cuisson sont alors plus généralement de l’ordre de 1400° C à 1450° C.
III – COMMENT SONT OBTENUS LES PRODUITS FINIS ?
Une fois le produit cuit, un dernier traitement est nécessaire pour obtenir le produit fini. La production du ciment et de la chaux aérienne est fondamentalement différente, celle de la chaux hydraulique cette fois encore intermédiaire.
3.1 Processus d’obtention des ciments
Dans une cimenterie, le clinker issu du four doit impérativement être broyé être réactif à l’eau. De la finesse du broyage dépendra la réactivité du produit fini. Il s’agit donc d’une étape très importante. C’est lors de cette étape de broyage que sont ajoutés les produits donnant les caractéristiques particulières et donc le classement du ciment en CEM I (ciment portland) ou en fonction des différents additifs, en CEM II à V. Les ajouts peuvent être soit du carbonate de calcium (filler), du laitier de hauts fourneaux, des cendres volantes, de la fumée de silice, de la pouzzolane, etc.
3.2 Processus d’obtention de la chaux aérienne, vive ou éteinte en poudre
La production de
3.3 Processus d’obtention de la chaux hydraulique
Une étape d’extinction est nécessaire : elle permettra à la
IV – CONSTANCES DES QUALITÉS DE LA chaux AÉRIENNE DANS LE TEMPS
En résumé, nous avons suivi les process de production des ciments, des
Comme nous avons pu le constater les fabrications du ciment et de la
Dans le cas de la