Décarbonner l’acier n’est pas de tout repos. Il faut, bien sûr, s’attaquer à la gourmandise en charbon de ce grand métal, qui est à l’origine d’à peu près 7% du CO2 émis dans le monde. Mais au-delà de ce poste d’émissions, une multitude d’autres ingrédients entrent dans la recette de l’acier et doivent, eux aussi, réduire leur propre poids sur le climat. C’est le cas de la chaux. Un matériau, dont le rôle de liant est connu pour le bâtiment, mais qui sert aussi à blanchir le papier ou dans l’élaboration de l’acier.
Pour s'y attaquer, le géant ArcelorMittal s’est allié à Sigmaroc – une entreprise britannique fondée en 2016 et qui opère désormais une centaine de sites en Europe grâce à des rachats de grands producteurs de chaux, comme Nordkalk et CRH – pour créer sa propre usine de chaux. Pensé pour être «bas carbone», elle sera installée sur le port ouest de Dunkerque (Nord). La construction du site, qui coûtera au bas mot 100 millions d’euros pour une quarantaine d’emplois directs, devrait débuter en 2025. L’investissement final doit être validé dans le courant de l’année, une fois l’autorisation environnementale et le permis de construire obtenus.
Décarboner les matières premières de l’acier
La chaux, un matériau blanchâtre très réactif produit par la calcination d’une roche calcaire (la pierre à chaux) à une température entre 800 et 1000 °C, n’est pas nouvelle dans la sidérurgie. Autour de 60 kg de chaux sont nécessaires pour produire chaque tonne d’acier, chiffre Sébastien Corvez. «La chaux intervient à l’étape du convertisseur, après le haut-fourneau. Elle permet de capter les impuretés présentes dans la fonte, comme la silice et le phosphore, mais aussi de protéger les parois en matériaux réfractaires de l’acidité de l’acier», détaille l’ingénieur chargé de l’implémentation du projet d’usine chez ArcelorMittal.
Dès 2026, l’usine d’Ameli Green Lime Solutions – la coentreprise créée par les deux partenaires – devrait permettre de produire de l’ordre de 600000 tonnes de chaux par an dans trois fours verticaux : deux dédiés à la production de chaux vive classique et un troisième à la production de dolomie, un type de chaux produit à partir d’un autre minerai, comportant du magnésium. Un quatrième four pourrait ensuite être ajouté.
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ArcelorMittal prévoit de remplacer l’un des hauts-fourneaux de son usine de Dunkerque – le site industriel le plus émetteur de CO2 en France – avec un réacteur de réduction directe du minerai à l’hydrogène. Mais «dans le cadre de sa décarbonation, ArcelorMittal s’attaque également à ses matières premières», explique Sébastien Corvez pour justifier la création de ce nouveau site industriel. Celui-ci approvisionnera l'aciérie en chaux bas-carbone (ses besoins atteignent aujourd'hui 340000 tonnes par an), mais permettra aussi à Sigmaroc de fournir certains de ses clients dans le nord de l’Europe.
«Les besoins globaux de chaux ne vont pas augmenter, mais il y a une demande de chaux décarbonée, d’autant que cette industrie est assez ancienne en Europe et que de nombreuses usines sont très vieilles», donc peu performantes du point de vue énergétique et climatique, pointe Sébastien Corvez. Aujourd’hui, l’utilisation de chaux alourdit l'empreinte carbone d'une tonne d'acier d'à peu près 60 kg de CO2.
A Dunkerque, ArcelorMittal met en avant différents moyens pour réduire cette empreinte carbone. L’usine, ultra-moderne, bénéficiera d’abord de sa localisation pour s’approvisionner en minerai par train – pour les roches extraites dans le Pas-de-Calais par le groupe Carrière du Boulonnais, partenaire minoritaire du projet –, ou par bateau pour le minerai venu d’Europe, par exemple des carrières espagnoles de Sigmaroc.
Localisation idéale pour le captage de CO2
La coentreprise prévoit aussi d’installer un four hybride, alimenté en gaz naturel, mais aussi avec «au moins 50%» de biomasse (issue de bois ou de déchets végétaux). De quoi diminuer de moitié les émissions liées à la consommation d’énergie des fours, chiffre ArcelorMittal, qui cherche un partenaire pour installer et opérer la nouvelle chaudière, dont le coût s’ajoutera donc à l’investissement prévu par le projet.
«C’est une première étape, qui permet de produire de la chaux avec un impact carbone réduit. Mais l’objectif est ensuite d’arriver à un impact nul, une fois le réseau de transport du CO2 disponible», précise toutefois Sébastien Corvez, qui anticipe cette étape autour de 2030. En effet, si ArcelorMittal a choisi Dunkerque, c’est parce que la zone industrialo-portuaire doit accueillir l’une des premières infrastructures de transport du CO2 pour permettre aux industriels présents de capter leurs émissions et de s’en débarrasser pour, par exemple, les enfouir en mer du Nord.
Le captage et stockage du CO2 (CCS) est aujourd’hui l’une des seules solutions technologiques disponibles pour diminuer l'empreinte carbone de la chaux. En effet, la réduction du minerai (de l’oxyde de calcium principalement), qui a lieu dans les fours, est une réaction chimique qui génère du CO2. Ces émissions dites de procédé sont incompressibles et représentent près des trois quarts de l’empreinte carbone de la chaux, qui tourne autour d’une tonne de CO2 par tonne. Lhoist, qui opère une usine de chaux de Rety, mise d’ailleurs aussi sur le captage de CO2 en partenariat avec Air Liquide.
«La zone qui accueillera les installations de captage de CO2 est déjà prévue à côté des fours», explique Sébastien Corvez tout en précisant que la technologie qui sera utilisée dans la nouvelle usine n’est pas encore choisie. Le secteur du CCS reste émergent, et ArcelorMittal teste lui-même un type de procédé innovant à Dunkerque. Mais installer et alimenter en électricité les lourdes infrastructures nécessaires pour attraper le CO2 en sortie de fours à chaux risque de coûter cher, reconnaît l'entreprise qui ne donne pas d’estimation pour l’instant. Un investissement qui n’est pas inclus dans le budget initial de l’usine, mais qui sera indispensable pour mettre sur le marché de la chaux vive véritablement bas carbone.
