Pour fabriquer du ciment, il faut réunir quatre éléments principaux selon des dosages préétablis : la chaux , la silice , l’alumine , l’oxyde de fer. L’élément prépondérant étant le calcaire, La cimenterie est d’ailleurs implantée à proximité d’un important gisement de cette matière. L’ensemble de ces éléments, appelé cru, est ensuite traité par voie sèche.
L’extraction des matières premières
Le calcaire et l’argile sont extraits de carrières situées à proximité des cimenteries.
Abattus à l’explosif, les rochers et blocs sont transportés par des tombereaux (gros camions) vers des concasseurs afin de réduire leur taille et d’obtenir des cailloux de moins de 10 cm de diamètre. Cesmatières premières font l’objet d’une sélection rigoureuse. Leur composition doit comprendre de lachaux, de la silice, de l’alumine et de l’oxyde de fer dans des proportions bien déterminées.
La préparation du cru
Une fois concassés, les matériaux subissent un pré-mélange dans des halls de pré-homogénéisation ce qui permet d’obtenir une plus grande régularité de composition.
Ils sont ensuite séchés et broyés dans un broyeur (à boulets ou à galets) afin de réduire leur taille à quelques dizaines de microns. Le passage des gaz du four dans le broyeur permet le séchage de la matière et une captation partielle du soufre – SO2 de ces gaz par la matière broyée. La poudre fine alors obtenue est appelée farine crue, d’où l’expression de broyeur à cru.
La cuisson
La farine est introduite sous forme de poudre dans une tour de préchauffage où la farine est préalablement chauffée par les gaz produits dans le four rotatif (phase de pré-calcination).
La farine descend ainsi par gravité, à contre-courant des gaz chauds du four. La tour possède plusieurs étages de cyclones, ce qui permet de faire monter la température de la farine progressivement jusqu’à 850°C (procédé à voie-sèche). La farine sera ensuite introduite dans un four rotatif incliné garni de briques réfractaires. Le four est alimenté en chaleur par un brûleur de grande capacité. La température de flamme atteint plus de 2 000°C.
Elle subit au cours de cette cuisson des réactions chimiques complexes : tout d’abord, le calcaire se décarbonate sous l’action de la chaleur à une température avoisinant les 900°C et se transforme en chaux, tandis que les argiles se décomposent en silicates et aluminates. L’ensemble se recombine ensuite à une température d’environ 1 450°C en silicates et aluminates de chaux.
Ce processus chimique conduit ainsi à l’obtention d’un produit semi-fini appelé clinker, qui possède des propriétés de liant hydraulique.
Le clinker est ensuite convoyé au travers du refroidisseur dans lequel il restitue une bonne partie de son énergie thermique et est refroidi par soufflage d’air à une température de 100°C
La composition chimique et l’homogénéité de la matière en entrée du four, ainsi que sa régularité dans le temps, sont des éléments fondamentaux dans la conduite du processus de production. Le four possède des filtres à manches qui permettent de filtrer les poussières, limitant les rejets dans l’environnement.
L’obtention de ciment
Le clinker est stocké dans des halls (ou silos) puis, lors d’une nouvelle étape de broyage, passé dans des broyeurs à boulets (ou à galets) dont la rotation provoque, par chocs et écrasement, la réduction en grains particulièrement fins.
La poudre obtenue de moins de 60 microns, est appelée ciment.
Du gypse est ajouté afin de régulariser le temps de prise du ciment. Des compléments peuvent être faits : du filler de calcaire, des cendres volantes (issues de la combustion du charbon dans les centrales thermiques) pour améliorer l’ouvrabilité et la consistance, des laitiers de haut-fourneau (sous-produits des aciéries), ou des pouzzolanes naturelles ou artificielles pour améliorer les propriétés hydrauliques.
Le ciment enfin obtenu est stocké dans des silos de plusieurs milliers de tonnes, parfois divisés en compartiments permettant la conservation de plusieurs qualités de ciment.Il est ensuite livré en vrac ou en sac.
Pour la livraison en vrac, les camions-citernes sont placés sur un pont bascule et remplis à l’aide de manches télescopiques situées à la base des silos. Le remplissage est contrôlé et les données nécessaires à l’établissement des documents d’expédition et de facturation sont transmises à l’ordinateur central.
Quand à l’ensachage du ciment (la livraison en sacs), il s’effectue sur des machines dans des sacs de 50 kg .