Augmentation du recyclage de l’acier

Le projet d'd'ArcelorMittal vise à augmenter la part d’acier usagé (ferrailles) dans le processus de production de l’aciérie de Fos-sur-Mer. Cela implique l’adaptation des capacités de traitement de la ferraille ainsi que l’installation d’un four électrique (four poche) en aval du convertisseur afin de compenser le refroidissement de l’acier liquide lié à cet ajout.

Leviers de réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES)

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Sobriété énergétique et ressources

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Décarbonation de l’énergie

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Amélioration de l’efficacité énergétique

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Amélioration
de l’efficacité en ressource non énergétique

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Absorption d’émissions

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Financement d’émetteurs bas-carbone ou désinvestissement d’actifs carbonés

Objectifs recherchés

L’objectif est d’augmenter la part de l’acier recyclé (ferrailles) dans le processus de production de l’acier afin de  réduire la production de fonte de haut fourneau et les émissions de CO2 associées et de favoriser le recyclage de l’acier usagé – acier de pré et post consommation aujourd’hui exporté en grande quantité.

L’acier produit sur le site de Fos-sur-Mer est produit dans des hauts fourneaux à partir du minerai de fer et charbon (sous forme de coke et en injection)La fonte est ensuite traitée dans un convertisseur. Afin de limiter la consommation de minerai de fer et de coke dont l’utilisation entraine des émissions de CO2 significatives, il est possible d’intégrer de l’acier usagé – ou ferrailles – dans le processus de production. Plus la part de ferraille sera importante, plus les quantités de matériaux bruts nécessaires seront faibles. 

 Actuellement, le site de Fos-sur-Mer produit près de 4 millions de tonnes d’acier. Près de 500 000 tonnes de ferrailles sont aujourd’hui utilisées dont 400 000 tonnes provenant du recyclage interne à l’usine et 100 000 tonnes achetées à l’extérieur. 

 

L’objectif est d’augmenter la part de ferrailles achetées à l’extérieur à 400 000 tonnes par an (soit 800 000 tonnes de ferrailles au total pour produire les 4 Mt d’acier). Pour y parvenir plusieurs étapes sont nécessaires : 

 

1.Recyclage de l’acier - Gestion des ferrailles 

L’augmentation de la part de ferrailles dans le processus de production nécessite un redimensionnement total des moyens de réception, transformation, traitement et injection de la ferraille dans nos convertisseurs. 

Ces nouveaux besoins seront alimentés par de la ferraille dite « noble » mais également par de la ferraille de basse qualité contenant une part plus importante d’éléments résiduels (aluminium, cuivre, non-ferreux : bois, plastiques, …). Il est donc nécessaire de revoir la capacité du site à préparer/nettoyer la ferraille avant enfournement. 

Cela implique notamment le redimensionnement des moyens d’enfournement de la ferraille dans les convertisseurs (les augets) et la mise en place de moyens visant à densifier les ferrailles (tri, compactage, …) 

 

2.Recyclage de l’acier – Installation d’un four électrique (four poche) 

La transformation de la fonte en acier liquide est réalisée dans un convertisseur à oxygène. La première étape consiste à enfourner la fonte liquide et l’acier issu de recyclage (froid). Le convertisseur va décarburer (soufflage d’oxygène) la fonte et augmenter la température du mélange et ainsi faire fondre les ferrailles. 

La visée de température dépend du cycle de production jusqu’à la coulée continue. Intégrer un moyen de réchauffage électrique, comme le « four poche », entre convertisseur et coulée continue permet d’augmenter la part de ferrailles enfournées en visant des températures en fin de soufflage plus basses.

Scope(s) d'émissions

sur le(s)quel(s) le projet a un impact significatif

  • Scope(s) d’émissions
  • Description et quantification des émissions de GES associées
  • Précisions sur le calcul

Scope 1

Émissions directes générées par l’activité de l’entreprise.

Scope 2

Émissions indirectes associées à la consommation d’électricité et de chaleur de l’entreprise.

Scope 3

Émissions induites (en amont ou en aval) par les activités, produits et/ou services de l’entreprise sur sa chaine de valeur.

Absorption d’émissions

Création de puits de carbone, (BECCS, CCU/S, …)

Émissions évitées

par les activités, produits et/ou services de l’entreprise ou par le financement de projet de réduction d’émissions.

Scope 1 - Usage d’acier recyclé dans le processus de fabrication

  • Quantification : - 680 ktCO2/an 

Scope 3 - Consommation de ferrailles locales en substitution de charbons et minerais importés

  • Quantification : - 25 ktCO2/an

Chaque tonne d’acier recyclé permet de réduire d’à peu près 0,9t l’utilisation de fonte issue des hauts fourneaux (dont la production génère environ 1,9 tCO2eq par tonne de fonte). La consommation d’électricité additionnelle (43 000 MWh/an) entraine des émissions de l’ordre de 2 461 tCO2eq/an compte tenu du facteur d’émission moyen de l’électricité en France (57,1 kgCO2/MWh). 

Les émissions de CO2 du site s’élèvent à 7 659 ktCO2 en 2019.  

Gains si l’investissement est décidé début 2021 :

  • 680 ktCO2/an en 2023. 

Les points clés

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Montant de l’investissement réalisé

85 M€ (dont 63 M€ investis par ArcelorMittal)

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Date de démarrage du projet

2020

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Localisation

Fos-sur-Mer, Bouches du Rhône.

Niveau de maturité

Test prototype en laboratoire (TRL 7)

Test en réel (TRL 7-8)

Prototype pré-commercial (TRL 9)

Mise en œuvre à petite échelle

Mise en œuvre à moyenne ou grande échelle

Rentabilité économique du projet

Court terme (0-3ans)

Moyen terme (4-10 ans)

Long terme (> 10 ans)

Images / Vidéos

Ce projet permet de :  

  • Développer les filières locales de recyclage de l’acier ;
  • Diminuer les exportations de ferrailles 
  • Réduire les importations de charbon et minerais ;
  • Réduire les rejets eau et air associés à la filière fonte (cokerie, agglomération, hauts-fourneaux).

Le potentiel est spécifique à chaque aciérie. 

Une deuxième étape est à l’étude pour augmenter davantage la part d’acier recyclé via une seconde électrification partielle du procédé. 

Les partenariats sont en cours d’élaboration et visent principalement à garantir l’approvisionnement du site en ferrailles. 

Par exemple, une filière de déconstruction de navires est en cours de développement avec Topp Decide dans l’enceinte du Grand Port Maritime de Marseille, pour produire des ferrailles de bonne qualité.

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Contacter l'entreprise :

damien.chambolle@arcelormittal.com bruno.lesaulnier@arcelormittal.com