Le projet en deux mots
Le projet DecarboCER vise à réduire l’empreinte carbone et les consommations énergétiques de l’Industrie Céramique en intégrant la mise en œuvre de l’économie circulaire dans une démarche d’optimisation des ressources et d’utilisation de nouvelles technologies.
Contexte
Le procédé de fabrication des céramiques nécessite une étape de cuisson à haute température des pièces pour leurs conférer leurs propriétés finales spécifiques. Dans ce secteur d’activité intensif en énergie, la cuisson des céramiques traditionnelles est réalisée principalement en four à gaz. Dans le cadre de la Stratégie Nationale Bas Carbone (SNBC), la décarbonation des process de fabrication des céramiques devient un enjeu majeur pour l’avenir du secteur.
Objectifs
Le projet DecarboCER vise à réduire l’empreinte carbone et les consommations énergétiques de l’Industrie Céramique en intégrant la mise en œuvre de l’économie circulaire dans une démarche d’optimisation des ressources et d’utilisation de nouvelles technologies, suivant deux volets :
La mise au point de nouvelles formulations à plus basse température de cuisson en valorisant des sous-produits, permettant une réduction de la consommation énergétique des process céramiques.
Le développement des procédés de production en cuisson électrique, facilitant la réplication des solutions dans tous les secteurs céramiques voire dans des secteurs connexes.
Déroulement
Une étude bibliographique a été réalisée afin d’identifier les différents déchets verriers issus de la déconstruction et des solutions existantes de traitement, recyclage et valorisation. Cet Etat de l’Art a été complété par l’étude de l’évolution des technologies liées aux équipements de cuisson électrique et de thermoélectricité et leurs applications.
Les travaux se sont poursuivis par l’évaluation des principales caractéristiques de chaque typologie de déchets verriers et leur homogénéité chimique afin d’orienter chaque gisement vers une ou plusieurs masses céramiques d’accueil potentielles. Des insertions progressives des déchets, à partir de 5% massiques, ont été réalisées au sein des masses céramiques et émaux afin d’évaluer leur effet sur la qualité du produit final et à chaque étape de fabrication, permettant de déterminer la teneur maximale admissible. En parallèle, l’évaluation de possibilité d’électrification des cuissons des céramiques a été effectuée par comparaison de la qualité des produits finaux à l’échelle macroscopique et microscopique avec les produits obtenus par cuisson sous gaz naturel. Les performances et caractéristiques de fonctionnement de modules thermoélectriques sont évaluées au laboratoire.
Les solutions développées sont mises en application lors de la réalisation de pilotes sur le site industriel du partenaire Novoceram pour démontrer l’industrialisation possible de celles-ci, et déterminer des éventuelles adaptations industrielles. L’ensemble des données des pilotes contribuera à évaluer les gains environnementaux et économiques des solutions étudiées.
Synthèse des résultats
Les caractéristiques des déchets verriers permettent d’envisager une utilisation de ces ressources minérales comme fondant. Un schéma de préparation des matières a pu être proposé pour chaque déchet. L’insertion des déchets a été réalisée avec succès dans trois masses céramiques à des taux de 5 à 20% massique, permettant de réduire les températures de cuisson de 50 à 100 °C, tout en conservant la qualité et les performances des produits finaux. Une conversion énergétique vers un mode de cuisson basée sur l’électricité peut être envisagée, sans modification significative des propriétés finales à l’échelle macroscopique et microscopique.
Application et valorisation
L’étude de laboratoire a permis d’atteindre les objectifs initiaux de taux d’insertion des déchets verriers et de diminution potentielle de la température de cuisson pour les principaux secteurs céramiques du bâtiment. La production Pilote de plus de 10 tonnes de carreaux céramiques (10 fois plus important que l’objectif initial) incorporant 5% de calcin de déchets de verre plat et répondant aux exigences normatives du secteur a été réalisé lors d’un premier essai industriel par le partenaire Novoceram. Les essais se poursuivent avec la fabrication d’autres formats de carreaux et l’évaluation de modules de production d’énergie thermoélectrique en conditions réelles.
Coordinateur
- Société Française de Céramique (75)
Partenaire
- Novoceram Produits Céramiques (26)
Localisation
- Les Ulis 91955
Détails du projet
- Durée : 42 mois
- Mois/Année de démarrage : Novembre 2021
Montant total projet
- 434 000 €
Aide projet
- 215 000 €
