Plan du site
Performance: Des lingots d'énergie
L’industrie de l’aluminium fait des pas de géant depuis 20 ans pour verdir ses procédés de fabrication… et son image.
Dominique Forget
« L’aluminium, c’est comme des blocs Lego », s’enthousiasme Jean Simard, président-directeur général de l’Association de l’aluminium du Canada. « C’est un matériau extrêmement malléable. On peut prendre une structure d’aluminium qui a été érigée il y a 50 ans, la refondre et s’en servir pour construire un bâtiment moderne qui répondra aux besoins des 50 années à venir. Pour un architecte, c’est un rêve! »
Les lobbyistes qui défendent l’industrie de l’aluminium aiment bien insister sur le caractère hautement recyclable de l’« or gris ». « La canette dans laquelle vous buvez votre coca aujourd’hui aura été transformée en une nouvelle canette dans six semaines, me lance fièrement Jean Simard. On pourra la recycler 800 fois, même plus, et le matériau aura les mêmes propriétés qu’au premier jour. C’est infini! »
Pas étonnant que l’aluminium soit, à poids égal, le matériau recyclé qui a le plus de valeur. On peut obtenir 1 800 $ pour une tonne de vieux cadres de fenêtres faits de ce métal, contre seulement 100 $ pour une tonne de cartons de lait ou 30 $ pour une tonne de bouteilles en verre.
« Parce que l’aluminium est un matériau malléable qui n’est pas attaqué par la corrosion, il faut très peu d’énergie pour lui donner une nouvelle forme, contrairement à l’acier », renchérit Nicolas Dalmau, directeur Énergie chez Alcoa Canada. « Il faut seulement 5 % de l’énergie consacrée au procédé de fabrication initiale pour le recycler. »
Heureusement! Car il en faut des turbines hydroélectriques pour alimenter ce procédé de première fusion. Alouette et Alcoa engloutissent à elles seules 15 % de l’énergie distribuée par Hydro-Québec dans la Belle Province. Rio Tinto Alcan est équipée de ses propres centrales hydroélectriques pour alimenter ses usines.
Les 12 travaux d’Hercule
- Vue de l'usine d'Alma
Photo: Rio Tinto Alcan
L’aluminium est l’un des métaux les plus abondants sur la planète, mais à l’état naturel, il est indissolublement lié à des atomes d’oxygène pour former des molécules alumine (Al2O3). Le séparer et le purifier relève presque des 12 travaux d’Hercule.
Première étape : extraire du sol la bauxite, un type de roche particulièrement riche en alumine. Les plus importantes mines à ciel ouvert se trouvent aujourd’hui en Guinée, en Australie, au Vietnam et en Jamaïque. Il faut ensuite transporter le minerai, souvent par bateau, vers les usines chargées d’extraire l’alumine de la roche. « On utilise de la soude, qui dissout l’alumine alors que les impuretés restent insolubles », explique Michel Lalonde, directeur Changements climatiques pour le Groupe Rio Tinto Alcan, seule entreprise au Québec à exploiter une usine d’alumine, au Saguenay.
Cette matière première, si chèrement acquise, est expédiée vers les usines chargées de fabriquer l’aluminium de première fusion. Le Québec en compte 10, réparties entre Sept-Îles (Alouette), la région du Saguenay–Lac-Saint-Jean (Rio Tinto Alcan) ou encore Bécancour, Baie-Comeau et Deschambault (Alcoa).
« C’est ici que le bât blesse en ce qui concerne l’empreinte énergétique », dit Nicolas Dalmau. L’alumine est placée dans d’immenses cuves (chaque aluminerie compte des centaines de cuves qui, mises bout à bout, s’étirent sur des centaines de mètres). La matière première est chauffée à une température qui se situe entre 950 °C et 1000 °C, et soumise à un fort courant électrique. C’est grâce à ce procédé d’électrolyse que l’aluminium se sépare enfin de l’oxygène.
Chauffe planète
Toute invention se raffine avec le temps. Quand les premières cuves d’électrolyse ont été mises au point, au tout début du 20e siècle, il fallait compter 50 kilowattheures (kWh) pour produire 1 kg d’aluminium. Vers la fin des années 1970, grâce à l’amélioration des cuves et à l’optimisation du procédé, on avait réduit la facture énergétique à 20 kWh par kilogramme d’aluminium. « Aujourd’hui, dans les usines les plus modernes, on jongle avec les 13 kWh», précise Nicolas Dalmau.
Mais toutes les usines ne sont pas « modernes ». Au Québec, on trouve encore quelques vieilles cuves de type Södeberg, ancienne technologie plus énergivore (17 kWh par kilogramme d’aluminium environ). « Mais elles sont en voie de disparition, assure Jean Simard. D’ici 2015, elles auront complètement disparu chez nous. »
Les ingénieurs ont beau tenter par tous les moyens d’optimiser le procédé d’électrolyse, les alumineries du Québec ont beau être alimentées en hydroélectricité, les usines produisent quand même plus de gaz à effet de serre (GES) que d’aluminium. « On génère environ deux tonnes de GES (équivalent CO2) pour chaque tonne d’aluminium », dit Jean Simard.
Claude Villeneuve, « Monsieur développement durable », titulaire de la chaire en éco-conseil à l’Université du Québec à Chicoutimi, parle plutôt de trois ou quatre tonnes de GES par tonne d’aluminium. « Dans les pays comme la Chine, qui alimente ses centrales électriques au charbon ou au gaz naturel, on peut monter jusqu’à 18 tonnes de GES », indique le professeur. Bonjour l’empreinte environnementale!
Outre les émissions de GES causées par la production d’énergie (pratiquement nulles au Québec), le procédé d’électrolyse lui-même est à la source d’émissions atmosphériques susceptibles de réchauffer la planète.
« Dans la cuve, le courant électrique qui sert à séparer l’aluminium de l’oxygène voyage entre une anode et une cathode, un peu comme dans une batterie, explique Lise Sylvain, directrice Environnement chez Alcoa. Or, l’anode est faite de carbone qui se consume durant la réaction, en émettant du CO2 dans l’air. » L’industrie travaille d’arrache-pied pour trouver une solution de remplacement à ces anodes de carbone. On cherche du côté des céramiques, mais la partie est loin d’être gagnée.
Les manches retroussées
- Usine de Shawinigan
Photo: Rio Tinto Alcan
On comprend pourquoi l’Association de l’aluminium du Canada insiste autant sur la recyclabilité de son or gris. « L’aluminium, c’est de l’énergie en barre, dit Jean Simard. C’est vrai qu’il faut beaucoup d’électricité pour le produire au départ, mais cette énergie reste emmagasinée dans le métal. »
Autre avantage écologique du métal gris : il est trois fois plus léger que l’acier. En l’utilisant dans la fabrication des avions et des automobiles, on réduit leur poids… et donc leurs émissions de GES.
Lorsqu’il analyse l’ensemble du cycle de vie de l’aluminium, de l’extraction de la bauxite jusqu’au recyclage des vieilles carcasses de voitures, Claude Villeneuve estime que l’aluminium peut effectivement s’inscrire dans une perspective de développement durable. « Pourvu que le métal soit recyclé et ne se retrouve pas dans un site d’enfouissement », précise-t-il.
L’industrie québécoise, ajoute le professeur, s’est vraiment retroussé les manches pour alléger son impact sur l’environnement. « Ce n’est pas du tout le même portrait qu’il y a 20 ans. »
Les usines ont diminué d’environ 50 % leurs émissions de GES depuis les années 1990, en réduisant significativement les émissions de perfluorocarbone, un gaz dont le potentiel réchauffant est 1 000 fois plus élevé que celui du CO2. Les émissions de plusieurs autres composés nocifs, dont les fluorures ou les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), ont aussi été radicalement abaissées par un meilleur contrôle du procédé.
Les brasques usées sont maintenant dans la mire des entreprises. Ces résidus, qui demeurent au fond de la cuve une fois la séparation de l’aluminium terminée, sont considérés comme des déchets dangereux. Non seulement sont-ils réactifs, mais ils contiennent aussi des fluorures et du cyanure. Rio Tinto Alcan a inauguré en 2008 une nouvelle usine, entièrement consacrée au traitement de ces brasques, en vue de les neutraliser et de leur trouver une seconde vie. Certains résidus peuvent servir de carburant de remplacement, dans les aciéries par exemple. D’autres peuvent entrer dans la composition de la laine de verre.
La boîte noire
- Les installations de Port-Alfred
Photo: Rio Tinto Alcan
Les rapports de développement durable publiés par les Alouette, Rio Tinto Alcan et Alcoa donnent presque envie de peindre l’aluminium en vert, tellement ils sont convaincants. Mais certains observateurs gardent l’œil ouvert. « Pour moi, la grande inconnue demeure l’extraction de la bauxite, dit Claude Villeneuve. Les mines se trouvent le plus souvent dans des pays pauvres. Comment y traite-t-on les travailleurs? Remblaie-t-on réellement les mines à ciel ouvert une fois l’exploitation terminée? C’est difficile d’obtenir des informations fiables à ce sujet. »
L’Association de l’aluminium du Canada signale que ce n’est pas vraiment de son ressort, puisque les entreprises de chez nous achètent l’alumine à des partenaires étrangers (sauf Alcan, qui achète la bauxite pour extraire elle-même l’alumine). Elle précise tout de même qu’à sa connaissance, selon des données recueillies auprès de 23 mines représentant 70 % de l’ensemble de la production de bauxite dans le monde, le ratio de réhabilitation des terrains miniers serait passé, entre 1991 et 2002, de 70 à 83 %.
« J’aimerais quand même creuser le sujet un peu plus, insiste Claude Villeneuve. C’est tout le cycle de vie qu’il faut considérer avant de pouvoir poser un jugement sur les impacts d’un procédé. »
Les lobbyistes se plaisent à dire que les trois quarts de l’aluminium produit depuis les débuts de l’industrie, il y a plus de 100 ans, sont encore en circulation aujourd’hui. « D’accord, dit Claude Villeneuve. Mais on continue à en produire des millions de nouvelles tonnes par année. Ça pèse lourd dans la balance environnementale! »
