De l’enfouissement à fertilisant, ciment et plancher autonivelant : un déchet industriel qui circule sur le chemin du recyclage agricole et l’industrie de la construction.

  • 2020-06-11 22:04:08
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  • Quebeccirculaire.org
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Circulez…vous êtes dans le champ, dans le ciment ou dans le bâtiment!

  • Nature de l'initiative :
  • Rio Tinto, 1955, boul. Mellon, Jonquière, Qc G7S 4L2
  • Date de début : mai 2021

Rio Tinto est un chef de file mondial dans le domaine de la prospection, de l’exploitation et de la transformation des ressources minérales. L'entreprise produit principalement de l’aluminium, du cuivre, des diamants, du charbon, de l’uranium, de l’or, des minéraux industriels et du minerai de fer. La division Aluminium de Rio Tinto (RTA) concentre principalement ses activités au Canada, notamment dans la région du Saguenay–Lac-Saint-Jean ainsi qu’en Europe et en Australie-Nouvelle-Zélande.  Rio Tinto exploite ses installations de manière sécuritaire, responsable et durable.  De nombreux efforts sont déployés pour réduire au minimum les impacts environnementaux de ses activités et apporter des bénéfices majeurs pour les communautés environnantes. Un des éléments clés pour l’atteinte de cet objectif est bien entendu la saine gestion des sous-produits.

Bon an mal an, les usines du Complexe Jonquière dans la région du Saguenay–Lac-Saint-Jean génèrent annuellement plus de 400 000 tonnes de sous-produits provenant de leurs opérations dont 110 000 tonnes métriques d’anhydrite synthétique sont produites par l’usine de fluorure. L’anhydrite neutralisée, dont la formule chimique est le CaSO4, est issue des procédés industriels de RTA de transformation chimique du fluorure de calcium ou spath fluor (CaF2), de l’acide sulfurique (H2SO4) et d’hydrate d’alumine (Al2O3.3H2O) en fluorure d’aluminium (AlF3) qui entre dans la fabrication du bain d’électrolyse pour la production d’aluminium.

Autrefois, considérée comme des résidus à enfouir représentant un lourd héritage environnemental et des sources de coûts de gestion considérables, cette matière est maintenant commercialisée dans des marchés comme la construction, le secteur agroenvironnemental ou encore l’industrie minière. Depuis 2016, ce produit a su conquérir ces marchés et en 2019, toute la production d’anhydrite de RTA circulait dans l’économie québécoise.

 

Marché de la construction 

Effectivement, l’anhydrite est utilisée comme matière première alternative dans la formulation du ciment Portland en substitution au gypse; l’approvisionnement en gypse provenant majoritairement des opérations minières de l’est du Canada. L’anhydrite qui est aussi recyclée comme constituant dans la fabrication de chape de sol dans l’industrie du bâtiment  constitue un matériel très intéressant dans ce marché de niche. Ce matériel possède des caractéristiques physico-chimiques facilitant le placement, l’auto-nivellement avec une efficacité de chauffage améliorée, et présentant un potentiel de crédits LEED®. Pour conquérir ce nouveau marché, des efforts considérables ont été déployés au niveau des opérations dans les secteurs des cimenteries et du bâtiment, des autorités gouvernementales, et du développement de la logistique de production et d’approvisionnement tout en maintenant une qualité constante du produit et répondant aux critères de l’industrie.

 

Marché agroenvironnemental 

L’utilisation de l’anhydrite constitue une étape importante dans la restauration de notre site de résidus miniers. En effet, au lieu d’utiliser des matières premières, celle-ci est épandue à la surface du site de résidus de bauxite pour neutraliser et assécher la couche de surface afin de favoriser le développement d’un horizon fertile à la croissance des plantes.

 

Au niveau agronomique, cette matière possède des caractéristiques fertilisantes très intéressantes et l’anhydrite est actuellement utilisée partout dans le monde pour améliorer la fertilité du sol. Toutefois, le marché canadien pour ce type d’amendement dans les sols agricoles est sous-exploité comparativement à d’autres pays européens. Enregistré auprès de l’Agence canadienne d’inspection des aliments (ACIA) comme engrais depuis 2017, ce produit est utilisé dans plusieurs types de cultures au Québec par des producteurs de toutes envergures.

 

En plus de la production de l’aluminium, le bleuet nain sauvage est également un fleuron caractéristique de la région 02 et cette production compte pour près de 50 % des volumes commercialisés au Canada (MAPAQ, 2016). Toutefois, les coûts de production de bleuets sont de plus en plus élevés alors que les prix de vente sont à la baisse. Les conditions de sol dans lesquelles les bleuets nains sont cultivés présentent souvent des déficiences en calcium (Ca) et du gypse est communément appliqué pour assurer une bonne nutrition calcique du bleuet nain (Sanderson et al., 1996). Ainsi, l’utilisation de l’anhydrite neutralisée, comme source de Ca dans les bleuetières, pourrait donc être un moyen de réduire les coûts de production puisque ce produit est disponible localement et à une fraction du coût des autres sources fertilisantes calciques. Subséquemment, développer une symbiose régionale entre les deux plus importantes industries de la région du Saguenay–Lac-Saint-Jean dans l’approvisionnement d’intrants agricoles apparaissait comme évident!

 

Enfin, nous sommes d’avis que notre démarche pour établir un écosystème industriel à l’échelle locale et provincial répond aux besoins des collectivités tout en préservant les ressources. C’est donc ainsi pour cette raison que nous déposons notre candidature comme initiative en économie circulaire lancée par Québec Circulaire.

Objectifs visés

  • Participer à l’économie locale et à la création d’un écosystème industriel provincial en devenant un exemple de circularité.
  • Démontrer la valeur d’une approche d’écologie industrielle où les déchets de la filière d’aluminium sont les matières premières des filières de la construction, de l’industrie minière et du milieu agricole.
  • Définir les conditions d’utilisation de l’anhydrite neutralisée en vue de son application dans l’industrie de la construction et comme source de fertilisant calcique et soufrée dans les différentes cultures.

Stratégie(s) de circularité concernée(s)

  • Approvisonnement & consommation responsable
  • Économie collaborative
  • Écologie industrielle
  • Valorisation

Résultats obtenus

  • Mettre de la valeur sur une matière autrefois considérée comme un déchet.
  • Paramètres environnementaux :
    • recyclage d’un déchet industriel par rapport à son enfouissement, avec un taux de détournement à 100 %;
    • utilisation d’une matière première alternative substituant les intrants pour les cimenteries, les bâtiments et fertilisants minéraux à forte empreinte écologique, réduisant ainsi la pression sur les ressources naturelles;
    • matière fertilisante qui respecte toutes les conditions d’application en milieu agricole de la loi sur la qualité de l’environnement et ne présente pas de toxicité connue sur les paramètres de l’environnement (eau, air, sol et biodiversité).
  • Paramètres agronomiques :
    • améliore les propriétés physico-biochimiques du sol;
    • subvient aux besoins des plantes en calcium et soufre;
    • les plants de bleuets atteignent le confort dans le statut nutritif surtout pour l’azote et le phosphore.

Principale(s) ressource(s) concernée(s)

  • Autres

Autre mots-clés en lien avec l'initiative

matière première alternative, recyclage agricole, anhydrite synthétique neutralisée, sulfate de calcium

Porteur(s) de l'initiative

  • Rio Tinto
  • Entreprise, commerce, industrie
  • Extraction minière, exploitation en carrière, et extraction de pétrole et de gaz
  • 1955, boul. Mellon, Jonquière, Qc G7S 4L2
  • Julie Élize Guérin
  • julieelize.guerin@riotinto.com
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Étapes de mise en oeuvre

Devant l’opportunité de fournir à la demande en matières premières alternatives pour les producteurs de ciment, de matériaux de construction et agricoles dans un moindre coût, et étendre son utilisation sur de nouveaux marchés, le Groupe valorisation et commercialisation des sous-produits et le Centre de recherche et de développement Arvida de Rio Tinto ont développé un processus de valorisation structuré en huit étapes.

Processus de valorisation :

  1. Développement des affaires, cueillette d’informations, définir le besoin du client.
  2. Caractérisation des matières et sous-produits.
  3. Recherche des pistes de valorisation.
  4. Évaluation technico-économique.
  5. Essais, obtention d’autorisation, Recherche & Développement.
  6. Ententes contractuelles.
  7. Commercialisation, logistique et suivi de la qualité et contrôle du produit.
  8. Suivi client et améliorations des affaires.

Ainsi en suivant ces étapes, la pérennité du produit est démontrée en s’assurant que l’utilisation de celui-ci répond aux standards industriels, environnementaux et agronomiques du secteur visé ainsi qu’aux besoins de collectivités dans une perspective de développement durable.

Défis

  • Confirmer la faisabilité technico-économique des usages potentiels dans les différents secteurs de marché visés.
  • Mise en œuvre des programmes assurance et contrôle-qualité dans nos opérations en changeant simultanément la perception d’un déchet vers un produit de niche enregistré auprès d’un organisme de contrôle des aliments fédéral.
  • Logistique de la distribution.
  • Convaincre les différents marchés de la valeur ajoutée du produit pour leurs opérations et activités.
  • Démontrer l’innocuité du produit issu des opérations de Rio Tinto au Ministère de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques (MELCC) et aux producteurs agricoles.
  • Établir la régie de culture appropriée et les recommandations agronomiques pour le bleuet sauvage (dose, mode d’épandage et équipement approprié).
  • Démontrer les avantages agro-environnementaux de l’utilisation de l’anhydrite.

Leviers

Collaboration de l’Université Laval et les Produits B.C.C. inc.

Enregistrement auprès de l’ACIA.

Collaboration avec les industriels : cimentières et matériaux de construction.

Outils et méthodologies utilisés

  • Processus de valorisation en huit étapes.
  • Enregistrement de l’anhydrite selon les exigences de la Loi sur les engrais de l’Agence canadienne d’inspection des aliments (ACIA) afin d’entamer un processus de mise en marché.
  • Projets de recherche en parcelles expérimentales sur différentes cultures maraîchères et fruitières afin de démontrer l’effet de l’application de doses variables de l’anhydrite sur le rendement et les paramètres physico-biochimiques des sols.

Sources de financement de l'initiative

  • Rio Tinto
  • Conseil de recherche en sciences naturelles et génie et gouvernement du Canada

Auteur de la page

  • Julie Élize Guérin

    Scientifique de recherche, Bauxite & Alumine

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