Article

1 - DOCUMENTS DE RÉFÉRENCE

  • 1.1 - Données économiques et environnementales
  • 1.2 - Principaux documents techniques de référence

2 - DIFFÉRENTS LAITIERS SIDÉRURGIQUES

3 - SOURCES DE PRODUCTION DES LAITIERS SIDÉRURGIQUES

4 - LAITIERS DE HAUT-FOURNEAU SOUS DIVERSES FORMES

5 - PRODUCTION DES LAITIERS DE HAUT-FOURNEAU

6 - CARACTÉRISATION DES DIFFÉRENTS TYPES DE LHF

7 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : C5379 v2

Laitiers de haut-fourneau - Origine, production et caractéristiques

Auteur(s) : Pierre ROSSI, Ludovic GAVOIS, Guy RAOUL

Date de publication : 10 févr. 2014

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RÉSUMÉ

L'article constitue un premier volet consacré à la valorisation des laitiers de haut-fourneau, sous-produits de la sidérurgie. Il décrit sommairement les procédés de formation des laitiers sidérurgiques, notamment des LHF et les sites de production (aciéries) en fonctionnement en France.

Les caractéristiques des LHF sont présentées ici en vue de leurs possibilités d'utilisation en Génie civil.

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ABSTRACT

The article is the first part devoted to recovery of blast furnace slags - by-products of the steel industry. It briefly describes the methods of forming steel slag - including blast-furnace slag - and presents the production sites in operation in France.

The characteristics of blast-furnace slag are presented for their potential use in civil engineering.

Auteur(s)

  • Pierre ROSSI : Docteur en géologie – Ingénieur en chef DIL (Direction des infrastructures linéaires), Razel-Bec

  • Ludovic GAVOIS : Directeur du service géotechnique de Vinci – Construction Terrassement

  • Guy RAOUL : Ingénieur conseil, actuellement Président du Comité technique européen de normalisation des Terrassements CEN/TC 396 « Earthworks »

INTRODUCTION

Les exposés sur les laitiers de haut-fourneau font l'objet de deux articles :

  • le présent article qui expose l'origine, la nature et les propriétés de ces sous-produits industriels en vue de leur emploi dans le génie civil, et plus particulièrement dans les techniques routières. L'article fournit également des données sur les productions ;

  • l'article [C 5 380], porte sur les possibilités d'emploi de ces matériaux en fonction de prescriptions techniques et environnementales, et fournit des références de commercialisation et de chantiers.

Les laitiers de haut-fourneau (LHF) sont des sous-produits de la sidérurgie. Ils sont générés au cours de la production de l'acier, lors de l'étape de l'élaboration de la fonte à partir de minerai de fer. Selon le processus de refroidissement du laitier en fusion, on distingue deux familles :

  • le laitier cristallisé, obtenu par un refroidissement lent qui le transforme en une roche dure artificielle et chimiquement stable ;

  • le laitier vitrifié, obtenu par un refroidissement brutal, généralement à l'eau, qui lui confère une structure vitreuse lui permettant de développer des propriétés analogues à celles du ciment.

Les hauts-fourneaux ont une longue histoire... Elle nous est bien contée dans l'ouvrage de référence « Le laitier de haut fourneau » des ingénieurs Jacques Alexandre et Jean-Louis Sébileau (1988). Les origines de la sidérurgie sont très anciennes, elles remontent à l'antiquité. Les premiers hauts-fourneaux datent du moyen âge, et l'on peut parler de modernité dès le milieu du 19e siècle.

Les laitiers de haut-fourneau ont longtemps constitué un produit dont on cherchait à se défaire, et que l'on évacuait sur des lieux de stockage qui sont devenus des « crassiers historiques », de volume très important, notamment en Lorraine.

Grâce aux progrès des techniques, ils sont passés de ce statut négatif, à celui d'un coproduit de la sidérurgie, dont l'éventail des propriétés est aujourd'hui apprécié et recherché.

On sait que la tendance est à une décroissance de la production industrielle du fer et de l'acier depuis plusieurs années. Récemment, notamment en raison de la crise économique de 2008. L'actualité de l'arrêt des haut-fourneaux de Florange en est l'illustration.

Néanmoins, la production de LHF est encore importante, à un niveau proche de 3 millions de tonnes produits sur les sites de Dunkerque, de Fos sur mer, et encore de Pont-à Mousson en Lorraine.

Le laitier de haut-fourneau fait partie des laitiers sidérurgiques avec les autres coproduits des différentes filières de fabrication de l'acier, à savoir les laitiers d'aciérie, qui feront l'objet d'un article ultérieur. Toutefois, il nous est apparu utile de fournir en début d'article une présentation sommaire des différents laitiers sidérurgiques, à travers notamment les sources de production. Les exposés qui suivent concernent l'origine, la formation et les caractérisations physico-chimiques, et géotechniques des LHF sous leurs différentes formes, en vue de leur emploi dans le Génie Civil, et plus particulièrement, dans les techniques routières (cf. [C 5 380]).

Deux familles sont obtenues suivant le processus du refroidissement du laitier en fusion :

  • les laitiers cristallisés aux caractéristiques physiques et mécaniques comparables à celles des matériaux naturels ;

  • les laitiers vitrifiés, le plus souvent élaborés sous forme de laitiers granulés en raison de leurs caractéristiques physico-chimiques.

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KEYWORDS

earthwork   |   steel industry   |   geotechnical engineering   |   steels

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-c5379


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - GTR -   Réalisation des remblais et des couches de forme  -  Guide technique SETRA/LCPC : 2e édition (Juillet 2000).

  • (2) - PREDIS -   Nord-Pas-de-Calais – Guides techniques régionaux relatifs à la valorisation des déchets et des co-produits industriels  -  Guide technique régional relatif à la valorisation des laitiers de haut-fourneau (Juillet 2002).

  • (3) - Fédération Lorainne TP -   Guide d'utilisation des matériaux lorrains en technique routière  -  Laitier haut-fourneau/Unicem/Cete de l'Est/CFTR/UNPG (2009).

  • (4) - SÉTRA -   Acceptabilité de matériaux alternatifs en technique routière – Évaluation environnementale  -  Guide : (réf. Sétra 1101) (Mars 2011).

  • (5) - SÉTRA -   Acceptabilité environnementale de matériaux alternatifs en technique routière – Laitiers sidérurgiques  -  Guide d'application : (réf. Sétra 1226) (Octobre 2012).

  • ...

1 Sites Internet

  • OFRIR – Observatoire français du recyclage dans les infrastructures de transport

    http://www.ofrir.lcpc.fr

    (2 sites devenus IFSTTAR en 2011)

  • CTPL (Centre technique...

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