L’industrie du verre se passera-t-elle de CO2 ?

L’industrie du verre en France est la quatrième émettrice de gaz à effet de serre parmi les neuf secteurs étudiés par l’Ademe dans ses plans de transition sectoriels (PTS), avec 2,4 Mt CO₂eq en 2021. Loin derrière ses cousins de l’acier, du ciment et de l’éthylène en termes d’émissions, le verre est comme eux omniprésent dans la vie quotidienne : sur environ 5 millions de tonnes consommées en 2019, la plus grande partie (63 %) l’est dans le segment du verre creux pour les emballages, et 23 % le sont dans le bâtiment sous forme de verre plat (cloison, vitrages) et de laine de verre (isolation). On compte aussi le transport (6 %) pour les vitrages des véhicules, ainsi que les arts de la table.

La consommation directe de verre est de 6,3 Mt/an car une partie repart en exportation indirecte dans des produits fabriqués en France, principalement en verre creux (voir diagramme ci-dessous). La production nationale de verre est de 5,4 Mt/an, avec des parts non négligeables d’imports et d’exports, pour une balance commerciale négative (- 0,71 Mt/an).

La production est assurée par environ 25 industriels sur une cinquantaine de sites pour le verre creux (3,7 Mt/an), le verre plat (1,2 Mt/an) et la laine de verre (0,45 Mt/an). Le verre est fabriqué à partir de sable siliceux (SiO₂), de calcin et d’autres intrants pour abaisser la température de fusion du sable ou améliorer certaines propriétés du verre. Le calcin, utilisé en moyenne à 57 % du mélange verrier, est du verre recyclé provenant des rebuts de production et de la transformation du verre et des produits en fin de vie (déchets).

Plusieurs leviers de décarbonation

Les émissions de gaz à effet de serre (GES) du secteur verrier sont dues à 72 % à la combustion d’énergies fossiles dans les fours où sont fusionnées les matières premières. La décarbonatation des intrants carbonatés dans le process est aussi responsable de 24 % des émissions, auxquels s’ajoutent 4 % d’émissions indirectes par usage de l’électricité. La consommation d’énergie de l’industrie verrière est très importante : 12 TWh dont 75 % de gaz naturel, 20 % d’électricité, et un peu de fioul.

Les industriels ont déjà réduit leurs émissions de 22 % par tonne de verre depuis les années 1990, grâce à l’amélioration de l’efficacité énergétique et au remplacement du fioul par le gaz. Le PTS de l’Ademe envisage la poursuite d’actions permettant d’atteindre au moins l’objectif de baisse des émissions de GES de – 81 % pour l’industrie (en 2050 par rapport à 2015) de la précédente Stratégie nationale bas-carbone.

Les solutions envisagées se déploient à trois niveaux. Premièrement, il faut prendre en compte l’usage plus ou moins grand des produits en verre selon l’évolution des filières consommatrices (emballages, bâtiment, transport) et leur nature (verre creux, verre plat ou laine de verre). Le recyclage a ici une place majeure : celui du verre creux est déjà bon (77 % de taux de collecte) mais doit encore être amélioré, compte tenu du gisement gigantesque (2,8 Mt/an) ; celui du verre plat doit être développé, les chantiers de déconstruction du bâtiment ayant à eux seuls un gisement de 200 kt/an. Le réemploi de certains emballages, qui est trop faible aujourd’hui (8 % de la consommation en 2019), doit aussi être envisagé pour limiter les besoins en production.

Deuxièmement, plusieurs solutions technologiques doivent être mises en place. En plus de l’écoconception des produits, pour réduire leur poids, les industriels doivent poursuivre leurs efforts d’efficacité tant sur les matières (amélioration du rendement entre verre fondu et produit fini) que sur l’énergie (préchauffage des matières avant fusion, récupération de chaleur fatale). Il s’agit aussi d’augmenter l’incorporation de calcin, d’utiliser des intrants moins carbonatés, et bien sûr de faire évoluer les fours. Les plus petits pourraient être entièrement électriques, tandis que les fours de grande capacité seraient hybrides gaz-électricité.

Troisièmement, le fioul et le gaz d’origine fossile brûlés dans les fours doivent être remplacés par des combustibles décarbonés : biométhane ou hydrogène renouvelable. Mais pour ce dernier, en plus d’un coût encore élevé, les impacts sur la production risquent d’en limiter l’usage (dégradation des réfractaires, modification des propriétés physico-chimique du verre, émissions de NOx).

Point d’arrivée presque identique pour les deux scénarios

Les deux scénarios de décarbonation modélisés par l’Ademe pour imaginer l’avenir mixent ces différentes solutions à des degrés divers. Le scénario « Réemploi, écoconception et relocalisation » s’appuie sur un univers où la rénovation des bâtiments, le développement du photovoltaïque et la promotion des emballages en verre permettent d’arriver à des hausses de consommation (+ 14 % pour le verre plat en 2050 par rapport à 2015 ; + 12  % pour le verre creux) ou une quasi-stabilité pour la laine de verre (- 4 %). À la recherche de souveraineté, la France diminue ses importations, ce qui permet d’inverser la balance commerciale (+ 0,52 MT/an en 2050). Le réemploi des emballages est fortement développé, ce qui fait légèrement baisser la production, alors que celles de verre plat et de laine de verre augmentent (voir tableau). La décarbonation des procédés est assurée à moitié par l’hybridation des fours et le recours au biométhane. Efficacité énergétique, écoconception et électrification d’une petite partie des fours complètent le panorama.

L’autre scénario, appelé « Électrification massive et autres défis technologiques » opte, après 2030, pour des choix de décarbonation différents : déploiement plus large d’intrants décarbonatés, hybridation des fours avec du biométhane et de l’hydrogène, et plus forte électrification des fours et autres procédés. La production augmente dans tous les segments (+ 20 % globalement) incitant à la création de deux nouveaux fours de verre creux. Elle est portée par une hausse importante de la consommation, pour les mêmes raisons que le premier scénario mais avec en plus une plus forte substitution des plastiques à usage unique et un maintien des besoins en laine de verre pour la construction neuve. De plus forts échanges du commerce international amplifient aussi la production, même si au final la balance commerciale reste négative.

Si le deuxième scénario nécessite plus d’investissements que le premier, l’impact sur les coûts de production est identique. Les deux scénarios atteignent un niveau de décarbonation équivalent, montrant ainsi que les solutions qui leur sont communes (efficacité énergétique, réemploi, recyclage, biogaz, électrification) peuvent être mises en place sans regret par l’industrie verrière.