Grandes usines sidérurgiques intégrées classiques

La quasi-totalité de la production mondiale d'acier a été faite, depuis la fin du XIX^e siècle jusqu'au milieu du XX^e siècle, dans des usines intégrées qui ont crû tant en nombre qu'en capacité de production unitaire. Ces usines sidérurgiques sont pratiquement toujours basées sur la production de fonte à partir des minerais de fer, au haut-fourneau, et, depuis une quarantaine d'années, la conversion à l'oxygène de cette fonte en acier.

Actuellement, on assiste à la concurrence avec l'autre filière de production de l'acier basée sur la fusion des ferrailles (avec, souvent l'emploi de fonte et, de plus en plus, des minerais de fer directement réduits, les « DRI ») au four électrique à arc. C'est la base de ce que l'on appelle les « mini usines » (voir les articles [M 7 110] et [M 7 130]).

Les usines intégrées, qui font l'objet de cet article, élaborent les deux tiers de la production mondiale d'acier. Ces usines, après une évolution vers le gigantisme et la construction d'ensemble de 15, voire 20 Mt/an d'acier (tendance qui se perpétue en Asie), tendent dans les « vieux pays industriels » à se restructurer vers des entreprises plus compactes dans la zone de 2 à 10 Mt/an. De fait, les 185 usines recensées dans cette étude, pour le monde entier, ont produit, en 2007 (année record, avec 2008, pour la sidérurgie mondiale) 933 Mt (en incluant les quelques usines encore basées sur les fours Martin qui représentaient 33 Mt), soit en moyenne environ 5 Mt/an et par entreprise.

Les besoins en énergie ont été beaucoup diminué depuis une trentaine d'années et se situent, maintenant aux environs de 24 GJ/t d'acier (en brut et sans ferrailles). Ces besoins sont essentiellement couverts par le charbon. Mais, si le niveau des prix s'y prête, ce charbon peut être en partie remplacé par du gaz naturel ou du fioul, ce qui peut abaisser les besoins nets aux environs de 17 GJ/t, voire encore moins avec les additions de ferrailles.

Quoi qu'il en soit, de telles usines dégagent environ 8 GJ/t d'acier laminé à chaud de gaz résiduaires qui peuvent, par exemple, servir à produire de l'énergie électrique non seulement pour les besoins de l'entreprise, mais aussi pour la vente à l'extérieur si cela est rentable dans le contexte local.

Un autre très gros effort a été fait pour améliorer la rentabilité de ces entreprises en diminuant les besoins en main-d'œuvre ce qui permet, maintenant, d'arriver à :

• moins de 1,5 h/t d'acier laminé à chaud, en visant 1 h/t ;

• soit plus de 1 000 t, voire 1 500 t d'acier (toujours laminé à chaud) par personne et par an.

Cela devrait permettre de produire actuellement (mi 2009) des bobines à chaud avec des frais de fabrication (cash costs) de l'ordre de 350 à 400 dollars américains par tonne. Probablement un peu plus dans les « vieux pays industriels ». Mais, ce niveau de prix de revient peut s'abaisser sensiblement dans les régions en développement où, en dehors des faibles coûts de la main d'œuvre, on pourra trouver des approvisionnements en minerais de fer et en charbons à des prix inférieurs. Ces valeurs augmentent beaucoup quand on tient compte des amortissements et des retours sur les investissements, très lourds pour de telles entreprises.

Comme pour l'énergie et la main-d'œuvre, de gros efforts sont faits pour diminuer l'impact sur l'environnement de telles usines.

Pour tous ces aspects, environnement, investissements, personnel et énergie, une des voies d'avenir est la simplification avec la mise en continu des diverses unités de ces usines :

• en reportant à l'extérieur certaines activités (agglomération des minerais de fer, cokerie…) ;

• en sous-traitant d'autres activités, comme les travaux d'entretien.

L'autre voie envisagée pour l'avenir est de remplacer le haut fourneau par l'un des nouveaux procédés d'élaboration de fonte comme Corex (voir l'expansion de Bao Steel en Chine), ou Finex (voir l'expansion de Posco à Pohang en Corée et ses projets en Asie) ou, encore, d'éventuelles autres voies…

Si l'on poussait ces raisonnements à la limite, on pourrait envisager d'acheter à l'extérieur le métal primaire (la fonte ou tout autre DRI, c'est-à-dire un minerai de fer métallisé) et l'on retrouverait le schéma des mini-usines…