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RÉSUMÉ
Les cendres volantes, au même titre que les cendres de foyer, sont les résidus de la combustion du charbon dans les centrales thermiques utilisant ce combustible en vue de produire de l’électricité. L’importance des productions de cendres est étroitement liée à la politique énergétique du pays concerné. Les sous-produits industriels, que constituent les cendres volantes, sont disponibles en grandes quantités dans le monde, mais dans des proportions beaucoup plus faibles en France. Le présent article expose tout d’abord les processus de fonctionnement des centrales. La nature, les propriétés et les différentes catégories de cendres volantes produites sont ensuite détaillées en vue de leur utilisation pertinente.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Pierre ROSSI : Docteur en géologie. Responsable géotechnique de l’unité « Grands Travaux de Terrassement (Razel) »
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Ludovic GAVOIS : Directeur du service géotechnique de VINCI Construction – Terrassement
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Guy RAOUL : Ingénieur de l'École spéciale des Travaux publics ; ancien Directeur de GTM Construction - Actuellement Président de la Commission française de normalisation « Terrassements »
INTRODUCTION
Les cendres volantes sont les résidus de la combustion du charbon dans les centrales thermiques.
Les exposés sur les cendres volantes font l’objet de trois articles :
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le présent article Utilisation des sous-produits industriels – Les cendres volantes- Origine, production et caractéristiques[C 5 373] qui expose la nature et les propriétés de ces sous-produits industriels en vue de leur utilisation, pertinente, ainsi que des données sur les sites de production ;
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l’article [C 5 374] à suivre, qui porte sur les possibilités d’emploi très diversifiées de ces matériaux ;
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l’article [C 5 375] qui sera consacré à des rapports techniques et des exposés sur des chantiers réalisés récemment, ayant employé des cendres volantes.
Ici sont décrits en premier lieu les processus de fonctionnement des centrales et de récupération des cendres qui déterminent les différentes catégories de cendres produites dans l’optique de leur utilisation. Nous abordons ensuite les sites de production.
L’importance des productions de cendres dépend de la politique énergétique du pays concerné. Les sous-produits industriels, que constituent les cendres volantes, sont disponibles en grandes quantités dans le monde, mais dans des proportions beaucoup plus faibles en France.
Dans le monde, le charbon – dont les réserves sont encore extrêmement importantes – constitue la première ressource utilisée pour la production de l’électricité.
En France, la production d’électricité n’est fournie actuellement qu’à hauteur de 4 %, environ, par les centrales thermiques à flammes fonctionnant au charbon. Depuis l’épuisement des ressources françaises, le charbon est importé pour ces besoins depuis différents pays.
Les enjeux économiques ne doivent pas, pour autant, occulter ceux de l'environnement qui sont primordiaux. La modernisation des centrales thermiques, les techniques nouvelles, dites de « charbon propre », participent à réduire les effets polluants de la combustion des charbons.
Les cendres volantes ont des caractéristiques remarquables comme le pouvoir pouzzolanique que nous décrivons en fin d’article. Ces propriétés en font des produits très intéressants pour la construction (comme nous l’exposons dans l’article suivant [C 5 374] ).
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4. Sources de productions
Pour plus de précisions dans ce domaine, notamment sur les producteurs et les centrales thermiques, il convient de se référer à la documentation.
4.1 Contexte énergétique
La production des cendres volantes est dépendante de la production d'électricité produite par le parc des centrales thermiques à flammes fonctionnant au charbon.
Rappelons brièvement le contexte énergétique, dans le monde et en France, pour mieux appréhender les perspectives de production des cendres.
HAUT DE PAGE4.1.1 Production du charbon dans le monde
Souvent considéré comme un combustible du passé, le charbon est, encore aujourd'hui, à l'origine de près de 40 % de la production de l'électricité mondiale.
4.1.2 Politique énergétique de la France
À titre de référence, la production d'EDF se répartit comme suit en 2006 (cf. figure 5).
L'exploitation du charbon est terminée depuis quelques années. La production d'électricité – assurée en grande partie par l'énergie nucléaire – est cependant encore fournie à hauteur de 4 % environ par les centrales thermiques fonctionnant au charbon, dont la souplesse d'utilisation est requise pour faire face aux variations de grande amplitude de la consommation.
Depuis l'arrêt des exploitations minières de charbon en France, les centrales thermiques restant en activité s'approvisionnent en charbons importés (houille essentiellement) depuis différents pays, principalement l'Australie et l'Afrique du Sud.
Comme nous le verrons plus loin, l'aspect environnemental est pris en considération par les producteurs.
Une politique de modernisation des centrales thermiques est développée afin d'optimiser leurs performances techniques et environnementales.
HAUT DE PAGE4.2 Production en France
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ANNEXES
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À lire également dans nos bases
BERTHIER (J.) - Professeur à l' ENPC, Président du BCEOM. « Granulats et liants routiers » - Comité Technique AIPCR des terrassements – Drainage, couche de forme, matériaux légers pour remblais. Traité de Construction [C 903] (1997).
LALLEMAND (A.) - Production d'énergie électrique par centrales thermiques - [D 4 002] (2005).
DARIE (G.) - Réhabilitation des centrales thermiques - [BM 4 189] (2005).
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