ArcelorMittal: stratégie écologique du géant de l’acier

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ArcelorMittal est le second groupe sidérurgique au monde, avec une production annuelle de 71.5 millions de tonnes d’acier en 2020. Il investit d’importants moyens dans la décarbonation de sa production d’acier.


Rapide histoire d’ArcelorMittal

La montée en puissance de Mittal Steel

D’abord créée en 1976 comme filiale d’une des entreprises du groupe sidérurgique indien Ispat Industries (créé par le père de Lakshmi Mittal) sous le nom ISPAT International, l’entreprise se s’émancipe de ce lien en 1995.

Le principal levier de croissance a été le rachat d’entreprises sidérurgiques en difficulté (1), dont il modernisait le fonctionnement. Elle a notamment acheté Irish Steel au gouvernement britannique pour 1£ en échange de l’engagement d’injecter 25 million£, avec une subvention additionnelle de 38.2 millions£. (source)

En fusionnant avec LNM Holdings en 2004, ISPAT International devient Mittal Steel. Elle était déjà le premier producteur mondial d’acier en 2005 avec une production annuelle de 57 millions de tonnes d’acier.

Arcelor, un ancien géant de l’acier

L’histoire d’Arcelor remonte à l’entreprise luxembourgeoise Aciéries Réunies de Burbach-Eich-Dudelange (ARBED SA), formée en 1911 par la fusion de plusieurs entreprises, dont les origines remontent elles-mêmes au XIXe siècle (1838 pour les Les Forges d’Eich, Le Gallais, Metz et Cie; 1856 pour la Société Anonyme des Mines du Luxembourg et Forges de Sarrebruck et 1882 pour la Société Anonyme des Hauts Fourneaux et Forges de Dudelange). Près d’un siècle plus tard, en 2001, l’entreprise fusionne avec Aceralia et Usinor pour former Arcelor. Elle produisait en 2005 42.8 millions de tonnes d’acier chaque année. C’était le second producteur mondial.

L’OPA sur Arcelor, la naissance d’ArcelorMittal

Mittal Steel lance l’OPA le 27 janvier 2006. Refusant d’abord l’offre de rachat, la direction d’Arcelor accepte l’acquisition de 44% le 25 juin 2006. Les deux entreprises fusionnent en deux étapes et deviennent ArcelorMittal en 2007.

Le groupe a néanmoins subi des revers et ne produisait plus que 71.5 millions de tonnes en 2020, passant derrière le chinois Baowu. La rentabilité semble néanmoins avoir largement augmenté. Ils prévoient “de réduire de 25% l’intensité de ses émissions de CO2 d’ici 2030 par rapport à 2018 – et de 35% en Europe”. (Figaro)

Projets pour décarboner la production d’acier

La production d’acier est l’une des principales sources d’émissions de gaz à effets de serre: autour de 7% des émissions totales ! En cause: le processus actuel, qui produit automatiquement de grandes quantités de CO2. En effet, le principal procédé actuel, les hauts fourneaux, on vaporise du carbone (coke) sur du fer pour le désoxyder, puis, le carbone se mélant au fer, on enlève le carbone en l’oxydant, générant encore plus de CO2.

La division européenne d’ArcelorMittal viserait la diminution de 30% des émissions de CO2 en 2030 et le fait de devenir neutre en carbone en 2050. Pour cela, ils proposent deux axes:

  • La captation carbone et son utilisation.
  • L’utilisation d’hydrogène, que ce soit en en injectant dans les hauts fourneaux ou en passant par la voie DRI-EAF.

Ils chiffrent l’ensemble de leur prévisions à une augmentation des coûts de production de 30-60% pour la voie Smart Carbon et de +50-80% pour la DRI. C’est très bien présenté dans leur document “Climate Action in Europe”. (5)

L’industriel utilise déjà d’autres solutions plus secondaires:

  • La réutilisation du laitier d’aciérie pour produire du ciment
  • Le remplacement du coke par du biocharbon
  • La récupération de chaleur.

La captation carbone (CCUS)

Une des pistes pour décarboner les aciéries serait évidemment la capture et l’usage/stockage de carbone. ArcelorMittal appelle cette pist “Smart Carbon”. L’industriel a d’abord étudié dans l’unité “Steelanol” à Gand (Belgique) avec Lanzatech la possibilité de transformer biologiquement le carbone des gaz en bioéthanol ou autre matière première. C’est le projet Carbalyst, qui a représenté un investissement de 180 millions€, pour concevoir le prototype industriel. Il devrait permettre de réduire les émissions de l’usine de 125K tonnes de CO2 et produirait 80 millions de litres de bioéthanol. (5) Toutefois, l’entrée en production serait fin 2022. (7)

Sur ce modèle, le projet CarbHflex à Fos-Sur-Mer a été annoncé le 3 novembre 2020. (7)

Dans cet axe, il y a également le projet IGAR, consistant à produire du syngaz à partir de CO2.

L’hydrogène pour décarboner la réduction du fer

L’hydrogène est, comme le carbone, un gaz réducteur, c’est-à-dire qu’il permet d’extraire l’oxygène présent dans le fer à l’état naturel (hématite Fe2O3). Il peut donc se substituer, dans ce rôle, au coke. Il y a deux manière de l’utiliser à cette fin: soit en l’injectant dans le procédé classique (hauts-fourneaux), soit en utilisant la piste DRI-EAF.

Nous approfondissons ce sujet dans notre article sur la décarbonation de la production d’action par l’hydrogène.

Injection d’hydrogène dans les hauts-fourneaux

La piste la plus simple est sans doute d’injecter de l’hydrogène dans les hauts-fourneaux. Cela permet de diminuer le recours au coke. C’est le principe du projet Igar, mené à Dabrowka Gornicza et Dunkerque.

Les gaz de cokerie, très riches en hydrogène, seraient parfaits pour cet usage. Un projet en Espagne (Asturias) le prévoyant aurait du commencer en 2021. (4) Il y aurait ce type de projets à Ensenhüttenstadt et Brême.

DRI-EAF: la réduction du fer totalement décarbonée

En appliquant de l’hydrogène sur l’hématite, on arrive à en extraire l’oxygène et produire du fer pur par “réduction directe du fer”. Ensuite, on le fait fondre dans un four à arc électrique. C’est la piste DRI-EAF (Direct Reduced Iron – Electric Arc Furnace).

Notez que la DRI ne se fait pas forcément avec de l’hydrogène. La méthode la plus populaire actuellement est d’utiliser du méthane et l’industriel admet que “au départ, l’installation de DRI utiliserait du gaz naturel”. Il développe néanmoins la possibilité d’utiliser de l’hydrogène dans ses installation de Hambourg.

Il y aurait ce type de projets à Dabrowka Gornicza, Hambourg, Brême, Gand, Dunkerque, Avilés (ES) et Fos-Sur-Mer.

ArcellorMittal a annoncé le 3 février 2022 l’investissement de 1.7 milliards d’euros pour une unité DRI-EAF

La réutilisation du laitier d’aciérie (ciment, travaux publics …)

Le laitier d’aciérie est classiquement utilisé dans la composition du ciment, en plus de son composant principal (qui est très polluant à produire), le clinker. ArcelorMittal a créé une joint venture avec Ecocem Materials en 2007: Ecocem France. Elle valoriserait le laitier de haut-fourneau, (notamment?) sous forme d’un ciment utilisant moins de clinker et dont l’empreinte carbone serait “34 fois inférieure à celle du ciment classique.” (ArcelorMittal)

Nous approfondissons la problématique du ciment dans notre article sur la décarbonation du ciment par l’hydrogène.

Remplacement du coke par du biocharbon

ArcelorMittal a lancé le projet Torero à Gand ayant pour objet de remplacer le coke par du bois transformé en biocharbon.

La récupération de chaleur

Le site de Florange utiliserait “la chaleur présente dans les fumées pour réchauffer l’air qui va servir de comburant pour le gaz consommé dans les fours”. (2)

La chaleur des usines peut également être récupérée pour chauffer les villes attenantes. C’est le cas pour les usines de Dunkerque (qui ferait cela depuis 1982 et économiserait 450 000 tonnes de CO2 (par an?)) et de Saint-Chély d’Apcher. C’était annoncé à Florange pour 2018, mais je ne sais pas où ça en est. A Dunkerque, elle est aussi utilisée pour générer de l’électricité. Cela représenterait 200MW d’électricité chaque année. (2)


Sources:

  1. History of Arcelor Mittal, https://www.steelonthenet.com/kb/history-arcelor-mittal.html
  2. Economie circulaire, https://france.arcelormittal.com/developpement-durable/economie-circulaire.aspx
  3. ArcelorMittal, https://fr.wikipedia.org/wiki/ArcelorMittal
  4. “ArcelorMittal Europe produira de l’acier vert à partir de 2020”, https://france.arcelormittal.com/news/2020/oct/arcelormittal-europe-produira-de-iacier-vert-a-partir-de-2020.aspx
  5. Climate Action in Europe, 2020, https://corporate.arcelormittal.com/sustainability/climate-action-in-europe
  6. https://corporate.arcelormittal.com/climate-action/decarbonisation-technologies/carbalyst-capturing-and-re-using-our-carbon-rich-waste-gases-to-make-valuable-chemical-products
  7. https://www.fo-arcelormittal-fos.fr/blog/c/0/i/51149720/fos-sur-mer-arcelormittal-mediterranee-se-lance-dans-l-acier-vert