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Billet de blog 28 oct. 2020

L'aluminium et la rivière écarlate

Le procédé de fabrication des alliages d'aluminium dans l'industrie est extrêmement polluant. Tout ça pour quel usage? Pour des choses qu'on sait faire avec des matériaux plus simples comme l'acier, le verre, le bois. A y regarder de plus prêt et prise dans son ensemble, l'industrie de l'aluminium est-elle viable? Les avantages de cette technologie valent-ils son coût écologique?

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Comment on fait de l'aluminium ?

La première étape se passe dans la mine, il faut extraire 5 à 6 tonnes de minerai pour obtenir une tonne d'aluminium. D'abord on extrait le minerai qu'on appelle la bauxite, c'est une roche à forte teneur en oxyde d'aluminium et oxydes de fer. Les oxydes métalliques sont la forme naturelle des métaux, à l'état pur ce sont des céramiques composées de cations métalliques et d'anions oxydes (des éléments qui ont perdu ou gagné des électrons et se sont combiné). A partir de la bauxite donc, on procède à l'extraction de l'oxyde d'aluminium (l'alumine) par une attaque à la soude à chaud (le procédé Bayer qui date de la fin du XIXe siècle). Ainsi on sépare l'alumine du reste qui constitue des déchets, composés des résidus de soude et des oxydes de fers (noir, jaune et majoritairement rouge) qu'on appelle la boue rouge. La deuxième étape consiste donc, après avoir extrait des tonnes de minerai, à générer des tonnes de déchets toxiques mais ça n'est pas fini. Il faut encore transformer l'alumine en aluminium. Pour cela on dissout l'alumine, on ajoute des additifs fluorés pour abaisser le point de fusion de l'aluminium autour de 1000°C, et on réalise une électrolyse: une quantité de courant énorme (il faut 1000 ampères pour une cellule pour produire 8 kg d'aluminium par jour) passe dans la solution pour permettre la coalescence de l'aluminium liquide autour de la cathode. Sur l'anode se forme une quantité équivalente (stœchiométrique) de dioxyde de carbone qui part dans l'atmosphère.

Queensland Alumina Limited (QAL) est l'une des plus grandes rafineries d'aluminium au monde. Parsons Point, Gladstone, Queensland, Australie © Wikipedia

A quoi ça sert ?

Un des avantages de l'aluminium est sa légèreté, du moins c'est comme cela que c'est présenté dans les domaines du transport afin de diminuer la masse d'un véhicule (la masse volumique de l'aluminium est trois fois plus faible, 2700 kg/m3). Seulement les alliages d'aluminium sont aussi moins durs que les alliages d'acier (module d'Young de 60 Gpa contre 200). Dès lors si on veut remplacer une structure acier par une structure alu il faut une section de tubes ou de poutres bien plus importante. Cela se voit très bien sur les cadres de vélo: dans les années 2000 on a remplacé sur le marché les cadres en acier à faible section par des cadres en alu à plus forte section. Le poids des vélos a-t-il pour autant diminué drastiquement? Non. Ils sont surtout plus faciles à souder pour les fabricants, donc moins chers à fabriquer (température de fusion de l'alliage d'aluminium 700°C contre 2500°C pour l'acier). Il y a donc surement une part non négligeable de marketing dans la promotion de l'aluminium à toutes les sauces, aussi bien dans l'automobile que dans les loisirs.

Le premier secteur est celui du transport, 50 à 70% de l'aluminium utilisé dans une voiture est situé dans le groupe motopropulseur: moteur, boite de vitesse, pont. Ce genre de moteurs légers se retrouvent aussi dans les camionnettes légères, celles utilisées par les transporteurs pour livrer les colis. On retrouve aussi l'aluminium dans de nombreuses pièces de camions lourds (roues, réservoirs, cabine). (https://ceal-aluquebec.com). Ici c'est pareil, le poids des véhicules a-t-il pour autant diminué? Non à cause de l'effet rebond: comme on gagne du poids d'un coté, on va rajouter de l'équipement de l'autre. Mais pas seulement, l'autre raison est qu'on exagère beaucoup le gain de poids apporté par l'aluminium, toutes choses égales par ailleurs (rigidité, fiabilité, etc...).

L'un des gros secteurs d'application c'est aussi le bâtiment: la menuiserie en bois est remplacée massivement par la menuiserie aluminium. Quel est l'intérêt pour le consommateur si ce n'est une question de mode ou l'occasion de refaire son isolation? Quel est l'intérêt pour le professionnel? Sans doute une mise en œuvre plus facile, une possibilité d'industrialisation massive impossible avec le bois, et qui vient fournir un matériau abondant et pas cher aux poseurs de fenêtres. 

Consommation d’aluminium par secteur d’utilisation en 2014 (en pourcentage) © https://www.aluminium.fr/

Qu'est-ce que ça génère comme pollution ?

D'abord cela génère de l'extraction minière. En comparaison un minerai moyennement riche fournit 30 à 50% de fer alors qu'un minerai de bauxite fournit 20% d'aluminium. Il faut donc peut-être sortir de terre deux fois plus de caillasse quand on veut remplacer l'acier par l'aluminium.

Ensuite le procédé Bayer génère des quantités monstrueuses de boue rouge. Ces boues sont non seulement très alcalines (pH très basique comme du débouche-évier) mais elles contiennent aussi des métaux lourds comme le plomb, l'arsenic ou le mercure. On ne peut strictement rien en faire, c'est toxique, liquide, trop cher à traiter.

Enfin le procédé d'électrolyse consomme des quantités de courant énormes. Comme beaucoup de sujets écologiques, il faut déconstruire le discourt industriel qui a consisté à diviser les tâches et donc diviser aussi les impacts environnementaux. Pris dans son entièreté, le procédé de fabrication de l'aluminium pollue énormément. Si on regarde plus particulièrement en Chine par exemple, la consommation électrique massive génère aussi une pollution au charbon puisque c'est leur principale source d'énergie électrique (www.usinenouvelle).

Il faut compter aussi la pression marketing qui force les consommateurs à mettre leurs anciens équipements au rebu (vélos en acier, raquettes de tennis en bois, smartphones et ordinateurs portables à coque en plastique, …).

L'emballage constitue également un domaine d'application important avec les briques Tétrapack. Certes c'est recyclable si on utilise beaucoup d'eau pour séparer le papier, le plastique et l'aluminium. A cela il faut ajouter les canettes. Est-ce vraiment plus viable que la bouteille en verre? Non. Encore une fois c'est surtout moins cher pour les producteurs, et c'est jetable. 

Publicité américaine de 1963 pour les emballages de bière en aluminium. © Alcoa

Exemples de catastrophes industrielles

On est arrivé à un seuil, après une centaine d'années d'industrialisation intense, où les catastrophes ne doivent plus être considérées comme des accidents mais comme une conséquence inévitable. L'augmentation de la sécurité n'a pas amélioré la situation, la formation non plus, rien n'y fait. Qu'elle soit pétrochimique, sidérurgique, organique ou minérale, l'usine recrache toujours sa bile toxique à un moment donné, que ça soit à cause d'un incendie, d'une fermeture brutale, d'un attentat, d'un séisme ou d'une tempête.

Parenthèse anticapitaliste:

C'est même par principe une trajectoire logique puisque la raison d'être de l'industrie capitaliste est le rendement financier. Il arrivera toujours un moment ou la sécurité passera à la trappe en faveur des dividendes. Surtout depuis qu'ont été séparés l'actionnariat et le management dans les années 70. On n'est plus dans l'usine à papa qui en était à la fois le propriétaire et le patron, veillant à l'intégrité de son entreprise. On est maintenant face à une gestion divisée en deux: d'un côté des équipes de top management qui ne sont que des gestionnaires salariés, et de l'autre des actionnaires qui ne sont que des propriétaires partiels, et pas des managers. Ni ceux qui en sont les serviteurs volontaires, ni ceux qui en sont les bénéficiaires passifs ne prendront des risques pour sauver l'usine de la catastrophe. Les premiers n'y voit qu'un contrat de travail avantageux, les second n'y voient qu'une rente juteuse, chacun se déchargeant sur l'autre (lire La société ingouvernable).

Parenthèse fermée. Si on regarde l'échelle de temps, la fréquence des catastrophes industrielles et l'accumulation des pollutions et des conséquences écologiques fait peur.

Fondée en 1995 au moment de la privatisation du secteur de l’aluminium en Hongrie, l'usine d'état qui fonctionnait depuis 1942 devient la société Magyar Alumínium (MAL) et se spécialise dans l'ensemble du processus de fabrication, de la mine de bauxite à la fonderie d'aluminium. Elle se situe à environ 100 km au sud ouest de Budapest à proximité de la ville d’Ajka. L'usine remplit ses réservoirs de déchets en plein air sur une superficie de 207 hectares. Le réservoir numéro 10 qui va lâcher le 4 octobre 2010 occupe 19 hectares et contient plus de 4 milliards de litres de boue rouge, il est alors utilisé depuis 1998. La boue est retenue par des digues de 10m de haut et plus de 20m de large. En cette belle journée d'octobre donc, une fissure apparaît dans la digue et celle-ci se rompt. Plus d'un million de m3 de boue rouge caustique se répandent dans la vallée, dans les villages de Kolontar, de Devecser, d'Akja, dans les rivières Torna et Marcal et bientôt dans le Danube. Ce sera la plus grave catastrophe industrielle qu'ait connu la Hongrie. (ARIA).

Le 08 Août 2016, à Luoyang, dans la province de Henan en Chine, une digue de la société Luoyang Xiangjiang Wanji Aluminium Industry se rompt, faisant couler les 2 millions de mètres cubes de boue rouge qui submergeront les environs, tuant la faune locale.

Le 17 Février 2018 à Barcarena, au Brésil, la geo-membrane d'un bassin de la société Hydro Alunorte a cédé suite à des fortes pluies, causant la fuite de la boue rouge et la pollution de la région.

Le 9 Avril 2019 à Muri, dans l'état de Jharkhand en Inde, une digue de la société Hindalco Industries Limited a cédé et la boue rouge s'est déversée sur une vingtaine d'hectares.

Le village de Kolontar submergé par la coulée de boue rouge. © MTI - Sándor H. Szabó

Pendant ce temps là

Pendant ce temps-là à Gardanne dans les Bouches-du-Rhône, l'usine Alteo exploite exactement le même procédé. Sauf qu'au lieu de stocker toutes les boues rouges dans des bassins à ciel ouvert, l'entreprise en rejetait une partie dans la méditerranée jusqu'en 2016 (vu la densité plus élevée que l'eau, la boue rouge coule au fond de la mer, c'est très commode). (www.notre-planete.info/).

Pendant ce temps-là en Allemagne, le groupe Dadco Alumina and Chemicals à Stade exploite exactement le même procédé et stocke ses boues rouges dans un bassin d'1km sur 1km.

Pendant ce temps-là en Chine, de multiples usines produisent des tonnages bien supérieurs dans des conditions certainement bien pires pour l'environnement.

Bassin de rétention de boue rouge de la société Dadco Alumina and Chemicals à Stade en Allemagne © Wikipedia

Comment s'en passer ?

En refusant les injonctions commerciales dont nous sommes submergés (même si elles passent par des politiques publiques). On peut acheter une voiture d'occasion et l'entretenir le plus longtemps possible au lieu d'acheter une voiture neuve. Les nouveaux véhicules électriques, en plus de nécessiter beaucoup plus de ressources qu'avant, sont bourrés de matériaux énergivores et polluants (voir le dossier de Reporterre 1, 2, 3) dont l'aluminium (800kg l'alu dans l’Audi e-tron, un SUV électrique, contre 180kg en moyenne). Il faut arrêter de se réfugier dans le neuf à tout prix et faire avec ce qu'on a: continuer à faire rouler une vieille 205 pollue certainement moins que de la remplacer par une Zoe neuve (le mieux étant de limiter les trajets en voiture). Car comme il est dit dans le dossier de Reporterre, on fait des voitures qui émettent moins de CO2 mais qui nécessitent 2 ou 3 fois plus de ressources à la fabrication, et qui grossissent le parc mondial.

Arrêter d'utiliser des emballages jetables. Un bocal en verre pollue moins qu'une brique Tetrapack, une bouteille en verre pollue moins qu'une canette en alu. Un café filtre pollue moins qu'un café en capsule.

Continuer d'utiliser des matériaux en bois pour les portes et fenêtres de son logement.

Forcément lié aux avancés industrielles puisqu'il faut de la soude et de l'électricité pour le fabriquer en quantité, l'exploitation de l'aluminium est une découverte récente, le procédé d'extraction a à peine 200 ans alors qu'on sait faire des objets en acier depuis plus de 2000 ans. Un peu comme avec les polymères, la technologie fait des chèques en bois, que la nature ne peut pas provisionner. Dans l'ordre des choses, c'est certainement une technologie dont on peut arriver à se passer.

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