FAQs

Les laitiers sidérurgiques sont des matières minérales artificielles, qui sont produites à raison de plusieurs millions de tonnes annuelles en France par l’industrie du fer et de l’acier.
Ces matériaux sont générés en même temps que la fonte de fer (pour les laitiers de haut-fourneau) ou que l’acier (pour les laitiers d’aciérie), sous forme liquide à 1500°C environ : ils en sont les « co-produits ».

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Les laitiers sont transformés en divers produits manufacturés qui sont utilisés pour la plupart dans les travaux publics et le bâtiment et, de façon plus anecdotique, dans l’industrie du verre, de l’isolation (laine de roche) et dans l’agriculture.

Les laitiers de haut-fourneau et les laitiers d’aciérie de conversion sont issus de la filière intégrée, dite aussi « à oxygène » ou encore « à chaud ». Cette filière utilise, comme matières premières introduites dans le haut-fourneau, du minerai de fer et du coke. Le laitier de haut-fourneau est le coproduit de la fonte qui sort du haut-fourneau et qui sera dirigée vers l’aciérie où, dans un convertisseur, elle sera transformée en acier. Le laitier d’aciérie de conversion est le coproduit de l’acier ainsi obtenu.

Les laitiers d’aciérie électrique sont, quant à eux, issus de la filière « électrique », dans laquelle l’acier est obtenu par la fusion de ferrailles recyclées dans un four électrique : le laitier d’aciérie électrique est le coproduit de l’acier ainsi obtenu. Selon les nuances d’aciers élaborés (aciers au carbone, faiblement alliés, hautement alliés ou inoxydables) les laitiers générés peuvent présenter des compositions chimiques sensiblement différentes avec, pour conséquences, des domaines de valorisation et des conditions d’usages spécifiques.

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Leurs utilisations dépendent de la nature des laitiers sidérurgiques considérés.

• Utilisations du laitier de haut-fourneau
Sous forme cristallisée
Les usages du laitier cristallisé sont généralement ceux des roches naturelles de mêmes caractéristiques physico-chimiques : granulats pour bétons, pour enrobés bitumineux, pour graves traitées au liant hydraulique, ballast, etc. Ils sont couverts par les mêmes normes “granulats”, françaises et européennes.
De plus, il faut attirer l’attention sur les propriétés particulières de ce matériau qui présente à la fois une résistance mécanique élevée et une conductivité thermique faible : à épaisseur égale, les bétons de granulats de laitier cristallisé sont deux fois plus isolants que les bétons classiques, ce qui présente un avantage indéniable pour la protection au feu des aciers de structure (DTU 1966 – CSTB).
Il faut également signaler qu’en modifiant la méthode de refroidissement, on peut obtenir un granulat léger normalisé dont l’usage dans les bétons de structure permet de réduire les charges et donc les fondations des ouvrages. C’est un facteur important d’économie dans les immeubles de grande hauteur, même si cette production est tombée en désuétude en France.

Sous forme vitrifiée
En dehors d’une utilisation, de plus en plus rare, comme sable dans la construction, le laitier vitrifié est largement utilisé dans l’industrie du verre comme source d’alumine et de silice. Néanmoins, en France, c’est surtout sa fonction de liant hydraulique qui est recherchée.
Ses usages principaux, par ordre d’importance décroissante, sont à ce jour :

• La production de ciment, en remplacement du clinker, dans les catégories CEM II et  CEM III (jusqu’à 95%) destinées, en particulier, à la réalisation de bétons en milieux agressifs. Typiquement, en milieu alcalin ou maritime, la présence de laitier dans le béton favorise la résistance à l’alcali-réaction et protège les armatures. En outre, au plan environnemental, le remplacement du clinker par du laitier vitrifié réduit les émissions de gaz à effet de serre.
• La réalisation de bétons, en tant qu’addition de type II sous forme moulue, en remplacement partiel du ciment (en France jusqu’à 50%),
• La réalisation de graves hydrauliques pour les routes, que ce soit en utilisation directe (on parle alors de graves-laitier ou de graves-laitier prébroyé, selon que le laitier vitrifié y est employé tel quel ou après un prébroyage sommaire augmentant sa réactivité) ou en tant que constituant principal de liants hydrauliques routiers,
• L’utilisation comme matière première dans l’industrie du verre et de la laine de roche

Il faut également signaler son utilisation comme grenaille pour le traitement de surface des métaux, en remplacement de sables naturels, avec comme avantage sanitaire l’absence de silice libre.

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• Utilisations du laitier d'aciérie de conversion (LAC)
Dans le domaine agricole, le LAC est utilisé depuis de nombreuses années comme fertilisant mixte : amendement-engrais sur cultures comme sur herbages, soit directement, soit en mélange avec des engrais phosphatés et des engrais potassiques compatibles.
En travaux publics, dans les régions où les granulats naturels sont abondants, le LAC est surtout utilisé comme matériau de remblai, en couches de forme, ou comme matériau de confortement d’ouvrages hydrauliques (protection de digues, rives, etc.) où sa densité élevée permet de résister au phénomène d’affouillement.
Toutefois, sa dureté et sa remarquable résistance au polissage font que les granulats de LAC sont de plus en plus souvent utilisés dans les enrobés bitumineux, en particulier lorsqu’il s’agit d’augmenter la sécurité de revêtements routiers particuliers (virages, trafic intense, zones de décélération, etc.).
Sa richesse en chaux nécessite toutefois un contrôle attentif de son potentiel d’expansion avant tout usage, mais elle permet également l’apparition d’un phénomène de prise hydraulique sans traitement particulier, qui est souvent mis à profit dans la réalisation de couches de roulement “rustiques” et très économiques pour des pistes et des chemins (forestiers, de remembrement, de halage, etc.).

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• Utilisations du laitier d'élaboration de l’acier carbone en filière électrique

En dépit d’une masse volumique élevée, le laitier d’élaboration d’acier carbone en filière électrique (souvent dénommé EAF pour Electric Arc Furnace, du nom anglais du procédé de production) est surtout utilisé en génie civil comme matériau de sous-couches (structures non liées) ou de couches de roulement pour chaussées. Du fait de sa grande résistance au polissage (abrasion) et de sa faible porosité, il est tout particulièrement indiqué pour un emploi  dans des enrobés ou en gravillonnage (zones d’accélération et de décélération aux péages autoroutiers, circuits de course automobile, etc.)
A l’inverse du laitier d’aciérie de conversion, sa faible teneur en chaux libre (oxyde de calcium CaO), permet de le mettre en œuvre après une faible durée de « maturation » destinée à hydrater cette chaux libre et à éviter l’expansion du matériau.. C’est un matériau de grande qualité, similaire à un basalte.
Par ailleurs, la mise en œuvre de la loi européenne sur la qualités des eaux et, d’une façon plus générale, la prise en compte de plus en plus marquée de l’environnement par les prescripteurs et les donneurs d’ordre publics ou privés, ouvrent de nouveaux marchés à ces laitiers dans le domaine du traitement des eaux usées de par leurs capacités à fixer les phosphates (avec un haut pouvoir de régénération) et  certains métaux lourds.

> En savoir plus sur le laitier de four électrique "carbone"

• Utilisations du laitier d'élaboration de l’acier inoxydable

Comme le laitier d’élaboration d’acier au carbone en four électrique dont il présente les caractéristiques géotechniques, le laitier d’élaboration d’acier inoxydable est caractérisé par une faible teneur en chaux libre, qui le rend propice à des utilisations en structure liée ou sous des ouvrages, en plus des usages traditionnels des laitiers d’aciérie de conversion (structures non liées).
En effet il est utilisé en travaux publics pour la réalisation de pistes et de chemins rustiques (forestier, de remembrement, de halage, etc.), comme matériau pour remblai mais aussi en couches de chaussée (couche de forme et parfois couche de fondation), sous revêtement superficiel. Pour les mêmes raisons que le laitiers d’acier au carbone, il peut également être utilisé dans les couches supérieures de chaussées (enrobés).
En construction, du fait de sa stabilité dimensionnelle et de la faible teneur en oxydes de fer (éliminant tout risque de coloration par oxydation du fer), il est utilisé comme granulats dans le béton (masterblock, pistes cyclables, etc.) ou comme liant hydraulique dans la fabrication de briques

> en savoir plus sur le laitier de four électrique "inox"

Les produits issus des laitiers sidérurgiques (de haut-fourneau ou d’aciérie) sont normalisés au niveau européen, en ce qui concerne leurs utilisations majeures :

• Les GRANULATS issus de laitier de haut-fourneau cristallisé, de laitier d’aciérie électrique et de laitier d’aciérie de conversion sont couverts par les normes françaises NF EN 12620 « Granulats pour béton », NF EN 13242 « Granulats pour matériaux traités au liant hydraulique et pour matériaux non traités », NF EN 13043 « Granulats pour mélanges hydrocarbonés et pour enduits superficiels », NF EN 13383 « Enrochements ». La norme française NF P 18-545 « Granulats – Elément de définition, conformité et codification » rassemble dans un document unique les dispositions techniques applicables aux granulats. Elle n’a pas pour vocation de se substituer aux normes européennes harmonisées applicables et transposées en France, qui restent de statut supérieur. > En savoir plus

Les emplois de laitiers sidérurgiques en granulats et en matériaux pour remblais ont représenté près de 3 millions de tonnes en 2012 (environ 1,6 Mt de fraiche production et 1,2 Mt issus des crassiers historiques

• Les LIANTS HYDRAULIQUES utilisant le laitier de  haut-fourneau vitrifié sont couverts par les normes européennes NF EN 197 en ce qui concerne les ciments et NF EN 13282-2 en ce qui concerne les liants hydrauliques routiers (LHR),  cette norme couvrant également l’utilisation des laitiers d’aciérie de conversion pour cet usage.

• Les mélanges pour la construction routière qui utilisent le laitier de haut-fourneau vitrifié, appelés SABLES-LAITIER et GRAVES-LAITIER, sont couverts par la norme française NF EN 14227-2. Quant à l’utilisation des laitiers pour le traitement des sols, elle est couverte par la norme NF EN 14227-12.

• Pour le BETON PRET A L’EMPLOI, l’utilisation de laitier de haut-fourneau vitrifié sous forme moulue en addition de type II, qui remplace partiellement  le ciment, est couverte par la norme française  NF EN 206-1 « Béton ». En ce qui concerne le produit lui-même, il est défini par la norme française NF EN 15167-1 « Laitier de haut-fourneau vitrifié moulu pour addition dans le béton ». > En savoir plus

Les trois précédents emplois du laitier de haut-fourneau vitrifié ont représenté près de 2 millions de tonnes en 2012.(production France).

> En savoir plus sur les utilisations des laitiers

L’évaluation des risques environnementaux prend en compte non seulement le terme source, à savoir les caractéristiques physico-chimiques des laitiers, mais également les conditions d’exposition vis-à-vis des milieux et des cibles considérées. Compte tenu de la diversité des laitiers sidérurgiques (LHF cristallisé et granulé, LAC, LAFE carbone, inox et allié) et de la nature des usages possibles, une réponse unique à cette question reste difficile à apporter.
Cependant, de façon schématique, certaines informations peuvent fournir un bon éclairage sur ce problème :
• Utilisation des laitiers sidérurgiques (laitier de haut-fourneau granulé, laitier d’aciérie de conversion) en liants hydrauliques ou comme composants de liants hydrauliques : dans ce cas, l’impact environnemental reste minime compte tenu des modalités d’élaboration en cimenterie, de la minéralogie des phases vitreuses incorporant les éventuelles substances potentiellement à risque, et de l’usage qui est fait de ces matériaux utilisés sous forme monolithique (ciment, bétons, mortier) après  leur prise hydraulique.
• Utilisation des laitiers sidérurgiques (laitier de haut-fourneau cristallisé, laitiers d’aciéries de conversion ou de four électrique) en tant que matériaux de construction (graves et granulats) en technique routière : dans ce cas, les spécifications du guide SETRA « Acceptabilité environnementale matériaux alternatifs en technique routière - Les laitiers sidérurgiques » (octobre 2012) doivent être appliquées et permettent une utilisation raisonnée de ces matériaux, dans des conditions spécifiées et avec des limitations d’usage adaptées pour minimiser tout risque d’impact.

Depuis près de 10 ans, le CTPL et ses adhérents se sont engagés de manière volontariste dans la maitrise des risques environnementaux associés aux différentes filières de valorisation des laitiers sidérurgiques. Des travaux de recherche, des programmes de caractérisation nationaux complets et même des essais de validation à l’échelle 1 ont ainsi été menés sous l’égide du CTPL, permettant ainsi de disposer d’une image représentative et d’éléments de réponse qualitatifs et quantitatifs quant à l’utilisation des laitiers.

Par ailleurs, des efforts très importants ont également été mis en œuvre par les producteurs et les opérateurs valorisant les laitiers, afin qu’un suivi de la qualité environnementale des produits fabriqués puisse être à disposition, fournissant un véritable engagement pour les clients utilisant ces produits dans leurs ouvrages.

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