Analyse de cycle de vie et empreinte carbone d'oxyde de zinc produit à partir de matières recyclées

Abstract

L’entreprise Hydrometal, spécialisée dans le recyclage de métaux non ferreux, souhaite évaluer l’impact environnemental de sa production d’oxyde de zinc (ZnO) de sa future usine basée à Dunkerque. Cette évaluation est réalisée à l’aide de données expérimentales, grâce à la méthode de l’Analyse de Cycle de Vie (ACV). Elle servira de base pour calculer l’empreinte carbone de la production de ZnO selon le guide du Together for Sustainability (TfS). Hydrometal développe actuellement un nouveau procédé de production de ZnO. Ce procédé vise à traiter des déchets métalliques à haute teneur en zinc, via l’utilisation d’acide chlorhydrique. La production d’oxyde de zinc se fait par hydrométallurgie et peut être divisée en plusieurs étapes distinctes : lixiviation, purification, cémentation cuivre et mixte, précipitation, conversion, séchage et calcination. Dans cette étude, deux méthodes de séchage et de calcination (appelées vis et flash) envisagées pour ce procédé sont étudiées. Les résultats obtenus sont comparés à ceux de l’oxyde de zinc de l’entreprise Silox. La production d’un kilogramme de ZnO d’une pureté minimale de 98% est étudiée grâce à la méthode EF 3.1. Le système étudié va du berceau à la porte de l’usine et l’approche « cut-off » est utilisée. L’étude étant basée sur des données expérimentales, il est probable que la valeur réelle de la production de ZnO se situe dans une marge d’erreur de ±10%. Différentes analyses de sensibilités ont permis de tester la robustesse du modèle, ainsi que les hypothèses qui ont été faites. La pondération a permis de mettre en évidence trois catégories d’impact ayant le plus d’importance : le changement climatique, l’utilisation des ressources fossiles et l’utilisation des ressources métalliques. Le changement climatique a la production de la chaux éteinte comme principal contributeur, à plus de 50%. L’utilisation des ressources fossiles a la consommation électrique comme principal contributeur. L’utilisation des ressources minérales et métalliques a la production de poudre de zinc comme principal contributeur. Plusieurs pistes d’améliorations sont possibles pour ces trois catégories d’impact. L’empreinte carbone de la production du ZnO pour le nouveau procédé développé par Hydrometal est de 1,23 kg équivalent CO₂/kg ZnO pour le procédé flash, contre 1,05 kg équivalent CO₂/kg ZnO pour le procédé vis. Trois quarts des émissions sont assimilées au scope 3. La quasi-totalité de ces émissions est d’origine fossile. Les résultats montrent que le procédé vis, dans lequel seules les étapes de séchage et calcination diffèrent du procédé flash, présente un impact significativement plus faible au niveau du changement climatique. Les autres catégories d’impact ne présentent pas de différences significatives entre les deux procédés. Cependant, étant donné le manque de fiabilité des données expérimentales, il serait nécessaire de confirmer de ce résultat avant de pouvoir affirmer que la méthode de calcination vis est réellement plus avantageuse. Enfin, la comparaison entre le procédé vis d’Hydrometal et la production d’oxyde de zinc de Silox avec l’allocation élémentaire montre que le procédé d’Hydrometal présente des résultats significativement meilleurs dans neuf catégories d’impact, incluant les catégories de changement climatique et d’utilisation des ressources fossiles, minérales et métalliques.