Du laitier au produit : comment obtenir des granulats artificiels conformes aux normes européennes, avec des performances mécaniques supérieures et un contrôle environnemental certifié

par Marco Arezio

Les granulats artificiels obtenus à partir de scories noires issues de fours à arc électrique (FAE) constituent une alternative valable aux granulats naturels et recyclés dans de nombreux projets de génie civil. Leur caractère industriel permet de contrôler leur composition et leurs performances grâce à des procédés de fabrication, transformant ainsi les scories, autrefois sous-produits, en granulats certifiés lorsqu'ils répondent aux exigences physico-chimiques, environnementales et de conformité.

L’expérience industrielle a montré que la production d’agrégats à partir de scories peut être structurée comme un processus parallèle à celui de l’acier, avec des contrôles en ligne et par lots qui garantissent la répétabilité et la qualité du produit fini.

Minéralogie et indice de basicité: la clé de la stabilité des scories

Le laitier EAF est un système d'oxydes dans lequel des phases vitreuses et céramiques coexistent avec des silicates et des spinelles. Parmi les constituants récurrents figurent les silicates de calcium (2CaO SiO₂ et 3CaO SiO₂), les oxydes mixtes de magnésium et de fer, les spinelles contenant du chrome et du manganèse, ainsi que les aluminates et les phases intermédiaires entre l'anorthite et la géhlénite.

L'indice de basicité (IB₂ = %CaO/%SiO₂) est un paramètre opérationnel clé. Il corrèle la composition, la réactivité et la stabilité volumétrique et guide le choix des flux et des cycles de refroidissement. La gestion des procédés basée sur l'indice de basicité réduit la variabilité et favorise une performance constante des agrégats.

Du four à la granulométrie: le procédé industriel de production de granulats contrôlés

Le parcours du laitier au produit intègre des choix ciblés de ferraille, de flux et d'additifs, des pratiques de déversement, de trempe et de refroidissement contrôlé, ainsi que des contrôles rapides de basicité.

Viennent ensuite le séchage, le concassage, le criblage et la traçabilité lot par lot, avec un échantillonnage effectué selon les normes UNI pour les différentes utilisations prévues : matériaux non liés et liants hydrauliques, béton et mélanges bitumineux.

Ce réglage permet l'introduction sur le marché de classes granulométriques standards (0/5, 5/10, 10/20, 30/40, 0/20, 0/125), garantissant l'homogénéité intra-lot et la disponibilité de stocks adaptés aux grands chantiers.

Tests et performances: densité, LA, Micro-Deval, PSV et gel-dégel

D'un point de vue mécanique et géotechnique, les granulats EAF présentent des valeurs élevées de densité (3,6–3,8 Mg/m³), une excellente résistance à la fragmentation (Los Angeles 13–16), une résistance à l'usure humide (Micro-Deval 5–6), une résistance au polissage (PSV ~53–54) et un comportement favorable au gel-dégel avec des pertes d'environ 1 %.

Ces paramètres sont souvent supérieurs à ceux des granulats naturels ordinaires et nettement meilleurs que ceux des granulats recyclés, ce qui se traduit par une usure moindre en cours d'exploitation et une plus grande durabilité, notamment dans les chaussées soumises à un trafic intense.

Conformité réglementaire: EN 13242, EN 12620, EN 13043 et AVCP 2+

Les granulats de laitier pour fours à arc électrique sont couverts par les normes européennes : EN 13242 pour les matériaux non traités et aux liants hydrauliques, EN 12620 pour les granulats pour béton et EN 13043 pour les mélanges bitumineux et les traitements de surface. Ces normes traitent indifféremment des granulats naturels, artificiels ou recyclés, définissant des catégories de performance, des essais et des critères de conformité.

Le marquage CE et la Déclaration des Performances (DoP) sont délivrés aujourd'hui dans le cadre du nouveau Règlement (UE) 2024/3110 relatif aux produits de construction, entré en vigueur en janvier 2025. Pour les granulats, le système d'évaluation et de vérification de la constance des performances (EVCP) est 2+, qui comprend un contrôle de production certifié par un organisme notifié avec audit initial et surveillance périodique.

Sécurité environnementale: tests et contrôle des rejets de chrome

La compatibilité environnementale des granulats EAF est garantie par des tests de lixiviation, qui vérifient leur sécurité et leur conformité aux limites réglementaires. La microstructure spinelle joue un rôle important dans le confinement du chrome, réduisant ainsi sa mobilité.

Le lien entre la composition chimique, l'indice de basicité et le comportement de rejet est bien documenté, ce qui permet de mettre en place des stratégies de prévention dès le stade du procédé. Au niveau réglementaire, la qualification environnementale s'intègre aux exigences de REACH et au cadre européen relatif aux sous-produits, ce qui permet de distinguer les déchets considérés comme des produits plutôt que comme des déchets.

Applications sur site: routes, béton, conglomérats bitumineux et remblais

Grâce à leurs propriétés mécaniques et à leur résistance au polissage, les granulats EAF sont particulièrement adaptés aux couches bitumineuses soumises à un trafic intense et aux traitements de surface antidérapants. Leur densité et leur faible porosité favorisent la production d'enrobés à haut module et à faible usure.

Dans le domaine des structures, une sélection granulométrique appropriée permet une utilisation dans des bétons conformes à la norme EN 12620, tandis que pour les travaux routiers et les remblais, la norme EN 13242 réglemente leur utilisation sous forme de granulats non traités ou traités hydrauliquement. L'expérience industrielle a démontré la possibilité d'approvisionnements à grande échelle avec des caractéristiques reproductibles, une exigence fondamentale pour les infrastructures publiques.

Bénéfices environnementaux et économiques: circularité, ACV et réduction des ressources naturelles

Le remplacement des granulats naturels par des granulats EAF réduit l’exploitation en carrière, préserve les ressources non renouvelables et limite le transport longue distance, avec un impact positif sur l’empreinte carbone et l’utilisation des terres.

Une production industrielle structurée permet des économies d'échelle et garantit la disponibilité de stocks stables, facilitant ainsi la logistique des chantiers. De ce point de vue, les granulats EAF représentent une solution d'économie circulaire mature et technologiquement éprouvée pour le secteur de la construction.

Conclusions opérationnelles

Les granulats artificiels issus de laitier EAF démontrent, lorsqu'ils sont testés conformément aux normes européennes et aux tests de performance, un profil technique compétitif : résistance mécanique élevée, durabilité dans des conditions sévères et adéquation environnementale régie par la composition et la microstructure.

Le contrôle de l'indice de basicité, la gestion des cycles de refroidissement et la polymérisation du matériau sont des facteurs cruciaux pour garantir la stabilité volumétrique et la répétabilité des performances. Conformes au nouveau règlement CPR et certifiés AVCP 2+, ces granulats constituent une solution industrielle conforme aux objectifs de durabilité et de circularité fixés par l'Union européenne.

© Reproduction interdite

Sources

Document technique sur les granulats artificiels à partir de scories noires, comprenant une description du procédé, des contrôles et une comparaison avec des matériaux naturels et recyclés.

Normes européennes de produits : EN 13242, EN 12620, EN 13043.

Règlement (UE) 2024/3110 relatif aux produits de construction.

Documentation technique sur le système AVCP 2+ pour granulats.

Etudes comparatives sur les performances mécaniques (Los Angeles, Micro-Deval, PSV, gel-dégel) des granulats EAF.

Analyse du rôle de la phase spinelle dans le contrôle du chrome et la qualification environnementale.