Production d'acier

L'acier est la matière fabriquée à partir de minerai de fer et de minerai de charbon. Sa fabrication en grande quantité requiert la maîtrise à la fois de réactions chimiques complexes et de très grandes unités de production.

Il faudra attendre le XIX^e siècle pour que l'acier, alors fabriqué en faible quantité connaisse un développement spectaculaire et s'impose comme le métal-roi de la révolution industrielle.

L'acier a de nombreuses applications dans l'industrie. Il est utilisé dans la construction navale, la construction automobile, le bâtiment, l'emballage et bien d'autres secteurs.

L'acier est facilement récupérable au milieu d'autres déchets au moyen d'un tri magnétique. Son caractère magnétique lui permet en effet d'être attiré par un aimant. L'acier est recyclable à l'infini. Le recyclage permet de faire des économies de minerai, de chaux et d'énergie. La part de production d’acier issue du recyclage de ferrailles avoisine, selon les années, 40 % de la production mondiale d’acier.

Les ferrailles recyclées constituent jusqu'à 20 % de l'origine du fer élaboré par les procédés modernes en filière fonte. En effet, la ferraille sert d'agent refroidissant dans un convertisseur à oxygène.

Évolution de la production d'acier brut
Sources :
*International Iron & Steel Institut (http://www.worldsteel.org/) * Jacques Astier, Sidérurgie, Techniques de l'ingénieur, Matériaux métalliques page M7000, juin 2001

Définition :
Acier brut : acier liquide ou acier sous forme de demi-produit (brame, billette ou blooms). Il ne s'agit pas de produits finis (tôle, fil...).

Production mondiale d'acier en 1939[1].

Les chiffres de consommation sur dix ans montrent une très forte augmentation de la demande d'acier par la Chine. En 2004, la demande chinoise entraîne des fortes augmentations de prix de l'acier (de 20 à 50 %). Elle crée également des tensions pour l'approvisionnement. Un fait symptomatique, le fabricant automobile japonais Nissan a fermé pendant une semaine (du 29 novembre au 8 décembre 2004) trois usines sur les quatre qu'il possède au Japon à cause de rupture d'approvisionnement en acier (et probablement d'une politique d'achat trop agressive). Ces fermetures ont entraîné un déficit de fabrication de vingt-cinq mille voitures soit une perte de quarante-quatre millions d'euros.

Part de la production mondiale d'acier par pays. Avant 1750, les données sont essentiellement des conjonctures.

La production d'acier n'est strictement proportionnelle au Produit intérieur brut qu'en période d'industrialisation. Comme beaucoup de commodités (ciment, papier, etc.), les besoins, donc la production, décroissent généralement lorsque la croissance est tirée par des techniques de pointe, les services, etc.[2].

Lien entre production d'acier et PIB pour différents pays.
Pour la plupart des pays, la production d'acier s'infléchit après avoir atteint un PIB donné, signe que la croissance se poursuit sur d'autres principes.

Les principaux producteurs au monde sont les entreprises suivantes : Arcelor-Mittal, JFE Holdings, Nippon Steel, POSCO, Corus, ThyssenKrupp AG, Baosteel, Riva, Sumitomo, Erasteel.

La production mondiale recule de 0,9% en 2020, à 1,86 milliard de tonnes.

	Pays	Production, 2019 (en millions de tonnes)
1	Chine	996,3
2	Inde	111,2
3	Japon	99,3
4	États-Unis	87,9
5	Russie	71,6
6	Corée du Sud	71,4
7	Allemagne	39,7
8	Turquie	33,7
9	Brésil	32,2
10	Iran	31,9
11	Italie	23,2
12	Taïwan	22,1
13	Ukraine	20,8
14	Viêt Nam	20,1
15	Mexique	18,6
16	France	14,5
17	Espagne	13,6
18	Canada	12,8
19	Pologne	9,1
20	Bangladesh	9,0
Source : WorldSteel 1WorldSteel 2

La sidérurgie est une industrie à fort impact sur le climat : en 2021, elle concentre à elle seule 7 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre et 11 % des émissions de CO₂[3] - [4].

En raison des températures élevées à atteindre durant la fabrication et des émissions inhérentes au procédé, la décarbonation de la sidérurgie est plus difficile que celle du secteur de l'énergie[3]. Elle est pourtant nécessaire pour atteindre la neutralité carbone[3]. En 2020, l'industrie est en retard sur le scénario de neutralité carbone de l'agence internationale de l'énergie, l'intensité des émissions de la sidérurgie (par tonne d'acier produite) n'ayant que faiblement baissé depuis 2010[5]. Au début de la décennie 2020, les perspectives prévoient une poursuite de l'augmentation des émissions du secteur, en raison du cadre législatif en vigueur et du rythme de l'industrie : les volumes de production augmentent plus vite que les gains d'efficacité[4].

Le procédé de fabrication de l'acier par four à arc électrique (production secondaire, à partir de rebuts) est significativement plus économe en énergie et en GES que celui par haut-fourneau (production primaire, à partir du minerai de fer)[4] - [5]. La principale contrainte à l'utilisation du four à arc électrique est la disponibilité de la ferraille[5].

En 2022, les pays ayant les émissions intensives de CO₂ les plus faibles sont l'Italie, les États-Unis et la Turquie en partie grâce à une forte proportion de fours à arc électrique, tandis que l'Ukraine, l'Inde et la Chine occupent la fin du classement à cause de l'utilisation plus élevée de hauts-fourneaux[4].

Dès le début de la décennie 2020, l'agence internationale de l'énergie constate que — bien que nécessaires — les actions d'efficacité énergétique et d'amélioration de la collecte des produits en fin de vie ont une portée insuffisante[5]. Pour atteindre des réductions d'émissions plus importantes, de nouvelles technologies devront être mises en place : production à partir d'électricité décarbonnée, utilisation d'« hydrogène vert », captage du carbone, etc.[5]

En 2022, trois projets de nouvelles technologies sont particulièrement suivis : le projet Hybrit du suédois SSAB (remplacement du coke de charbon par de l'hydrogène), le projet d'ArcelorMittal en France « 3D Carbon Capture » (captage du carbone) et le procédé HIsarna[5]. D'autres projets sont en cours chez ArcelorMittal (en Europe), chez Thyssenkrupp (sur son site de Duisbourg), et Voestalpine (sur son site de Linz). Au total, l'association des sidérurgistes européens Eurofer a identifié 54 projets de décarbonation, qui permettraient de réduire les émissions d'un tiers en Europe durant la décennie 2020-2030, au prix d'une augmentation du coût de l'acier estimée dans une fourchette de +35 à +100 % à l'horizon 2050[6].