Domaines et applications des cendres

L'utilisation de matières premières secondaires est un axe important de l'industrie moderne lorsque les ressources sont limitées. Les cendres sont un produit de combustion et de transformation qui peut être utilisé dans de nombreux domaines. Voici ce que sont les cendres et où elles sont employées.

Que sont les cendres?

Les cendres sont un résidu minéral formé après la combustion complète ou partielle de différentes substances, le plus souvent des combustibles. Les formes principales sont les cendres fines, souvent appelées cendres volantes dans l'industrie, et les résidus plus gros et frittés de combustibles solides. Leur composition chimique dépend du matériau initial, ce qui explique la diversité de leurs applications.

Les cendres peuvent contenir, en quantités variables, des oxydes de fer, de silicium, de sodium, de calcium, de potassium et d'autres composés.

La teneur en cendres comme indicateur industriel

Dans l'industrie, surtout dans l'énergie, la teneur en cendres est un indicateur important. Elle montre la quantité de résidu minéral formée lors de la combustion d'un matériau. Elle est le plus souvent déterminée pour les schistes combustibles et le charbon. Pour l'analyse, les échantillons sont chauffés dans un four à moufle à une température donnée, puis la quantité de cendres est calculée.

Cet indicateur influence directement la qualité et le prix du combustible. Une forte teneur en cendres réduit le pouvoir calorifique, augmente les déchets, encrasse les équipements et peut entraîner davantage d'émissions de particules.

Domaines d'utilisation des cendres

Bien que les cendres soient un sous-produit, leurs applications sont assez nombreuses. Les principaux domaines sont:

1. Construction. Les cendres sont utilisées comme additif dans les bétons, mortiers et matériaux cimentaires. Avec un dosage correct, elles peuvent améliorer certaines propriétés technologiques du mélange et réduire la consommation de matières minérales naturelles. Elles sont aussi utilisées dans la céramique de construction, les briques réfractaires et certains types de briques à base de cendres.
2. Industrie extractive. Les cendres peuvent contenir des composants minéraux précieux, notamment des éléments rares et dispersés. Dans certains cas, les déchets de cendres sont considérés comme une matière première pour leur extraction.
3. Agriculture. Les cendres de bois et certains autres types de cendres sont utilisées comme amendements minéraux du sol. Leur composition dépend du combustible initial; elles doivent donc être utilisées en tenant compte de la culture, de l'acidité du sol et de la teneur en sels.
4. Assainissement. Les cendres peuvent être utilisées dans certaines opérations sanitaires et de nettoyage, lorsque leurs propriétés alcalines et leur capacité à lier l'humidité sont utiles.
5. Traitement de l'eau. Le résidu carboné non brûlé présent dans certains types de cendres possède des propriétés de sorption et peut être utilisé dans certains systèmes de traitement contre les polluants organiques.

Limites et sécurité d'utilisation

Toutes les cendres ne conviennent pas à la construction, à l'amendement des sols ou au traitement de l'eau. Il faut tenir compte du combustible d'origine, des sels solubles, des métaux lourds et du carbone non brûlé. Pour les matériaux cimentaires et industriels, on utilise des cendres normalisées, tandis que les cendres de bois sont plus souvent envisagées pour les sols, avec attention à leur acidité.

Dans les usages domestiques, les cendres étaient également employées comme agent alcalin, notamment pour le lavage et le blanchiment, mais ces méthodes exigent de la prudence en raison de possibles impuretés.

Aujourd'hui, les matières premières secondaires sont activement utilisées dans l'industrie et la construction. Les cendres restent utiles lorsqu'il faut réduire la consommation de ressources naturelles et valoriser les déchets. Pour les calculs, voir aussi l'article sur le poids spécifique et la densité des cendres.