Shawinigan Aluminium : l’innovation au service de la production d’aluminium durable

Shawinigan Aluminium (SAI), exploitant du centre de coulée de l’ancienne usine de Rio Tinto Alcan à Shawinigan, devait relever un double défi pour demeurer rentable à long terme : réduire ses coûts d’approvisionnement en matière première et améliorer la durabilité environnementale de ses activités. Dans cet article, nous vous proposons de découvrir comment l’entreprise a déployé des solutions innovantes pour relever ces défis et se positionner favorablement dans son secteur d’activité.

Le défi : S’adapter à l’évolution du marché

En raison de la variabilité constante du prix de l’aluminium primaire et des primes de billettes, SAI a pris la décision stratégique de s’approvisionner en rebuts d’aluminium pour la production d’une partie de ses billettes¹ .

« Le marché est tel que les coûts de transformation sont de plus en plus élevés, alors que la prime de marché pour la billette n’est pas systématiquement corrélée avec les variations de coûts. Il fallait donc réaliser des économies sur l’achat des matières premières », explique Julien Houde-Lord, directeur financier et commercial de SAI.

Avant la réalisation du projet, la plus grande partie de l’aluminium reçu est sous forme solide et refondue dans le four de refonte (F7). Une partie de l’aluminium est également livrée sous forme liquide et déversée dans le four de refonte (F7). Les fours basculants F3 et F4 étaient ensuite utilisés pour préparer la recette d’éléments d’alliage avant la coulée. Une fois coulées, les billettes étaient acheminées vers des fours d’homogénéisation pour un traitement thermique et l’optimisation de leurs propriétés mécaniques avant le sciage, l’empaquetage et l’expédition.

Scénario A

Le premier scénario consistait à utiliser les fours de préparation existants (F3 et F4, voir figure « Scénario A » ci-contre) pour fondre les rebuts. Cette solution semblait à première vue intéressante, car ces fours servent déjà à préparer la recette d’alliages avant la coulée (le four F7 étant destiné à la réception de l’aluminium sous forme liquide). Cependant, ces fours n’ont pas été optimisés ni conçus pour la refonte et auraient nécessité des temps de cycle et des coûts énergétiques très élevés – un inconvénient majeur. De plus, ce scénario impliquait tout de même la construction d’un nouveau bâtiment et l’acquisition d’un four de préchauffage pour assurer la gestion des rebuts de manière sécuritaire avant la refonte, ce qui aurait considérablement augmenté le coût de cette solution.

Scénario B

Le scénario B, illustré dans le schéma ci-contre, représentait la solution optimale et a été retenu par l’équipe de SAI. Il repose sur l’utilisation de deux fours de refonte indépendants (F21 et F22) d’une capacité de 20 TM chacun, couplés à un four de préchauffage des rebuts qui récupère la chaleur des deux fours de refonte.

En plus de bénéficier de la technologie la plus moderne en termes de production et d’efficacité, ces fours ont l’avantage de pouvoir traiter de plus petits lots de rebuts et offrent donc un coût de refonte globale plus faible. Le nouveau centre de refonte peut ainsi classer, préchauffer sans brûleur, fondre, traiter et transférer le métal liquide vers le centre de coulée.

Des résultats impressionnants

Non seulement cette solution a permis d’atteindre une production de 10 000 TM en 2022, mais la production annuelle devrait atteindre 20 000 à 30 000 TM à partir de 2023. Ainsi, ceci pourrait permettre à l’entreprise d’atteindre ses objectifs de production, tout en lui permettant de réaliser des économies annuelles de près de deux millions de m³ de gaz naturel par rapport au scénario de référence. Elle a aussi permis une réduction notable des émissions de GES, puisque le recyclage d’une tonne de matériel recyclé génère seulement 0,4 tonne de CO₂, contre trois à douze tonnes pour la production d’une tonne d’aluminium primaire.

« Le principal facteur de réduction de la consommation tient au fait que la refonte des rebuts sera effectuée par un nouveau système de fours avec préchauffage intégré; ce système devrait générer une consommation de 112 m³/TM, selon les données du fabricant, alors que dans le scénario A, la consommation est de 227 m³/TM », indique Julien Houde Lord.

Rôle clé d’Énergir dans ce projet

Grâce aux subventions de plus de 175 000 $ accordées par Énergir et une aide financière de plus de 1,5 M$ de Transition énergétique Québec dans le cadre de son programme ÉcoPerformance, le transformateur a pu réduire considérablement la période de rendement de son investissement (PRI).

« La facilité d’accès à l’équipe et aux programmes d’efficacité énergétique d’Énergir est un avantage important dans la planification d’un projet majeur. En plus de recevoir une subvention non remboursable réduisant les coûts d’investissement, on obtient un support rapide et efficace de la part de l’équipe d’Énergir, et ce, non seulement durant la planification, mais également durant la réalisation du projet. » indique encore Julien Houde Lord.

Conclusion

SAI a implanté une solution gagnant-gagnant pour assurer la pérennité et la compétitivité de son usine à long terme en se dotant d’équipements qui lui permettent d’utiliser des rebuts d’aluminium industriels propres comme matière première tout en optimisant l’utilisation du gaz naturel pour ce procédé.

Grâce à ces changements, SAI devient une véritable référence dans son secteur et servira d’exemple pour les entreprises qui aspirent à devenir des chefs de file de la production d’aluminium durable – au Québec et ailleurs dans le monde.

Omar El-Rouby, ing.
Conseiller principal
Groupe DATECH

¹ Les billettes d’aluminium de SAI sont notamment utilisées pour l’équipement médical et de plongée.

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