Code de pratiques pour réduire les émissions de PM2,5 dans le secteur de l’aluminium : chapitre 1

Titre officiel : Code de pratiques pour réduire les émissions de particules fines (PM_2,5) dans le secteur de l'aluminium primaire

1. Introduction

• 1.1 Portée du code
• 1.2 Élaboration du code
• 1.3 Structure du code
• 1.4 Description du secteur

La production d’aluminium primaire est une industrie majeure au Canada, qui occupe le troisième rang mondial avec une capacité de production d’environ 3 millions de tonnes annuellement (3,02 Mt en 2013)^{Note de bas de page 1} dont 90% de celle-ci est située au Québec. L’aluminium est produit par la réduction électrolytique de l’alumine dissoute dans un bain en fusion qui est composé de fluorure d’aluminium et de cryolithe maintenu à une température approximative de 960°C. L’alumine est quant à elle extraite du minerai de bauxite. Un équivalent de 0,20-0,25 tonne d’aluminium est normalement  produit  pour chaque tonne de bauxite. Outre le procédé de réduction électrolytique, le secteur de l’aluminium primaire comprend plusieurs activités connexes incluant la production de l’alumine métallurgique, la production d’anodes précuites et la calcination du coke vert. Toutes ces activités nécessitent l’utilisation d’électricité, de combustibles et de matières premières (p.ex., coke de pétrole, bauxite, fluorure d’aluminium, cryolite, brai de goudron, etc.) qui entraînent des émissions de polluants atmosphériques tels que le dioxyde de soufre (SO₂), les matières particulaires (PT), les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), les fluorures totaux et les oxydes d’azote (NO_x).

Les ministres de l'Environnement des gouvernements fédéral, provinciaux et territoriaux prennent des mesures pour mieux protéger la santé humaine et l'environnement en entérinant la mise en œuvre du nouveau système de gestion de la qualité de l’air (SGQA). Le SGQA comprend les normes canadiennes de qualité de l’air ambiant (NCQAA) pour les particules fines et l’ozone troposphérique, les exigences de base relatives aux émissions industrielles (EBEI) et la gestion des zones atmosphériques par les gouvernements provinciaux et territoriaux. Pour le secteur de l’aluminium, des EBEI quantitatives ont été développées pour les particules totales (PT), les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et le dioxyde de soufre (SO₂). Des EBEI qualitatives ont aussi été développées pour le SO₂ et les P_2,5, incluant la réalisation et la mise en œuvre d’un code de pratiques afin de réduire les émissions de P_2,5 : « Le code de pratiques facilitera et encouragera l'amélioration continue de la performance environnementale des installations du secteur au Canada et présentera une description détaillée des meilleures pratiques applicables à la réduction des émissions de MP_2,5 dans le secteur de l'aluminium (en excluant les usines de type Söderberg). Le code de pratiques devra comprendre, sans toutefois s'y limiter, les éléments suivants : une description du secteur et des principales sources d'émissions de MP_2,5 et les meilleures pratiques pour l'électrolyse, les fours à cuisson des anodes, la production d'alumine et la calcination du coke. »

Parmi les rejets de poussières, les particules fines avec un diamètre aérodynamique inférieur à 2,5 microns (P_2,5) peuvent entraîner de graves troubles de santé lorsqu’elles atteignent les poumons. Au Canada, environ 45 % des émissions de P_2,5 découlent des sources fixes de combustion du bois de chauffage et d’autres combustibles alors que 20 % proviennent des activités de transport (routier, hors route, ferroviaire, maritime, etc.) La différence (soit 35 %) résulte des activités industrielles. Le tableau 1-1 présente la répartition des rejets de P_2,5 provenant du secteur industriel au Canada en 2013 tels que rapportés à l’Inventaire national des rejets de polluants (INRP). On constate que l’industrie de l’aluminium émet près de 7% des rejets industriels de P_2,5 au Canada.

1.1 Portée du code

Ce code s’applique aux installations liées au secteur de l’aluminium primaire, soit la production de l’aluminium (réduction électrolytique), la production d’anodes précuites, la calcination du coke vert et la production d’alumine. Les autres activités incluant les services portuaires et/ou ferroviaires pour le transport des matières premières, les centrales hydroélectriques régionales, et les centres de réfection des cuves d’électrolyse ne sont pas couverts par ce code tout comme les activités associées au procédé d’électrolyse Söderberg.

Ce code a été développé dans le cadre des exigences de base qualitatives relatives aux émissions industrielles (EBEI qualitatives) de la politique du SGQA d’Environnement Canada permettant de faciliter et d’encourager l’amélioration continue de la performance environnementale des installations du secteur de l’aluminium au Canada. Il expose ainsi les sources potentielles liées aux émissions de particules fines (P_2,5) pour chacune des activités ciblées par le code et établit des recommandations permettant de réduire ce type d’émission. En raison des contraintes inhérentes aux technologies, l’objectif global du présent code ne vise pas à éliminer complètement les émissions de P_2,5, mais cherche plutôt à les contrôler à l’aide de mesures et pratiques de travail efficaces. D’ailleurs, le code ne recommande pas des pratiques qui nécessiteraient un changement technologique majeur pour une installation existante. La conception d’installations futures pourra prévoir d’autres technologies qui minimisent davantage les émissions en les intégrant dèsla conception, par exemple la suraspiration aux cuves activée lors des ouvertures des capots ou l’utilisation d’un système d’oxydation régénérative pour la destruction des émissions de brai.

Même si les recommandations sont formulées de façon claire et précise quant aux résultats attendus, elles devraient être appliquées au moment et dans la situation où cela est approprié, en fonction du contexte propre à chaque installation. Par conséquent, le code ne se préoccupe pas de quantifier l’effet qu’aurait chaque recommandation sur les émissions de P_2,5. Il doit plutôt être considéré comme un outil de base pour le développement d’un programme de bonnes pratiques par les installations sans être contraignable à des fins réglementaires. Par contre, les recommandations formulées ici n’atténuent en rien la portée et l’application des exigences légales des administrations municipales et des gouvernements provinciaux et fédéral.

1.2 Élaboration du code

Le code a été élaboré par Environnement Canada en consultation avec les représentants de l’industrie de l’aluminium et d’autres intervenants. L’information sur les procédés d’exploitation et les bonnes pratiques de travail découlent de diverses sources incluant des revues techniques et scientifiques, ainsi que des codes de pratiques écologiques publiés par Environnement Canada, la Commission européenne, la Banque mondiale, et le Light Metals Research Centre (LMRC) de l’Université d’Auckland en Nouvelle-Zélande.^{Note de bas de page 2} Ce code présente une liste non exhaustive de recommandations. Il tient compte de la situation du secteur de l’aluminium primaire canadien en 2013, notamment en ce qui concerne les technologies de contrôle des émissions atmosphériques en place. Lorsque c’est pertinent et applicable, les installations peuvent envisager la mise en place d’autres mesures de réductions de particules.

1.3 Structure du code

Le code décrit les activités d’exploitation et les émissions de particules provenant de ces mêmes activités (section 2). Les pratiques de travail recommandées pour le contrôle des émissions de particules fines sont présentées à la section 3.

1.4 Description du secteur

Le secteur de l’aluminium primaire englobe plusieurs activités de production permettant d’en arriver à un produit fini à un coût concurrentiel (figure 1-1). On distingue quatre activités importantes associées au secteur de l’aluminium, soit :

• la production d’aluminium (réduction électrolytique);
• la production d’anodes précuites;
• la calcination du coke vert;
• la production d’alumine.

Une aluminerie canadienne est typiquement composée d’une installation de réduction électrolytique et d’une installation de production d’anodes précuites alors que les autres activités peuvent être indépendantes de l’aluminerie. Trois des alumineries canadiennes achètent leurs anodes précuites d’un autre fournisseur (fabricant d’anodes) au lieu de les fabriquer sur place.

Production d’aluminium (réduction électrolytique)

En 2013, le secteur canadien de l’aluminium primaire comporte dix alumineries réparties entre trois entreprises (Rio Tinto Alcan (RTA) avec 46% de la capacité de production; Alcoa, 35%; Aluminerie Alouette (AA), 19%; voir tableau 1-2). La production canadienne, d’un peu plus de 3,0 Mt d’aluminium en 2013, représente environ 6% de la production mondiale.

Production d’anodes précuites

En 2013, six des neuf alumineries canadiennes utilisant une technologie à anodes précuites produisent leurs propres anodes dans un atelier adjacent à l’usine de production d’aluminium (réduction électrolytique) (tableau 1-2). Seules les alumineries de Laterrière, de Baie-Comeau et l’usine Arvida, Centre technologique AP60 obtiennent leurs anodes précuites de fournisseurs externes. Les six installations de production d’anodes précuites ont une capacité d’environ 1,3 Mt/an.

Calcination du coke vert

RTA exploite les trois usines de calcination du coke de pétrole (coke vert) à Kitimat, Arvida et Strathcona pour la production de coke calciné entrant dans la composition de la pâte anodique crue. Les trois usines de calcination de coke ont une capacité combinée de production de coke calciné de plus de 500kt/a (tableau 1-2).

Production d’alumine

Au Canada, seul RTA exploite une usine de production d’alumine, soit l’usine Vaudreuil à Jonquière qui produit annuellement environ 1,5 Mt d’alumine métallurgique et de produits chimiques de spécialité (p.ex., fluorure d’aluminium, hydrates commerciaux), alimentant ainsi une grande partie du réseau d’usines de réduction électrolytique de RTA.

Notes de bas de page

Note de bas de page 1

Association de l’aluminium du Canada

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Note de bas de page 2

Light Metals Research Centre, Fluoride emissions management guide (FEMG), Version 4, février 2011.

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