Si la France n’est pas le plus grand producteur d’acier en Europe, elle est en voie de devenir le leader pour la décarbonation de sa production. Comment ? Grâce à la combinaison d’un mix énergétique essentiellement issu du nucléaire et la mise en place de fours électriques, au lieu des traditionnels hauts-fourneaux chauffant le fer avec du coke. Ce dérivé du charbon fait de la sidérurgie l’une des activités industrielles les plus émettrices de CO2 au monde. Ainsi, on peut considérer que l’industrie sidérurgique française émet jusqu’à 5 % des émissions de carbone du pays.
Pour réduire ce bilan, tout en abaissant la dépendance aux pays fournisseurs de charbon et de coke, le géant de l’aciérie français, ArcelorMittal, mise sur des fours électriques de nouvelle génération. À Dunkerque, l’une des deux plus grosses plateformes de production d’acier en France, la firme va lancer la construction d’un gigantesque four électrique à arc. Il sera capable de produire environ 2 millions de tonnes d’acier par an avec des émissions fortement réduites et c’est une première.
Il y a un « hic »
Le principe du futur équipement tranche radicalement avec la sidérurgie traditionnelle. Depuis plus d’un siècle, l’acier est majoritairement produit dans des hauts-fourneaux où le minerai de fer est réduit grâce au coke, dérivé du charbon. Ce procédé repose sur la combustion continue de carbone avec la pollution qui va avec. Le four à arc électrique, lui, fonctionne autrement. Trois électrodes en graphite génèrent un arc électrique capable de dépasser 1 600 °C. Cette température assure la fonte de la charge métallique.
Mais il y a un hic, car dans un premier temps, c’est-à-dire autour de 2029, le four ne pourra pas fonctionner avec sa pleine capacité pour remplacer totalement un four traditionnel. Il ne saura transformer que de la ferraille seule, essentiellement issue du recyclage et non pas le minerai de fer.
Les hauts-fourneaux traditionnels ne sont pas près de s’éteindre. Dans un premier temps, les fours électriques ne permettent que d’assurer la transformation de l’acier recyclé. © ArcelorMittal
Pour créer de l’acier à partir du minerai de fer, il lui manque une qualité clé que seul le coke est capable de réaliser. L’explication est technique : pour créer de l’acier à partir du minerai de fer, il est nécessaire de le transformer en fer pré-réduit. C’est justement l’opération qu’assure le coke en fonctionnant comme réducteur chimique. Son carbone réagit avec l’oxyde de fer et libère le CO2.
Alors, pour réduire un peu plus cette dépendance au coke, l’industriel compte réaliser cette réduction à partir d’hydrogène bas carbone. Au lieu de CO2, le procédé ne produira que de la vapeur d’eau.
Avec ce combiné, cela permettra au futur four de produire de l’acier quasi « zéro carbone ». Mais ce n’est pas encore pour demain… Autrement dit, l’hydrogène restera la clé pour transformer ce four en véritable outil de production d’acier « zéro carbone » et dépasser les limites des fours électriques actuels.
Du fer décarboné grâce au nucléaire
En attendant l’arrivée de cette brique supplémentaire, c’est sur la source d’énergie électrique que repose l’essentiel de la décarbonation. Avec elle, la production d’acier peut ainsi descendre autour de quelques centaines de kilos de CO₂ par tonne, contre plus d’une tonne et demie dans les configurations traditionnelles.
Cette performance repose sur une condition essentielle : disposer d’une électricité abondante, stable et faiblement carbonée. Et c’est précisément là que la France dispose d’un atout structurel décisif par rapport à ses concurrents grâce à son parc nucléaire.
Le pays dispose de fait d’un des mix électriques les moins émetteurs d’Europe, tout en garantissant une production pilotable à grande échelle. Pour une installation aussi énergivore qu’un four à arc de plusieurs centaines de tonnes par coulée, cette caractéristique est déterminante. Cela compte pour la réduction du carbone, mais aussi pour la compétitivité. Celle-ci va désormais dépendre essentiellement du prix du kilowattheure.
50 % de fer issu de l’électricité
ArcelorMittal n’en est pas à son premier coup d’essai. Pour le recyclage, des fours électriques sont déjà présents au Creusot et à Châteauneuf depuis les années 1980/90. Opérationnel depuis 2024, l’autre site d’importance doté d’un four électrique est celui de Fos-sur-Mer. Ensemble, ils ne représentent toujours qu’une part minoritaire de la production (environ 37 % du volume total).
Mais avec ce four à Dunkerque, on change d’échelle et le sidérurgiste mise sur le remplacement de trois de ses cinq hauts-fourneaux traditionnels d’ici 2030. Avec l’ensemble de ces nouveaux fours électriques, le sidérurgiste estime qu’il pourra assurer plus de 50 % de sa production uniquement avec l’électricité.
Au fond, l’équipement que ArcelorMittal s’apprête à installer symbolise un basculement historique : l’acier, matériau emblématique de l’ère du charbon, entre dans l’ère de l’électricité. Et en France, cette électricité a un nom qui change tout : le nucléaire.