Les cendres volantes, également connues sous le nom de cendres de combustible pulvérisées (PFA), sont des cendres industrielles créées lorsque du charbon est brûlé pour créer de l’énergie électrique. Au fur et à mesure que les émissions gazeuses du charbon en combustion se refroidissent, certains de ses constituants chimiques se solidifient en granules sphériques, formant des cendres volantes. Une poudre fine et vitreuse, ses composants chimiques varient mais comprennent généralement des oxydes de silicium (SiO2), d’aluminium (Al2O3), de fer (plusieurs sortes) et de calcium (CaO). On le trouve dans les cheminées des centrales électriques et a plusieurs usages industriels, le plus remarquable étant comme additif au ciment.
Lorsque le charbon est brûlé, les sous-produits du processus de combustion se séparent en composants plus lourds, qui tombent au fond du brûleur et deviennent des cendres résiduelles, et des émissions gazeuses, qui s’échappent du haut du brûleur. Des particules de cendres volantes précipitent du gaz à mesure qu’il s’élève. Dans la plupart des usines, ceux-ci sont capturés dans l’air à l’aide d’une charge électrique générée par un dispositif appelé précipitateur électrostatique. En raison des conditions de leur formation, les particules sont extrêmement fines, pour la plupart sphériques, et toutes à peu près de la même taille.
La principale question entourant les cendres volantes est de savoir quoi en faire. Autrefois autorisé à s’échapper dans l’air en tant que polluant industriel, la loi exige désormais qu’il soit retiré des émissions des centrales au charbon et soit éliminé comme un déchet solide, soit recyclé. L’élimination des cendres pose des problèmes, car elles sont produites en grande partie. La plupart des cendres sont déversées dans des bassins de rétention ou dans des décharges. Les cendres contiennent des métaux lourds toxiques, et les écologistes craignent que ceux-ci puissent s’infiltrer dans le sol ou s’échapper dans l’environnement en cas de rupture des lagunes.
Heureusement, les cendres volantes sont une pouzzolane, un matériau qui peut servir de ciment lorsqu’il est mélangé à de la chaux et de l’eau. Pour cette raison, il est de plus en plus recyclé comme allongeur économique pour le ciment portland, le ciment couramment utilisé pour fabriquer du béton. Les avantages sont nombreux : le béton obtenu est plus dense, plus lisse, plus facile à travailler, plus résistant à l’érosion chimique et plus solide sur le long terme. Il nécessite également moins de dioxyde de carbone pour produire et crée moins de pollution. Les cendres peuvent également être utilisées pour fabriquer de l’asphalte, des briques, des peintures, des tuiles et des remblais.
Les cendres volantes sont l’un des nombreux sous-produits du processus de combustion du charbon, appelés produits de combustion du charbon (CCP). D’autres comprennent les mâchefers, les scories de chaudière et les matériaux de désulfuration des gaz de combustion (FGD) tels que le gypse. Beaucoup d’entre eux peuvent également être recyclés comme matériaux de construction afin de réduire leur impact sur l’environnement.