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Guide d'estimation des émissions pour les producteurs d'aluminium primaire

Ce document ainsi que le tableur qui lui est associé ont pour objectif de clarifier les exigences de déclaration pour les alumineries du secteur primaire et de décrire les procédures et approches recommandées afin de pouvoir estimer les rejets des substances visées par l’inventaire national des rejets de polluants (INRP).

Le présent guide a été élaboré par Environnement et Changement climatique Canada (ECCC) en collaboration avec l’Association de l’aluminium du Canada (AAC), ses compagnies membres (Alcoa, Alouette et Rio Tinto Alcan) et le Ministère de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques du Québec (MELCC).

1. Description du secteur

Cette section présente une description de l'industrie de l'aluminium primaire au Canada. Tout d’abord, afin d’éviter toute ambigüité dans la lecture du présent guide, voici une brève définition des termes utilisés, tel que proposé par l’INRP.

Production primaire d’aluminium : Aluminium produit directement à partir de l’électrolyse de l’alumine.

Première transformation de l’aluminium : Raffinage de l'aluminium par n'importe quel procédé ; laminage, étirage, coulée, extrusion d’aluminium et fabrication d’alliages d'aluminium pour produire des formes simples.

Note : Ces définitions peuvent être modifiées avec les années. Ainsi, l’utilisateur est invité à consulter l’INRP afin d’avoir les définitions les plus récentes.

Les industries de production de l’aluminium de première fusion et de la première transformation de l’aluminium qui satisfont aux définitions ci-dessus, se retrouvent sous les codes du Système de classification des industries de l'Amérique du Nord (SCIAN)* suivants :

Note : D’autres codes SCIAN (2022) pourraient aussi être applicables pour ce secteur.

* Source : Statistiques Canada, Système de classification des industries de l'Amérique du Nord (SCIAN) 2022.

2. Êtes-vous tenu de produire une déclaration à l’INRP?

La figure ci-dessous montre les étapes qui permettront aux installations de déterminer s’ils doivent réaliser une déclaration pour l’année en cours.

Figure 1. Marche à suivre pour produire une déclaration à l’Inventaire national des rejets de polluants (ECCC, 2022)
Description longue

Organigramme montrant comment déterminer si une déclaration à l'INRP est nécessaire.

Le organigramme commence par " Est-ce que le propriétaire ou l'exploitant de l'installation est tenu de produire une déclaration à l'INRP?".

Dans l'affirmative, il faut passer à la section " Estimez les rejets, les éliminations et les transferts pour recyclage ". Il faut ensuite " Créez, validez et soumettez une déclaration à l'INRP à l'aide du système de déclaration en ligne avant le 1er juin ". 

Si ce n'est pas le cas, il faut demander si "une déclaration à l'INRP a-t-elle été présentée à l'INRP pour l'année civile précédente?'. Si oui, passez à " Créez, validez et soumettez un rapport indiquant que l'installation « ne répond pas aux critères » à l'aide du système de déclaration en ligne avant le 1er juin ". Si non, passez à "Exemption de l'obligation de produire une déclaration".

Dans tous les cas, la dernière étape consiste à "Conserver une copie de tous les renseignements et calculs pendant trois ans à partir de la date limite de déclaration applicable".

Afin d’obtenir de plus amples détails au sujet des exigences de déclaration à l'INRP, prière de consulter le Guide de déclaration à l'Inventaire national des rejets de polluants (INRP) pour l’année en cours.

Par ailleurs, les substances visées par l’INRP sont classées sous cinq catégories, en fonction de leurs critères de déclaration. Afin d’obtenir la liste entière des substances de l’INRP, veuillez consulter l’avis de la Partie I de la Gazette du Canada ou le guide de déclaration à l’INRP pour l’année de déclaration ciblée.

3. Aperçu du présent guide

Ce manuel présente des exemples de calcul, des méthodes et des liens appropriés pour estimer les émissions de substances visées par l'INRP de plusieurs opérations associées à la production et à la première transformation de l’aluminium.

Un tableur Excel a été conçu dans le but d’harmoniser les méthodes de déclaration des différents polluants atmosphériques produits par certains procédés cités dans ce document. Le tableur Excel est basé sur des facteurs d'émission par défaut publiés et sur des équations de facteur d'émission appropriés aux substances des parties 1 à 5 de l’INRP. Cependant, ce fichier Excel ne contient pas encore toutes les informations pour estimer les rejets de toutes les sources d’émissions. En outre, le tableur ne présente dans la version actuelle, aucune méthodologie pour estimer les rejets dans le sol, dans les plans d’eau et les transferts hors site. Toutefois, c’est un document qui est mis à jour annuellement par le groupe de travail conjoint et l’utilisateur est invité à le consulter régulièrement pour avoir les informations les plus récentes.

Vous trouverez dans ce document les facteurs d'émission pour estimer certaines substances répertoriées à l'INRP. Certains de ces facteurs d’émission proviennent du document Compilation of Air Pollutant Emission Factors, AP 42, Fifth Edition, Volume I chapter 12, section 12.1: Primary Aluminum Production Sources de l’EPA des États-Unis, du logiciel WebFIRE de l'Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis ou d’autres sources. Ce guide utilise aussi des facteurs d’émissions obtenus à partir des méthodes de mesure directe faites dans certaines alumineries canadiennes du secteur.

Des données spécifiques à l'installation peuvent être utilisées à la place des données sur les facteurs d'émission disponibles dans le tableur, si elles sont jugées plus représentatives. Par ailleurs, il existe également d’autres tableurs Excel et guides pour estimer les émissions des sources fugitives et de la combustion interne et externe. Ces outils peuvent être trouvés dans la boite à outils de l’INRP.

4. Description des opérations (matières premières, produits, rejets vs critères de déclaration)

La figure suivante illustre en général les multiples opérations qui ont lieu dans une usine de production d’aluminium primaire.

Figure 2 : Procédé industriel de production d’aluminium primaire (ECCC, 2019)
Description longue

La figure est un schéma d`ensemble illustrant les différentes activités associées au secteur de l’aluminium primaire depuis la réception des matières premières jusqu’au centre de coulée. Les activités principales du procédé sont l’unité de calcination du coke vert, la fabrique d’anodes précuites, et l’usine de réduction d’alumine (ou l’électrolyse).

Le schéma illustre également les étapes d’appoint, telle que la production et le recyclage des mégots; le brasquage/débrasquage des cathodes; l’écumage, et le traitement du bain d’électrolyse.

Finalement, le schéma illustre aussi les matières qui transigent à travers le procédé, impliquant les matières premières, soit le coke, le brai, l’alumine, la cryolite, le fluorure de calcium, le fluorure d’aluminium, les briques réfractaires, et les blocs de cathodes.

Suite à la réception et l’entreposage des matières premières, le coke de pétrole calciné et le brai sont expédiés au procédé de fabrication d’anodes. Dans le procédé à anode précuite, les anodes crues sont cuites dans des fours afin d’obtenir des blocs de carbone solide. Par la suite, les tiges anodiques sont fixées à ces anodes de carbone par la coulée de fonte. Les anodes scellées sont acheminées au procédé d’électrolyse. Lors de la phase électrolytique, l’alumine est réduite en aluminium dans un bain liquide de cryolithe et d’autres sels. Finalement, l’aluminium obtenu est pompé hors de la cuve à l’aide d’un siphon sous vide. Les anodes usées (mégots) ainsi que le bain y adhérant sont refroidies, traitées et réutilisées dans le procédé. L’aluminium liquide produit par le procédé est acheminé au centre de coulée pour être transformé en lingots, gueuses, billettes d’aluminium, etc.

Les principaux polluants atmosphériques issus de ces opérations et qui font partie des substances visées par l’INRP sont : les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), le fluorure d’hydrogène (HF), les composés organiques volatils (COV), le monoxyde de carbone (CO), l’oxyde d’azote (NOx), le dioxyde de soufre (SO2) et les matières particulaires (MPT, P10, P2,5).

5. Identification des sources de rejets et transferts hors site

Cette section présente les sources de rejets dans l’air, le sol et les plans d’eau ainsi que les transferts hors site.

Sources de rejets dans l’air provenant des procédés suivants :

Les émissions provenant de ces sources sont émises dans l’air par des ventilateurs, dépoussiéreurs, sorties extérieures, les évents de salle d’électrolyse, etc.

Sources de rejets dans les plans d’eau :

Source de rejets dans le sol :

Les substances de l’INRP pouvant être contenu dans les matériaux suivants lors qu’ils sont transférés hors-site :

6. Estimation des émissions atmosphériques

Cette section présente la méthodologie appropriée pour estimer les émissions de certaines des sources d’émission mentionnées précédemment.

Le tableau 1 ci-dessous produit par ECCC, regroupe les codes utilisés par l’INRP pour décrire les différentes méthodes d’estimation des rejets.

Tableau 1 : Codes d’estimation de la méthode utilisée pour calculer les émissions (ECCC, 2022)

Code

Méthode

M1

Surveillance en continu des émissions

M2

Contrôle prédictif des émissions

M3

Analyse à la source

RQ

Téléquantification

C

Bilan massique

E1

Facteurs d'émission propres à l'installation

E2

Facteurs d'émission publiés

O

Estimation technique

O

Évaluations techniques

NI

Aucune information

Les facteurs d’émission qui se trouvent dans le tableur Excel ont été obtenus selon une méthode précise qui est indiquée dans le tableur. De plus, ces facteurs d’émission peuvent varier en fonction des propriétés physiques de la substance, de l’efficacité des dispositifs de contrôle et de la méthode d’estimation utilisée. En tenant compte de ces limites, veuillez les utiliser avec discernement. Par ailleurs, un même polluant peut provenir de plusieurs sources différentes. Ainsi, en utilisant le facteur d’émission approprié, l’utilisateur devra calculer les émissions de ce polluant dans tous les procédés où il est émis et en faire la somme afin d’estimer la quantité totale d’émission produite par année.

Lors de la déclaration des émissions à l’INRP, l’utilisateur devra déclarer tous les rejets des sources primaires, tels que ceux qui proviennent des cheminées comme « rejets par les cheminées ou rejets ponctuels ». Tandis que les émissions secondaires, comme celles émises aux évents de toits seront classées comme « émissions fugitives ».

Note pour le calcul des émissions des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) :

Les installations ont recours à des méthodes de mesure directes et, selon le tableur Excel du secteur des alumineries, ce sont des tests à la source qui permettent de calculer la quantité des HAP rejetées. Par la suite, l’installation doit faire la somme des HAP afin de déterminer s’ils excèdent ou pas le seuil global de déclaration fixé par l’INRP. Il existe aussi des seuils individuels pour les HAP.

Note pour le calcul des émissions de fluorure d’hydrogène (HF) :

De façon générale, la somme des émissions mesurées mensuellement aux évents de toits des cuves et des émissions mesurées annuellement à la cheminée d’épurateur permet d’estimer les émissions de fluorures d’hydrogène. Selon le tableur Excel, sous l’onglet " HF ", le taux d’émission du fluorure d’hydrogène est obtenu à partir des résultats d’échantillonnages.

Note pour le calcul des émissions provenant des combustibles :

De façon générale, les facteurs d’émissions appropriés sont appliqués sur la quantité totale de combustible de même type utilisé dans toute l’installation.

Note pour le calcul des émissions de matières particulaires (MPT, P10, P2,5) :

Pour les émissions des ventilateurs et dépoussiéreurs le même facteur d’émission peut être utilisé pour plusieurs sources similaires réunies.

Note pour le calcul des émissions des composés organiques volatils (COV) :

Si la quantité totale des COV (c.-à-d. les COV totaux de la partie 4) émis dépassent le seuil de déclaration à l'INRP, une déclaration des COV totaux de la partie 4 sera requise. Le seuil de 10 tonnes de COV totaux ne s’applique désormais plus à la déclaration des COV différenciés par espèce (c.-à-d. les COV spécifiés dans la partie 5). À la place, un COV différencié doit être déclaré si 1 tonne ou plus de ce COV est rejetée par l’installation. Les COV différenciés de la partie 5 sont listés sous l’onglet "Liste COV différenciés" dans le tableur Excel.

Note se référant aux exemples de calcul :

Les exemples présentés dans ce guide se réfèrent aux données contenues dans le tableur Excel.

6.1 Émissions provenant de l’entreposage et des manipulations des matières premières

6.1.1 Description du procédé

Les matières premières (alumine, brai, coke de pétrole, composé du bain, combustible, etc.) sont reçues et transférées par camion, train ou bateau au site de stockage (silos, réservoirs, entrepôts) de l’usine généralement à l’aide de convoyeur.

Opérations principales :

6.1.2 Émissions

Les substances émises lors de l’entreposage et la manipulation des matières premières qui font partie des substances à déclarer à l’INRP et qui sont identifiées dans le tableur sont les particules : MPT, P10 et P2,5. D’autres émissions potentielles telles que les HAP et les composés organiques volatils (COV) peuvent aussi provenir de ces activités. Ces émissions peuvent alors être estimés.

6.1.3 Calcul des émissions : exemple de calcul des émissions des particules totales (MPT)

Une installation n’ayant pas pris de mesure directe désire estimer la quantité des MPT rejetée annuellement par un dépoussiéreur d’un silo d’alumine ayant un débit de 63000 m3/h. Ce dépoussiéreur est utilisé pendant 5000 heures par année.

La première étape consiste à aller chercher dans le tableur Excel de la boîte à outils de l’INRP, sous l’onglet "Particules Totales" le facteur d’émission. Voici le facteur d’émission :

FE(MPT) = 5 mg/m3 pour les dépoussiéreurs au débit supérieur à 17000 m3/h et 15 mg/m3 pour ceux inférieurs à 17000 m3/h

Ensuite, l’utilisateur peut se servir de l’équation suivante :

EMPT = FE x Ut x Ca x (1 kg/106 mg) x (1 tonne/1000 kg)

Où :

  • EMPT = Émission des particules totales (tonne/an)
  • FE = Facteur d’émission du dépoussiéreur (mg/m3)
  • Ut = Nombre d’heure d’utilisation du dépoussiéreur (h/an)
  • Ca = Capacité d’épuration du dépoussiéreur (m3/h)

Ainsi, le rejet annuel de MPT de ce dépoussiéreur est de :

EMPT = 5 mg/m3 x 5000 h/an x 63 000 m3/h x (1 kg/106 mg) x (1 tonne/1000 kg) = 1.575 tonnes/an

6.2 Émissions de la calcination du coke de pétrole

6.2.1 Description du procédé

Dans le secteur de l’aluminium, la calcination du coke de pétrole se produit généralement dans des fours rotatifs à une température élevée. Une fois broyé et tamisé, le coke calciné est habituellement entreposé pour être acheminé dans des malaxeurs, pour la fabrication des anodes.

Opérations principales :

6.2.2 Émissions

Les substances qui pourraient être déclarées à l’INRP sont :

D’autres émissions potentielles telles que les HAP peuvent aussi provenir de ces activités.

Les données pour les émissions de NOx sont trouvées avec la quantité de combustible brulé lors du processus de calcination.

6.2.3 Calcul des émissions : exemple de calcul des émissions de composés organiques volatils (COV)

Une installation désire estimer la quantité des COV rejetée annuellement par un four rotatif qui calcine 16 tonnes de coke vert/heure. Ce four fonctionne pendant 6000 heures par année (96 000 tonnes de coke vert/an).

Il est possible de trouver dans le tableur Excel de la boîte à outils de l’INRP, sous l’onglet "COV" le facteur d’émission suivant :

FECOV = 0,007 kg / tonne coke vert

Pour calculer les émissions des COV, l’utilisateur peut se servir de l’équation suivante :

ECOV = FECOV x Qté x (1 tonne/1000 kg)

Où :

  • ECOV = Émission des COV lors de la calcination du coke (tonne/an)
  • FECOV = Facteur d’émission des COV issues de la calcination du coke (kg/tonne)
  • Qté = Quantité du coke vert calciné par année (tonne/an)

Ainsi, le rejet annuel de COV de ce four est de :

ECOV = 0,007 kg/tonne x 96 000 tonnes/an x (1 tonne/1000 kg) = 0,672 tonnes/an

6.3 Émissions de la fabrication des anodes

6.3.1 Description du procédé

La fabrication des anodes est un procédé dans lequel le coke de pétrole calciné est mélangé à du brai (qui sert de liant) et du carbone provenant des mégots d’anodes recyclées pour former une pâte d’anode qui est ensuite compactée pour former un bloc d’anode crue (cuves précuites). Ce procédé est effectué dans les tours à pâte.

Opérations principales :

6.3.2 Émissions

Les substances qui pourraient être déclarées à l’INRP sont :

6.3.3 Calcul des émissions : exemple de calcul des émissions des particules fines (P2,5)

Une cheminée à une concentration de MPT de 12 mg/Nm3 (sur une base sèche) et un débit volumique sec de 22 000 Nm3/h où N réfère aux conditions normales de température et de pression (soit 25°C et 1 atm). Cette cheminée fonctionne 24 heures par jour, 365 jours par année (8760 h/an). Déterminons la quantité de P2,5 émise par l’épurateur de la tour à pâte.

La première étape consiste à aller chercher dans le tableur Excel de la boîte à outils de l’INRP, sous l’onglet "P2,5" le facteur d’émission approprié. Voici ce facteur d’émission :

FE (P2,5) = 70 % x Échantillonnage des particules totales (MPT)

La démarche suivante peut être utilisée :

Utiliser le débit de la cheminée et la concentration mesurée pour trouver les émissions massiques annuelles de MPT :

12 mg/Nm3 x 22 000 Nm3/h x (1 tonne/109 mg) x 8760 h/an = 2,313 tonnes/an MPT

Ainsi, l’émission annuelle de P2,5 de la tour à pâte est de :

Émissions P2.5 = 0,7 * 2,313 t/an = 1,619 tonnes/an

6.4 Émissions de la cuisson d’anodes

6.4.1 Description du procédé

Cuisson des anodes crues dans des fours à feu mobile afin d’obtenir des blocs de carbone solide pouvant être utilisés pour l’électrolyse. Un combustible est utilisé pour chauffer le four.

Opérations principales :

6.4.2 Émissions

Les substances qui pourraient être déclarées à l’INRP sont :

6.4.3 Calcul des émissions : exemple de calcul des émissions de dioxyde de soufre (SO2) issues de la cuisson des anodes

Une installation produit annuellement 105 000 tonnes d’anodes crues et après cuisson, l’usine obtient 103 000 tonnes d’anodes cuites. La moyenne annuelle de la teneur en soufre dans les anodes crues est de 2,04 % tandis qu’elle est de 2 % dans les anodes cuites. La moyenne annuelle de la teneur en soufre dans l’alumine peut être considérée négligeable. Quelle est la quantité de soufre émise lors de ce processus?

Il est possible de trouver dans le tableur Excel de la boîte à outils de l’INRP, sous l’onglet "SO2" l’équation suivante :

ESO2 = ([(%Sacr/100) x PACR] - [(%Sac/100) x PAC] - [(%Sal/100) x AR]) x (64/32)

Où :

  • ESO2 = émission de SO2 (t/an)
  • %Sacr = moyenne annuelle de la teneur en soufre dans l’anode crue en pourcentage
  • PACR = production d’anodes crues (t/an)
  • %Sac = teneur en soufre des anodes cuites en pourcentage
  • PAC = production d’anodes cuites (t/an)
  • %Sal = moyenne annuelle de la teneur en soufre dans l’alumine récupérée au centre de traitement des fumées du four à cuire, en pourcentage
  • AR = quantité d’alumine récupérée en (t/an)

NB : La teneur en soufre de l'alumine récupéré est égale à zéro (0) si non significative.

Ainsi, le rejet de SO2 du four de cuisson des anodes est de :

ESO2 = (([2,04/100) x (105 000 tonnes/an)] – [(2/100) x (103 000 tonnes/an)]) x (64/32) = 164 tonnes/an

6.4.4 Calcul des émissions : exemple de calcul des émissions SO2 issues de l’emploi d’un combustible lors de la cuisson des anodes

Supposons que 17 000 litres par année de mazout (bunker #2) sont utilisés pour la cuisson des anodes. Le pourcentage du soufre dans ce combustible est de 0,5 % et sa masse volumétrique est 820 kg/m3. Quelle est la quantité de soufre émise?

En vous référant toujours au tableur Excel, sous l’onglet "SO2", vous trouverez l’équation suivante :

ESO2 = ρ x %S x V x PMSO2/ PMS x (1 tonne/1000 kg)

Où :

  • ESO2 = Émission de SO2 (t/an)
  • ρ = masse volumétrique (kg/litre)
  • %S = pourcentage du soufre
  • V = nombre de litre de combustible (litre)
  • PMSO2 = poids moléculaire SO2 (64 g/mol)
  • PMS = poids moléculaire du soufre (32 g/mol)

Ainsi, le rejet de SO2 issu de la combustion est de :

ESO2 = (820 kg / 1000 L) x 0,5 x (17 000L/an) x (64/32) x (1 tonne/1000 kg) = 13,94 tonnes/an

6.5 Émissions de l’électrolyse

6.5.1 Description du procédé

Production d’aluminium par l’électrolyse de l’alumine dissous dans un bain de cryolithe. Les anodes de carbone sont immergées dans le bain et par le passage d’un courant électrique, la liaison entre l’oxygène et l’aluminium est brisée. L’aluminium se dépose dans le fond de la cuve et est siphonné à intervalle régulier.

Opérations principales :

6.5.2 Émissions

Émissions primaires (cheminées) : La majeure partie des émissions sont captées dans les cuves et envoyées vers les épurateurs à sec (CTG) ou à voies humides.

Émissions secondaires (fugitives) : Les émissions qui ne sont pas captées dans les cuves (ouverture des panneaux des cuves, siphonage, bennes des mégots et bain).

Les substances qui pourraient être déclarées à l’INRP sont :

Pour le SRT, les émissions des composés sulfurés sont calculées à la source puis convertit selon le facteur d'équivalence mentionné dans le tableur Excel.

6.5.3 Calcul des émissions : Exemple de calcul des émissions du monoxyde de carbone CO

Une installation à anode précuite désire connaitre la quantité de CO rejetée par les cuves, sachant que cette usine produit 400 000 tonnes d’aluminium par année et que son rendement de Faraday est de 93 %.

Tout d’abord, il est possible de trouver dans le tableur Excel de la boîte à outils de l’INRP, sous l’onglet "CO " l’équation ci-dessous :

ECO=PAl * [(100-F(%))/F(%)] * 84/54

Où :

  • ECO = Émissions de monoxyde de carbone (tonne/an)
  • PAl = Production d’aluminium (tonne/an)
  • F = Rendement de Faraday (%)

Ainsi, le rejet de CO des cuves est de :

ECO = 400 000 tonnes/an x [(100 – 93)/93] x (84/54) = 46 833,93 tonnes/an

6.6 Émissions du centre de coulée

6.6.1 Description du procédé

L’aluminium liquide produit lors de l’électrolyse, est expédié au centre de coulée où il sera écumé avant d’être solidifié dans des moules pour en faire des lingots, gueuses, billettes d’aluminium, etc. Les écumes sont les impuretés qui se trouvent à la surface du métal dans les fours de fonderie. Ces impuretés sont enlevées et généralement envoyées chez un sous-traitant qui en extrait l’aluminium et le retourne à l’usine.

Opérations principales :

6.6.2 Émissions

Les substances qui pourraient être déclarées à l’INRP sont :

Les émissions de polluants atmosphériques sont calculées à partir des combustibles utilisés pour la fonte du métal.

6.6.3 Calcul des émissions : Exemple de calcul des émissions d’oxyde d’azote (NOx)

Une installation désire estimer la quantité de NOx rejetée annuellement si elle utilise 4 000 000 m3 de gaz naturel pour le centre de coulée. (Dans la plupart des cas, le calcul des émissions provenant de l’utilisation de combustible se fera pour toute l’installation et non par procédé).

Il est possible de trouver dans le tableur Excel de la boîte à outils de l’INRP, sous l’onglet "NOx" le facteur d’émission suivant :

FENOx = 1600kg/106m3

L’utilisateur peut se servir de l’équation suivante pour calculer les émissions :

ENox = FENox * Qté * (1 tonne/1000 kg)

Où :

  • ENOx= Émission de NOx (tonne/an)
  • FENox = Facteur d’émission de NOx issues de la combustion de gaz naturel (kg/m3)
  • Qté = Quantité de gaz naturel par année (m3/an)

Ainsi, le rejet de NOx du centre de coulée est de :

ENox = (1600kg/106m3) x (4 000 000 m3/an) x (1 tonne/1000 kg) = 6,4 tonnes/an

6.7 Émissions provenant des procédés connexes

Les procédés connexes sont rattachés aux opérations d’électrolyse et possèdent des caractéristiques similaires au niveau des opérations (stockage, manutention, etc.) et des émissions de particules.

6.7.1 Description des procédés

Cette partie s’applique aux procédés suivants :

Entreposage des mégots :

Traitement du bain :

Traitement des mégots :

Scellement des anodes :

Opérations de nettoyage et de réfection des creusets :

Entreposage des écumes :

Ateliers du brasquage et du débrasquage des cuves :

Entreposage des brasques :

6.7.2 Émissions

Les substances qui pourraient être déclarées à l’INRP sont les particules :

D’autres émissions potentielles telles que le HF et l’ammoniac peuvent aussi provenir de ces activités.

6.7.3 Calcul des émissions

Il est possible d’utiliser les facteurs d’émission présentés dans le tableur pour les ventilateurs et dépoussiéreurs afin d’estimer les rejets de particules provenant des opérations connexes.

Dans le tableur Excel, il n’y a pas encore de facteur d’émission pour estimer les rejets de certaines substances provenant de ces procédés connexes, en ce sens l’utilisateur peut utiliser l’une des approches mentionnées précédemment dans le tableau 1.

6.8 Émissions des bouilloires

6.8.1 Description du procédé

Les bouilloires sont des systèmes de combustion ou de récupération de chaleur produisant de la vapeur.

6.8.2 Émissions

Les substances qui pourraient être déclarées à l’INRP :

6.8.3 Calcul des émissions

Dans le tableur Excel, il n’y a pas encore de facteur d’émission pour estimer les rejets provenant spécifiquement des bouilloires, en ce sens l’utilisateur peut utiliser la même approche que pour l’utilisation des combustibles ou l’une des approches mentionnées précédemment dans le tableau 1 ou les tableurs appropriés disponibles dans la boite à outils de l’INRP.

6.9 Émission issues de l’utilisation des solvants et peintures

6.9.1 Description du procédé

L'utilisation de solvants comprend, notamment, le dégraissage au moyen d'un solvant, la récupération des solvants usés, les émissions fugitives produites pendant la préparation du produit et l'utilisation de solvants commerciaux. Bon nombre de solvants contiennent des COV qui sont émis par évaporation lors de l’utilisation.

Les peintures utilisées pour le revêtement des réservoirs de stockage ou de tout autre produit contiennent aussi des COV qui doivent être considérés et déclarés à l’INRP au besoin.

6.9.2 Émissions

Les substances qui pourraient être déclarées à l’INRP :

6.9.3 Calcul des émissions

Il est possible d’estimer les rejets en présumant que tous les COV contenus dans la peinture et les solvants sont rejetés. Le pourcentage des émissions totales de COV et de COV individuels dans la peinture et les solvants utilisés est normalement indiqué sur la fiche signalétique des produits. Dans le cas contraire, vous pouvez obtenir ces renseignements auprès de votre fournisseur.

Le rejet total sera égal au pourcentage de COV multiplié par le poids total de peinture utilisée. Il existe aussi des facteurs d’émission génériques pour la peinture et les revêtements (références : Chapitre 4.2 du document AP-42 et Chapter 7 - Preferred and Alternative Methods for Estimating Air Emissions from Surface Coating Operations – documents disponibles en anglais seulement).

On utilise souvent des facteurs d’émission, des bilans massiques et des calculs techniques pour déterminer les émissions de COV résultant de l’utilisation de solvants (référence : AP-42, Vol. I, CH 4.6: Solvent Degreasing (epa.gov) - document disponible en anglais seulement).

6.10 Émission de poussières des routes non asphaltées

6.10.1 Description du procédé

Les routes non asphaltées sont des voies qui sont revêtues de gravier ou d'une mince membrane de bitume et enrobées à froid de bitume. Même si un dépoussiérant est appliqué sur un chemin non asphalté, la partie de la route qui en est recouvert est tout de même considérée comme une route non asphaltée.

6.10.2 Émissions

Les substances qui pourraient être déclarées à l’INRP sont les matières particulaires :

6.10.3 Calcul des émissions

Les émissions de poussière peuvent être estimées à l’aide de l’équation générale suivante :

Ex = KV * FEx * COR * [(1-EC)/100]

Où :

  • EX = Émission du contaminant x, (kg/année)
  • KV = Total des kilomètres-véhicules parcourus annuellement (km)
  • FEX = Facteur d’émission du contaminant x, (kg/KV)
  • COR = Facteur de correction pour les jours de précipitations, de couverture de neige et de gel
  • EC = Efficacité de la méthode anti-poussière (%)

L’équation suivante permet déterminer le nombre des kilomètres-véhicules parcourus (KV) par année :

KV = C * L * N

Où :

  • KV = Total des kilomètres-véhicules parcourus annuellement (km)
  • C = Circulation journalière moyenne
  • L = Longueur de la route non revêtue
  • N= Nombre de jours d’utilisation par année

La circulation journalière moyenne correspond au nombre total de véhicules qui circulent sur un tronçon de route chaque jour. La longueur des routes dans l’installation et le nombre de véhicules qui accèdent à l’installation au cours d’une journée type. En l’absence de telles données, on peut effectuer des relevés pendant des jours d’exploitation représentatifs au cours de l’année pour estimer les KV totaux. Le calcul des KV est décrit en détail dans la feuille de calcul pour poussière de routes industrielles non revêtues.

Le facteur d’émission, exprimé en unités métriques (kilogrammes/KV), se calcule à l’aide de l’équation suivante :

FE = k * [(s/12)a] * [(M/2.72)b]

Où :

  • FE = Facteur d’émission spécifique à la taille (kg/VK)
  • s = Teneur en silt du matériau de surface (%)
  • M = Masse moyenne du véhicule, tonnes (métriques)
  • k, a, b = Constantes numériques.

6.11 Émissions accidentelles

6.11.1 Description du procédé

Tout rejet non planifié dans l’atmosphère, autre que les émissions normales des cheminées ou les rejets ponctuels, les rejets attribuables au stockage ou à la manutention et les émissions fugitives, est considéré un rejet accidentel.

6.11.2 Émissions

Toutes les substances utilisées sur le site et qui peuvent être déversées accidentellement.

6.11.3 Calcul des émissions

Dans le tableur Excel, il n’y a pas de facteur d’émission pour estimer les rejets provenant des déversements accidentels, en ce sens l’utilisateur peut utiliser l’une des approches mentionnées précédemment dans le tableau 1.

7. Estimation des rejets dans les plans d’eau

Cette section présente les outils appropriés pour estimer les rejets dans les plans d’eau.

7.1 Rejet de l’effluent final des eaux de ruissellement, des eaux de procédés et de refroidissement ou de l’effluent final combiné.

7.1.1 Description du procédé

Tous les points où il y a rejet d’un effluent d’eaux de ruissellement, de procédés, de refroidissement ou d’une combinaison de ceux-ci à l’extérieur du terrain de l’établissement, soit tous les points de rejet dans l’environnement (cours d’eau, lac), y compris les points de rejet dans un fossé ou dans un réseau d’égouts municipal.

7.1.2 Rejets

Les substances qui pourraient être déclarées à l’INRP :

7.1.3 Calcul des rejets

Le tableur Excel présente une liste des paramètres qui sont généralement mesurés dans les effluents liquides. En l’absence d’information ou de mesure par exemple, l’utilisateur peut utiliser l’une des approches mentionnées dans le tableau 1.

7.2 Déversements et fuites accidentelles

7.2.1 Description du procédé

Tout rejet accidentel qui a pu se produire dans l’établissement. La différence entre une fuite et un déversement tient à la durée du phénomène : un déversement s’étend sur une période allant de quelques minutes à quelques jours; pour une fuite, on parle de quelques jours à quelques mois.

7.2.2 Rejets

Toutes les substances utilisées sur le site et qui peuvent être déversées accidentellement ou matières à fuite.

7.2.3 Calcul des rejets

Dans le tableur Excel, il n’y a pas de procédure uniformisée pour estimer les déversements et fuites accidentelles dans les plans d’eaux, en ce sens l’utilisateur peut utiliser l’une des approches mentionnées dans le tableau 1.

8. Estimation des rejets dans le sol

Cette section présente la méthodologie appropriée pour estimer les émissions dans le sol.

8.1 Déversements et fuites accidentelles

8.1.1 Description du procédé

Tout rejet accidentel qui a pu se produire dans l’établissement. La différence entre une fuite et un déversement tient à la durée du phénomène : un déversement s’étend sur une période allant de quelques minutes à quelques jours ; pour une fuite, on parle de quelques jours à quelques mois.

8.1.2 Rejets

Toutes les substances utilisées sur le site et qui peuvent être déversées accidentellement ou matières à fuite.

8.1.3 Calcul des rejets

Dans le tableur Excel, il n’y a pas de procédure uniformisée pour estimer les déversements et fuites accidentelles dans le sol, en ce sens l’utilisateur peut utiliser l’une des approches mentionnées dans le tableau 1.

9. Estimation des transferts hors site (élimination, recyclage)

Cette section présente les outils appropriés pour estimer les émissions lors des transferts hors site.

9.1 Principales matières résiduelles transférées hors site : brasques usées, boues d’épurateurs humides, boues d’épuration des eaux et écumes d’aluminium

9.1.1 Description du procédé

Les substances de l’INRP qui peuvent être contenues dans les résidus provenant du démantèlement des cuves de salle d’électrolyse (brasques usées), les boues d’épurateurs humides, les boues d’épuration d’eaux usées et dans les écumes d’aluminium. Il faut séparer ce qui sort (transfert) de ce qui revient (matière première à inclure dans le calcul du seuil pour la substance).

9.1.2 Rejets

Les substances qui pourraient être déclarées à l’INRP :

9.1.3 Calcul des transferts

Le tableur Excel présente une liste des substances généralement contenues dans les matières résiduelles transférées hors site pour fins d’élimination ou recyclage. En l’absence d’information ou de mesure par exemple, l’utilisateur peut utiliser l’une des approches dans le tableau 1.

9.2 Autres matières résiduelles

9.2.1 À base de carbone

9.2.1.1 Description du procédé

Les substances de l’INRP contenues dans les matières résiduelles à base de carbone, tel que les surplus de pâte à brasquer, les huiles usées contenant des BPC etc.

9.2.1.2 Rejets

Les substances qui pourraient être déclarées à l’INRP :

9.2.1.3 Calcul des transferts

Dans le tableur Excel, il n’y a pas encore de procédure uniformisée pour estimer les transferts provenant des autres matières résiduelles à base de carbone, en ce sens l’utilisateur peut utiliser l’une des approches mentionnées précédemment dans le tableau 1.

9.2.2 Matières résiduelles qui ne sont pas à base de carbone

9.2.2.1 Description du procédé

Les substances de l’INRP qui peuvent être contenues dans toutes autres matières telles que les eaux huileuses et carbonées, les sacs filtrants usés, les réfractaires des fours à cuisson etc.

9.2.2.2 Rejets

Les substances qui pourraient être déclarées à l’INRP :

9.2.2.3 Calcul des transferts

Dans le tableur Excel, il n’y a pas encore de procédure uniformisée pour estimer les transferts provenant des autres matières résiduelles, en ce sens l’utilisateur peut utiliser l’une des approches mentionnées dans le tableau 1.

10. Glossaire

Cette section présente les termes qui sont généralement utilisés en lien avec la production de l’aluminium primaire.

Alumine
Oxyde d’aluminium (Al2O3), obtenue par raffinage d'un minerai de bauxite
Anode
Électrode (positive) de carbone consommé lors du procédé de l’électrolyse
Bain
Composant liquide de la cellule où se produit la réduction de l’alumine en aluminium
Brai
Matière première entrant dans la fabrication de l’anode, agit comme liant
Cathode
Électrode (négative) de carbone, isolée par des briques réfractaires, dans les cuves électrolytiques
Coke de pétrole calciné
Matière première dans la fabrication de l’anode
Conditions normales de température et de pression
Le gaz est ramené à une température de 25 °C et une pression de 101.3 kPa
Cryolithe
Sel fondu (Na3AlF6) ajouté dans le bain et capable de dissoudre l'alumine
CTG
Centre de traitement des gaz
Dépoussiéreur
Sacs dans lesquels les poussières sont filtrées
Épurateur à sec
Système utilisant les propriétés adsorbantes d’une matière (coke, alumine) afin de contrôler les émissions atmosphériques de composés organiques volatils (COV), hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), fluorure d’hydrogène (HF) et les poussières de procédé
Épurateur humide
Enlève les contaminants dans un flux d'air par passage d’un liquide (solutions alcalines)
Pyroépurateur
Système conçu pour éliminer les matières carbonées dans un flux gazeux.

11. Références

Air & Waste Management Association, Air Pollution Engineering Manual. Van Nostrand Reinhold, New York : Anthony J. Buonicore, Wayne T. Davis, octobre 1992, 918 p. ISBN 0-442-00843-0.

Aluminerie Alouette Inc. (Sept-Îles), Attestation D’assainissement en Milieu Industriel, présentation au Ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs du Québec, Décembre 2006, 29 p.

Environment Australia, Emission Estimation Technique Manual for Aluminium Smelting, mars 1999, 48 p.

Environnement et Changement climatique Canada (ECCC), Guide de déclaration à l’inventaire national des rejets de polluants (INRP) 2022-2024.

Environnement et Changement climatique Canada (ECCC), Division des mines et traitement, 2019.

Environmental Protection Agency des États-Unis, Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42, Volume I: Stationary Point and Area Sources, Fifth Edition, 1995.

Environmental Protection Agency des États-Unis, logiciel Factor Information Retrieval (FIRE) (Webfire, décembre 2005).

Environmental Protection Agency des États-Unis, Primary Aluminum Industry : Technical Support Document for Proposed MACT Standards, juillet 1996, Office of Air Quatity Planning and Standards.

SNC-Lavalin Environnement, Description des Procédés de Fabrication D’anodes et de Coke Calciné utilisés dans les Alumineries Canadiennes, présentation interne à Environnement Canada, décembre 2010, 69 p.

Statistique Canada, Système de classification des industries de l'Amérique du Nord (SCIAN), 2022.

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