Série : Mining & Materials • Partie 12 sur 14
Industrie circulaire : Déchets = Entrée
Nous avons conçu le campus comme un organisme vivant : la chaleur est la nourriture, l'eau est le sang, et les « déchets » sont un colocataire avec un travail. Dans cette partie, nous câblons les boucles — métal, chaleur, eau, gaz, minéraux — pour que les voisins nourrissent les voisins et que rien ne s'égare.
Mission d'aujourd'hui
Cartographier chaque sous-produit vers un acheteur voisin.
Publier les tailles de boucle pré-calculées.
Prouver qu'un campus peut être calme, propre et utile en net pour sa ville.
Pourquoi circulaire (physique d'abord, romance ensuite)
Nous ne « compensons » pas — nous imbriquons. Les mêmes électrons (Partie 3) qui fondent les métaux (Parties 4–6) alimentent aussi les pompes, fours (Partie 9) et centres de données (Partie 11). Cela nous permet de diriger chaleur, eau et sous-produits volontairement : chaque sortie est un menu, et tout le campus a faim.
- Les boucles courtes gagnent : déplacer la chaleur sur 80 m coûte moins cher que transporter du carburant sur 800 km.
- Ports standards : MEC‑48/96 maintiennent les échanges rapides (Partie 10).
- Formes prêtes à l'emploi, pas de déchets : résidus/briques/blocs restent locaux (Parties 1, 8, 9).
Boucles de matériaux (ferraille, cullet et compagnons)
Métaux
- Acier : le four à arc électrique fond la ferraille de nos propres aciéries & clients. Taux typique de ferraille en boucle fermée : 20–35% de la production.
- Aluminium : refonte des retours <10 % de l'énergie vierge ; maintenir un flux de ferraille propre par alliage (Partie 6).
- Cuivre : découpe & raffinage des rejets d'atelier → ER → cathode à 99,99 % ; la scorie retourne aux anodes.
Verre & silicium
- Cullet : 20–35% du lot en masse ; réduit l'énergie et l'usure du four (Partie 9).
- Chutes PV : retour au lot de verre ou aux rails en aluminium ; les cellules vont chez des recycleurs spécialisés ; nous concevons pour le démontage (Partie 3).
Emballages & palettes
Palettes réutilisables en acier/aluminium avec coins boulonnés. Elles reviennent en retour, sont scannées, puis repartent. Le carton a un seul rôle : protéger l'optique, puis dans la boucle du papier.
Boucles de chaleur (pas de panache, juste les voisins)
Sources (campus typique)
| Unité | Qualité | Récupérable | Notes |
|---|---|---|---|
| Gaz résiduaires & hotte du four à arc électrique | Moyen/Élevé | ~8–15 MWth | Vers vapeur, séchoirs |
| Recuit/tempérage du verre | Faible/Moyen | ~6–12 MWth | Vers séchoirs, bâtiments |
| Hall d'électro-affinage | Faible | ~1–3 MWth | Bobines air→eau |
| Racks de calcul (Part 11) | Faible | ~18–20 MWth | Boucle liquide 45–60 °C |
Puits thermiques (là où la chaleur gagne sa vie)
- Séchage de produits (minerai, briques, revêtements)
- Eau chaude sanitaire & CVC du bâtiment
- Étapes de processus basse température (décapage, lavage)
- Boucle de district vers piscine municipale, serres, blanchisseries
Règle générale : capturez tout ce qui dépasse 30 °C. Si un flux n’est pas utile aujourd’hui, stockez-le ou déplacez-le de 80 m vers quelqu’un qui sourit.
Boucles d'eau (fermées par défaut)
Anatomie du réseau
- Brut → process → polissage → recyclage ; purge vers blocs/liants.
- La pluie des prairies PV alimente le make‑up ; le lac amortit les saisons (Partie 1).
- Séparez les boucles propres/sales pour que le propre reste propre.
Chiffres de planification
| Ligne | Taux de recyclage | Make‑up | Notes |
|---|---|---|---|
| Refroidissement des métaux | ~90–98% | ~2–10% | Tours fermées/HEX |
| Verre & coucheurs | ~85–95% | ~5–15% | Filtres + RO |
| Métaux pour batteries | ~80–95% | ~5–20% | Dépend de la voie de lixiviation |
Le blowdown minéralise les blocs (Partie 9) au lieu de rejoindre une rivière.
Gaz & réactifs (faire fonctionner la chimie)
Sous-produit → Produit
| De | Devient | Utilisé par |
|---|---|---|
| SO₂ de fonderie (sulfures de Cu) | H₂SO₄ (acide sulfurique) | Ateliers de lixiviation (métaux pour batteries) |
| LC³ e‑calciner CO₂ | Flux de CO₂ | Durcissement par carbonatation des blocs |
| Calcul des pompes & entraînements | Chaleur basse qualité | Séchage • CVC • Serres |
| Fines de dépoussiéreur à verre | Silice fine | Liants mélangés • blocs |
Sagesse des réactifs
- Préférer les systèmes sulfate, ammoniac et carbonate avec des fermetures connues.
- Enfermer les chemins de vapeur ; épurer en produit (acide/base) plutôt que de ventiler.
- Concevoir la neutralisation pour produire des solides vendables, pas de la boue mystérieuse.
D'où vient exactement le CO₂ pour le durcissement ?
Depuis le calcinateur électrique (Partie 9) : le calcaire dans LC³ libère du CO₂ à des températures contrôlées. Parce que le four est scellé et électrique, nous capturons et comprimons ce flux pour durcir les blocs et panneaux. Boucle courte, pas de cheminée.
Sous-produits minéraux → produits (rien ne s’échappe)
Scories d'EAF & de fonderie
- Tamis et aimant : grossier → base de route, fines → mélange liant (avec LC³).
- Vieillir/traiter à la vapeur pour fixer la chaux libre ; certifier comme tout matériau.
Concentrateur & résidus
- Résidus riches en sable vers blocs pressés (Partie 9) durcis avec CO₂.
- Fines riches en argile vers argile calcinée pour LC³ (Partie 9).
Mais est-ce sûr ?
Nous ne recyclons que des flux inertes, testés avec un contrôle qualité continu. Tout ce qui ne se comporte pas devient un monolithe stabilisé et doublé — et nous continuons à réduire cette catégorie.
Grand livre de la boucle du campus (pré-calculé)
« Campus d'un gigatonne » — exemples de liens (état stationnaire)
Environ : acier 1 Mt/an • verre 1 Mt/an • produits chimiques pour batteries 0,1–0,3 Mt/an • calcul 20 MW.
| Boucle | Flux | De | Vers | Note |
|---|---|---|---|---|
| Ferraille d'acier | ~0,25 Mt/an | Forges/clients | EAF | 25 % de retour en circuit fermé |
| Chutes d'aluminium | ~0,12 Mt/an | Extrusions | Refonte | Refonte à basse énergie |
| Calcin | ~0,25–0,35 Mt/an | Lignes de verre | Lot de four | 20–35 % du lot |
| H₂SO₄ | ~0,2–0,5 Mt/an | Fonderie de Cu | Ateliers de lixiviation | SX/EW & polissage |
| CO₂ | ~0,05–0,12 Mt/an | Calcinateur LC³ | Cure des blocs | Gaz de cure à boucle courte |
| Chaleur basse qualité | ~30–40 MWth | Calcul & lignes | Séchage/Climatisation | Boucle à 45–60 °C |
| Eau de procédé | ~85–95% recyclage | Toutes les lignes | Réseau d'eau | Complément via pluie & lac |
| Scories/sable en blocs | ~0,2–0,6 Mt/an | Moulins/rejets | Usine de blocs | Cicatrisé au CO₂ |
Les valeurs sont des points de planification pour garder les conceptions concrètes ; les réels s'ajustent selon la recette du site.
Tableau de bord (objectifs)
- Circularité des matériaux : ≥ 90% interne en masse (hors produit)
- Recyclage de l'eau : ≥ 90% en moyenne sur les boucles
- Capture de chaleur : ≥ 70% de la chaleur récupérable basse/moyenne qualité
- Déchets en décharge : ≤ 1–3% du flux massique total, stabilisés
Avantages pour le voisinage
- Eau chaude de district au coût (écoles, piscines, cliniques)
- Blocs & panneaux tarifés pour constructions locales
- Emplois liés à la maintenance et au QA — le genre discret
Scénarios pré-calculés
Scénario A — Duo Acier + Verre
Acier 1 Mt/an + Verre solaire 1 Mt/an.
| Boucle | Valeur | Note |
|---|---|---|
| Réutilisation de la chaleur | ~20–30 MWth | EAF & recuit → séchoirs/CVC |
| Fraction de calcin | ~25–35% | Réduit kWh/t du four |
| Retour de ferraille | ~25–30% | Ferraille interne & client |
| Recyclage de l'eau | ~90–95% | Conception à deux boucles |
Scénario B — Cuivre + métaux pour batteries
Cathode cuivre 1 Mt/an + sulfates Ni/Co 100 kt/an.
| Boucle | Valeur | Note |
|---|---|---|
| SO₂ → H₂SO₄ | ~0,2–0,5 Mt/an | Alimentations lixiviat • pas de torchères |
| Chaleur ER | ~2–4 MWth | Bobines air→eau vers séchoirs |
| Recyclage de l'eau | ~85–95% | Polissage + RO |
Scénario C — Ville ancrée sur Compute
Calculer 20 MW + briques/blocs 0,5 Mt/an + charges communautaires.
| Boucle | Valeur | Note |
|---|---|---|
| Chaleur résiduelle vers le réseau | ~18–20 MWth | Alimentation 45–60 °C |
| Gaz de cure CO₂ | ~0,05–0,12 Mt/an | Du calcinateur LC³ |
| Recyclage de l'eau | >90% | Sèche-linge à pompe à chaleur |
La salle des données devient un service public : chaleur douce en hiver, refroidissement silencieux en été.
Q&A
« Le zéro-déchet est-il réaliste ? »
Le zéro-décharge est réaliste ; le zéro-masse ne l’est pas. Nous concevons pour que >90% de la masse reste dans les boucles, 7–9% devienne des produits pour d'autres, et le petit reste mal comporté soit stabilisé et stocké correctement — tout en continuant à le réduire.
« Que se passe-t-il si une boucle est en panne ? »
Nous maintenons des tampons : réservoirs thermiques, réservoirs de réactifs et zones de stockage pour les blocs. Les ports MEC (Partie 10) nous permettent de rerouter rapidement. Si un voisin fait une sieste, le stockage comble l'heure/jour jusqu'à ce qu'il se réveille.
« Comment le prouver aux voisins ? »
Moniteurs continus sur l'air, l'eau et le bruit avec des tableaux de bord publics. Si une ligne fait un faux pas, les alarmes sont envoyées à la fois à nous et à la ville. La confiance est un paramètre de conception, pas un communiqué de presse.
À venir — Communautés autour des lacs (Partie 13 sur 14). Nous planifierons des villes qui se développent autour des futurs lacs de la Partie 1 — écoles, marchés et maisons qui consomment peu d'énergie et profitent de la vue.