Données physico-chimiques

Données atomiques

Données physiques

Données chimiques

Potentiels standards :

Données thermodynamiques

Chlorate de sodium cristallisé :

• Enthalpie molaire standard de formation à 298,15 K : -358,8 kJ.mol^-1
• Enthalpie molaire standard de fusion à la température de fusion : 22,6 kJ.mol^-1

Données industrielles

Fabrication industrielle

La formation d’ions chlorate ClO₃^– (dans lesquels le chlore possède un nombre d’oxydation de +5) peut être réalisée par :

• Dismutation des ions hypochlorite ClO^– (de nombre d’oxydation de +1) en phase homogène, vers 60-80°C et à pH compris entre 6,0 et 6,5, selon la réaction représentée par l’équation chimique suivante :

3 ClO^– = 2 Cl^– + ClO₃^–

• Oxydation électrochimique des ions hypochlorite ClO^–.

Dans tous les cas, on part d’hypochlorite de sodium formé par électrolyse, dans des cellules sans séparateur, d’une solution saturée de chlorure de sodium NaCl. La réaction globale est la suivante :

Cl^– + 3 H₂O = ClO₃^– + 3 H₂

Actuellement, de plus en plus, la formation des ions ClO₃^– est effectuée par dismutation des ions ClO^–, dans un réacteur couplé à la cellule d’électrolyse de NaCl. Les cathodes sont en acier, les anodes de type DSA, la distance séparant les électrodes est de 3 à 5 mm. Un ajout de dichromate de sodium (1 à 5 g/L) permet d’éviter une réduction partielle de ClO^– et ClO₃^–. La tension est de 2,75 à 3,60 V, les densités de courant de 15 à 25 A/dm². La consommation électrique est de 5 000 à 6 000 kWh/t de chlorate de sodium (en 2017, pour une production mondiale de 3,6 millions de t, la consommation électrique est de 20 TWh). L’électrolyte circule rapidement (1 m/s) dans la cellule jusqu’à ce que la concentration en chlorate atteigne 625 g/L. Le pH est maintenu par ajout de HCl. Avant électrolyse, la saumure est purifiée afin d’éliminer, par précipitation et filtration, les ions calcium, magnésium, sulfate…, à l’aide d’hydroxyde de sodium, carbonate de sodium, chlorure de calcium ou de baryum, ces derniers pour éliminer les ions sulfate.

NaClO₃ cristallisé, à 99,5 % de pureté, est obtenu par évaporation de l’eau, sous vide, puis séchage, généralement en lit fluidisé, par de l’air, à 150°C.

Co-production : du dihydrogène, avec 60 kg/t de chlorate de sodium.

Consommations : pour 1 t de NaClO₃.

L’électricité représente de 70 à 85 % des coût de production, le sel, 10 %.

Souvent, la production de chlorate de sodium est effectuée sur les lieux d’élaboration de la pâte à papier, principaux consommateurs de ce produit.

Productions

Les capacités mondiales de production sont estimées, en 2013, à environ 4 millions de t/an avec :

En 2017, la production mondiale a été de 3,6 millions de t.

Dans l’Union européenne, en 2019, la production (qui regroupe celles de chlorates, perchlorates, bromates, perbromates, iodates et periodates) est de 799 682 t dont :

Commerce international : en 2019.

Principaux pays exportateurs : sur un total de 626 420 t.

Source : ITC

Les exportations du Canada sont destinées aux États-Unis à 84 %, au Japon à 9 %.

Principaux pays importateurs :

Source : ITC

Les importations des États-Unis proviennent du Canada à 99,7 %.

Principaux producteurs :

• Eka, filiale du groupe néerlandais Nouryon, n°1 mondial avec 24 % du marché, possède une capacité de production de 900 000 t/an, avec aux États-Unis, 200 000 t/an à Columbus dans l’État du Mississippi et 63 000 t/an à Moses Lake dans l’État de Washington, au Canada, dans la province de Québec, 118 000 t/an à Valleyfield et 150 000 t/an à Magog, en France, 70 000 t/an à Ambès (33), en Suède, 72 000 t/an à Alby et Stockvik, en Finlande, à Oulu, au Brésil, à Jundiai et Bahia, au Chili, à Talcahuano, en Russie, à Koryazhma dans la région d’Arkhangelsk.
• Erco Worldwide, division du groupe canadien Superior Plus, n°2 mondial avec 17 % du marché, possède 515 000 t/an de capacité de production et a vendu, en 2019, 480 000 t, avec des usines au Canada, à Buckingham (130 000 t/an), au Québec, Hargrave (40 000 t/an), au Manitoba, Vancouver (100 000 t/an), en Colombie Britannique, Grande Prairie (50 000 t/an), en Alberta, Thunder Bay, dans l’Ontario, aux États-Unis, à Valdosta (100 000 t/an), en Georgie et au Chili, à Mininco (55 000 t/an).
• Kemira, n°3 mondial avec 15 % du marché, possède des unités de production en Finlande (235 000  t/an), à Joutseno et Sastamala, aux États-Unis, à Augusta (132 000 t/an) en Georgie et Eastover (82 000 t/an) en Caroline du Sud, en Uruguay, à Fray Bentos et au Brésil, à Ortigueira, dans l’État de Paraná.
• Chemtrade, société canadienne, qui exploitait une unité de production au Canada, à Prince George, en Colombie Britannique, avec 78 000 t/an, a acquis, en mars 2017, la société Canexus, n°4 mondial, avec 11 % du marché, avec des usines au Canada, à Brandon (320 000 t/an) dans le Manitoba, Beauharnois (44 000 t/an) au Québec et au Brésil, à Espírito Santo (66 000 t/an). L’usine de Bradon, est la plus importante, dans le monde. En 2019, les ventes nord-américaines ont été de 392 000 t.
  
• Autres producteurs : China First Chemical Holdings (Chine), Arkema (France) avec 85 000 t/an, Ercros (Espagne), à Sabiñánigo, province de Huesca, avec 46 000 t/an.

Situation française

En 2019.

Production : 122 682 t de chlorates, perchlorates, bromates, perbromates, iodates et periodates.

Producteurs :

• Arkema avec une capacité de production de 85 000 t/an à Jarrie (38).
• Eka, filiale de Nouryon, avec une capacité de production de 70 000 t/an à Ambès (33).

Commerce extérieur :

Les exportations sont confidentielles.

Les importations s’élevaient à 7 120 t en provenance principalement à :

• 90 % d’Espagne,
• 6 % de Finlande.

Utilisations

Consommations

Dans le monde, en 2019 : 4,2 millions de t, dont 1,4 million de t en Amérique du Nord.

Secteurs d’utilisation

Dans le monde, en 2018, plus de 90 % de la production est destinée au blanchiment de la pâte à papier.

Industrie de la pâte à papier : NaClO₃ donne in situ, en milieu acide, du dioxyde de chlore (ClO₂, gaz explosif ne pouvant être ni stocké ni transporté) utilisé dans le blanchiment des pâtes chimiques (pâtes kraft et pâtes au bisulfite). On obtient ainsi les pâtes ECF (Elemental Chlorine Free).

ClO₃^– + 2 HCl = ClO₂ + 1/2 Cl₂ + Cl^– + H₂O

La consommation moyenne de NaClO₃ est de 20 kg par tonne de pâte, il représente 5 % du coût de fabrication de la pâte à papier.

La production mondiale de pâtes chimiques a été, en 2010, de 130 millions de t (142 millions de t en 2017) dont 95,5 millions de t (102 millions de t en 2017) ont été blanchies avec 88,3 millions de t pour les pâtes ECF (Elemental Chlorine Free), 4,8 millions de t pour les pâtes TCF (Totally Chlorine Free) traitées par l’ozone ou l’eau oxygénée et 2,4 millions de t pour les pâtes utilisant le dichlore. L’utilisation du dichlore a été fortement réduite afin d’éviter la formation de composés organochlorés et en particulier de dioxines.

Évolution mondiale de la production de la pâte à papier chimique en fonction du mode de blanchiment :

Production de pâte à papier, en 2012, en Amérique du Nord et en Scandinavie en fonction du mode de blanchiment :

Élaboration de dérivés chimiques :

• Chlorate de potassium (KClO₃) destiné principalement à la fabrication des allumettes, voir ce produit.
• Perchlorate de sodium (NaClO₄) : obtenu par oxydation électrolytique d’une solution de NaClO₃. En France, production par Arkema à Jarrie (38) avec une capacité de 8 000 t/an. Aux États-Unis, la production est assurée par American Pacific, à Cedar City dans l’Utah. Il est utilisé dans la fabrication de bouillies explosives et comme intermédiaire dans la fabrication du perchlorate d’ammonium.
• Perchlorate d’ammonium (NH₄ClO₄) : il est obtenu à partir du perchlorate de sodium, en présence de chlorure d’ammonium, par double décomposition, selon la réaction suivante :

NaClO₄ + NH₄Cl = NH₄ClO₄ + NaCl

Safran Ceramics, société du groupe Safran, n°2 mondial, est le seul producteur européen avec une capacité de 4 000 t/an à Saint Médard en Jalles (33). Le n°1 mondial est American Pacific, seule société productrice aux États-Unis, à Iron County dans l’Utah, avec 13 600 t/an de capacité de production.
La consommation française est d’environ 3 000 t/an en particulier pour les « boosters » d’Ariane 5, les missiles M45 des sous-marins nucléaires lanceurs d’engins et les systèmes de déclenchement des « airbags ».
Le perchlorate d’ammonium (NH₄ClO₄) entre à 68 % dans les 237 t de propergol solide (poudre), en présence de polybutadiène (14 %) et de poudre d’aluminium (18 %), utilisées dans les « boosters » d’Ariane 5. La combustion doit durer 123 s et assurer 92 % de la poussée du lanceur au décollage. Chaque seconde, expulsion de 1,9 t de gaz à 3000 K provenant, en partie, de la réaction suivante :

6 NH₄ClO₄ + 10 Al = 3 N₂ + 9 H₂O + 5 Al₂O₃ + 6 HCl

• Perchlorate de potassium (KClO₄), utilisé en pyrotechnie civile dans les feux d’artifice. La production du groupe chinois HHH est de 10 000 t/an.
• Chlorite de sodium (NaClO₂) : il est obtenu par réduction à l’aide de SO₂, HCl, H₂O₂ ou de méthanol, de solutions de NaClO₃. Le procédé Arkema utilise une réduction par H₂O₂, en deux étapes. Dans un premier temps, en présence d’acide sulfurique et d’air pour diluer ClO₂ et ainsi éviter les risques d’explosion, du dioxyde de chlore est formé :

2 ClO₃^– + H₂O₂ + 2 H₃O⁺ = 2ClO₂ + 4 H₂O + O₂

Ensuite, les gaz sont lavés puis ClO₂ est réduit dans des colonnes d’absorption en présence de soude :

2 ClO₂ + H₂O₂ + 2 OH^– = 2 ClO₂^– + O₂ + 2 H₂O

En général, le chlorite de sodium est obtenu et commercialisé en solution concentrée.
En Amérique du Nord, en 2017, la demande est de 15 000 à 20 000 t/an. Erco Worldwide, division du groupe canadien Superior Plus, possède une capacité de production de 10 000 t/an, au Canada, à Buckingham, au Québec et Thunder Bay, dans l’Ontario et a vendu, en 2017, 7 600 t. A acquis, en octobre 2017, auprès du groupe Lanxess, la société International Dioxide qui possède une unité de production, aux États-Unis, à North Kingstown dans le Rhode Island.
Le chlorite de sodium est principalement utilisé pour former, in situ, du dioxyde de chlore employé pour la purification de l’eau, dans des installations de faible capacité, ou le blanchiment des textiles. La média-mutation de ClO₂^– en ClO₂ est réalisée par HCl ou Cl₂.

5 ClO₂^– + 4 H₃O⁺ = 4 ClO₂ + Cl^– + 6 H₂O

Il est utilisé également dans la synthèse de colorants, les traitements de surfaces…

Minerai d’uranium : NaClO₃ est utilisé dans le traitement acide du minerai (1 à 2 kg/t de minerai). Dans cette application il est concurrencé par d’autres oxydants : pyrolusite (MnO₂), HNO₃ (voir le chapitre consacré à l’uranium).

Pyrotechnie : utilisé principalement en Chine directement dans les feux d’artifice ou après transformation en chlorate de potassium.

Générateur chimique de dioxygène : dans les avions, face aux risques de dépressurisation, du dioxygène peut être fourni par des générateurs destinés à alimenter 2,3 ou 4 passagers, avec 21 L/personne pendant au moins 15 minutes. Le générateur se déclenche automatiquement à l’aide d’un capteur de pression. Il renferme un mélange de chlorate de sodium et d’environ 8 % de poudre de fer qui, à 260°C, libère du dioxygène. Le dioxygène provient de la décomposition thermique du chlorate de sodium selon la réaction :

NaClO₃ = 3/2 O₂ + NaCl

La poudre de fer catalyse la réaction. De 2 à 6 % de dioxyde de baryum est ajouté afin de fixer le dichlore qui peut se former.

Bibliographie

Données physico-chimiques

Données atomiques

Données physiques

Données thermodynamiques

Données industrielles

État naturel

Le chlorure de sodium, NaCl, est d’origine marine. La teneur moyenne des océans est, en moyenne, de 30 g/L et varie de 20 g/L en mer Baltique à 79 g/L en mer Morte, soit 40 millions de milliards de t de chlorure de sodium contenues. Si tous les océans de la terre étaient asséchés, 75 % de la surface du globe serait recouverte d’une couche de 75 m de sel.

Le chlorure de sodium est soit récupéré à partir de l’eau de mer dans des marais salants, soit exploité dans des gisements de sel gemme qui ont été formés par dépôts à partir d’eau de mer. Aux États-Unis, les réserves de sel gemme sont estimées à plus de 55.10¹² t. Les lacs salés sont également exploités, industriellement aux États-Unis ou artisanalement dans de nombreux autres pays. Le plus grand lac salé du monde est celui d’Uyuni, en Bolivie, de 10 000 km², situé à 2653 m d’altitude. Ses réserves sont de 63 milliards de t de chlorure de sodium, 9 millions de t de sels de lithium (2/3 des réserves mondiales), 200 millions de t de sels de magnésium, potassium…

Principaux constituants de l’eau de la mer Méditerranée :

Sels formés par l’évaporation totale dans les marais salants d’une tonne d’eau de mer :

Cristallisation fractionnée lors de l’évaporation de l’eau de mer :

La production de chlorure de sodium dans les marais salants est réalisée de telle sorte que NaCl récolté soit le plus pur possible. Il faut pour cela, à l’aide de circuits complexes, éviter la coprécipitation des autres sels tels que ceux de magnésium.

Ressources

Sel de première intention

Il est obtenu à partir :

De l’eau de mer par la technique agricole des marais salants (salins).

Exemple de Salin de Giraud (13), lorsque la capacité de production était de 800 000 t de sel/an avec une superficie de 11 000 ha. L’eau de mer qui était pompée avec un débit de 10 à 15 m³ par seconde parcourait un circuit de 70 à 100 km. Le volume de saumures contenu était d’environ 35 millions de m³. Une énergie solaire gratuite de 2 millions de t équivalent-pétrole était utilisée. Après cristallisation du sel, le traitement des « eaux mères » donne des produits magnésiens (sulfate, hydroxyde, chlorure…). La capacité de production n’est plus que de 340 000 t/an, depuis 2011, après l’arrêt de l’approvisionnement de l’usine de chlore-soude d’Arkema à Saint-Auban.

Le marais salant le plus important au monde est celui exploité par Exportadora de Sal (ESSA) détenue à 51 % par l’État mexicain et à 49 % par Mitsubishi, au Mexique, en Basse Californie, à Guerrero Negro, avec une surface de 33 000 hectares de marais salants et une capacité de production de 8 millions de t/an.

De gisements de sel gemme (halite) exploités par technique minière. La teneur minimale des gisements pour être exploités est de 90 % en NaCl. En France, une seule mine est en exploitation, celle de Saint Nicolas à Varangéville, près de Nancy (54), située à 160 m de profondeur. Le gisement, formé au Trias, de 12 000 km² de superficie, possède mille milliards de t de réserves. La couche inférieure (sel de Muschelkalk) s’est déposée il y a 215 à 220 millions d’années, la couche supérieure (de Keuper), celle qui est actuellement exploitée, il y a 100 à 135 millions d’années. La capacité de production est de 525 000 t/an avec une teneur de 93 à 94 % de NaCl. Le puits principal actuel a été foré en 1868. La mine est exploitée selon la technique des chambres et piliers avec des galeries de 4,5 m de hauteur et 13 m de largeur, avec des piliers abandonnés carrés de 29 m de côté.
La plus importante mine de sel gemme au monde, avec une capacité de production de 8 millions de t/an, exploitée par Sifto, filiale de Compass Minerals, est située à Goderich, en Ontario au Canada. Le gisement a été découvert lors d’une recherche de pétrole. La couche de sel exploitée est située à 550 mètres de profondeur. Le sel a été initialement extrait sous forme de saumure puis, à compter de 1959, une exploitation minière a débuté.

De gisements de sel gemme exploités par circulation d’eau in situ : on obtient des saumures saturées en sel à environ 300 g/L. L’eau de ces saumures peut être évaporée artificiellement dans des salines pour obtenir du sel cristallisé appelé sel ignigène. Ces saumures renfermant du sel de dissolution sont souvent utilisées directement comme matière première industrielle pour la production de carbonate de sodium, de dichlore et d’hydroxyde de sodium.

Production fatale de sel

Elle se produit :

• Lors du traitement de minerais : on obtient du sel thermique (ou sel coproduit) lors du traitement de la sylvinite, minerai de potasse (voir le chapitre chlorure de potassium). Cette production, liée à celle de la sylvinite, s’est terminée en 1999, en France, avec l’arrêt de l’exploitation des Mines de Potasse d’Alsace.
• Lors de procédés industriels : la concentration des lessives de soude donne, par an, en France, environ 600 000 t de sel qui sont directement recyclées pour produire du dichlore et de la soude (voir les chapitres hydroxyde de sodium et dichlore).

Consommation d’énergie

En fonction du type d’exploitation.

• Marais salants : 68 MJ/t de sel.
• Sel gemme : 195 MJ/t de sel.
• Sel ignigène : de 2 200 à 2 500 MJ/t de sel.

Productions

De sel cristallisé et de dissolution, en 2019. Monde : 293 millions de t, Union européenne, en 2018 : 52,823 millions de t.

Source : USGS

Depuis 2005, la Chine a supplanté les États-Unis comme premier producteur mondial.

Dans le monde, en 2013, 40 % de la production est assurée par l’exploitation de marais salants ou de lacs salés, 26 % par l’exploitation de gisements de sel gemme et 34 % par l’extraction de saumures.

Aux États-Unis, en 2019, 41 % de la production est sous forme de sel gemme, 41 % de saumures, 10 % de sel ignigène, 8 % de sel de mer ou de lacs salés. La production est assurée, à 92 %, par les États suivants : Kansas, Louisiane, Michigan, État de New York, Ohio, Texas, Utah.

En Inde, en 2017-18, 80,6 % de la production a lieu dans l’État de Gujurat. 82 % du sel est obtenu dans des marais salants.

Cas particulier du Japon : pour des raisons climatiques, la technique des marais salants n’y est pas efficace. Ce pays a développé la production de sel par électrodialyse qui couvre environ la moitié de la production de sel cristallisé. L’électrodialyse, à partir d’eau de mer permet d’augmenter la concentration de l’eau de 3,5 à 15-20 %. La production de sel est la 2^ème utilisation de l’électrodialyse dans le monde, après le dessalement des eaux saumâtres. La production ne couvrant pas la consommation, des sociétés japonaises exploitent des marais salants à l’étranger, par exemple au Mexique, en Basse Californie, où Mitsubishi Corporation possède 49 % de Exportadora de sal (ESSA), 51 % appartenant à l’État mexicain, qui exploite le plus grand marais salant au monde avec une capacité de production de 8 millions de t/an ou en Australie de l’Ouest avec Mitsui qui possède en propre des unités de production ainsi qu’avec Marubeni et Sojitz qui détiennent une participation dans Dampier Salt détenu principalement, à 68,4 %, par Rio Tinto.

Commerce mondial : en 2019.

Les ressources en sel sont bien réparties et abondantes sauf au Japon avec, en 2018, une production de 929 000 t pour une consommation de 7,973 millions de t, le sel étant principalement produit par des sociétés japonaises à l’étranger, surtout en Australie et au Mexique avec 7,297 millions de t. Il en est de même en Scandinavie (Norvège, Suède, Finlande et Danemark) où les importations sont, en 2019, de 2,673 millions de t. Les échanges mondiaux portent sur environ 20 % de la production de sel cristallisé.

Principaux pays exportateurs : sur un total de 69,443 millions de t.

Source : ITC

Les exportations de l’Inde sont destinées à la Chine à 43 %, à la Corée du Sud à 16 %, au Japon à 10 %…

Principaux pays importateurs : sur un total de 77,143 millions de t.

Source : ITC

Les importations des États-Unis proviennent du Chili à 30 %, du Canada à 26 %, d’Égypte à 15 %, du Mexique à 11 %…

Principaux producteurs mondiaux : en 2019.

Sources : K+S et rapports des sociétés

• Le n°1 mondial est le groupe allemand K+S après les acquisitions de la société chilienne Sociedad Punta de Lobos (SPL) en 2006 et de la société nord américaine Morton Salt en octobre 2009. Les capacités mondiales de production sont de 31 millions de t/an, avec, en 2019, une production de 25,7 millions de t de sel. Les capacités de production sont les suivantes :
  • 14 millions de t/an avec sa filiale Morton aux États-Unis, Canada et Bahamas dans 6 mines, 3 salins et 9 unités de production de sel ignigène.
  • 8 millions de t/an, au Chili dans la mine de Salar Grande de Tarapacá exploitée à ciel ouvert, dans le désert d’Atacama et 0,5 million de t/an dans un salin au Brésil à Salina Diamante Branco, dans le Natal.
  • 9 millions de t/an de sel cristallisé et 1,7 million de t de saumure par sa filiale European Salt Company (Esco), en Europe (Allemagne, France, Espagne, Pays Bas et Portugal), dans 3 mines en Allemagne, 2 exploitations de saumure et plusieurs exploitations de sel ignigène.
  • Le groupe a le projet de développement d’un salin, pour 2022, le projet Ashburton, près de Onslow, en Australie de l’Ouest, avec une capacité de production de 4,5 millions de t/an.
• Le groupe China National Salt a produit, en 2018, 18 millions de t.
• Avec des capacités de 14,86 millions de t/an, Compass Minerals exploite des mines à Goderich, Ontario au Canada (8 millions de t/an), Cote Blanche, Louisiane, aux États-Unis (3 millions de t/an), Winsford, dans le Cheshire au Royaume Uni (1,5 million de t/an), ainsi que du sel ignigène au Canada à Goderich (140 000 t/an), Unity, dans le Saskatchewan (140 000 t/an), Amherst, en Nouvelle Écosse (130 000 t/an) et aux États-Unis à Lyons, au Kansas (450 000 t/an) et un marais salant dans le Grand Lac Salé, à Ogden, dans l’Utah (1,5 million de t/an). En 2019, les ventes de sel ont porté sur 10,923 millions de t dont 8,748 millions de t destinées au dégivrage routier. Les réserves de sel sont de 547,6 millions de t à Goderich, 306 millions de t à Cote Blanche et 28,7 millions de t à Winsford.
• Le groupe Cargill Salt possède des capacités de 13 millions de t/an aux États-Unis, avec 3 mines, à Lansing dans l’État de New-York, avec 2 millions de t/an, Cleveland dans l’Ohio et Avery Island en Louisiane, 3 salins à Newark en Californie, Freedom dans l’Oklahoma et Timpie dans l’Utah, 7 exploitations de sel ignigène et 800 000 t/an dans un salin au Venezuela avec la société Produsal.
• Dampier Salt, détenu à 68,4 % par Rio Tinto, avec des groupes japonais, Marubeni avec 21,5 % et Sojitz avec 10,1 %, exploite, en Australie de l’Ouest, avec de l’eau de mer les sites de Dampier avec 4,2 millions de t/an, Port Hedland avec 3,2 millions de t/an et avec les saumures du lac salé le site de Lake MacLeod avec 2,9 millions de t/an. En 2019, la production a été de 7,931 millions de t dont 5,422 millions de t pour Rio Tinto.
• Exportadora de Sal (ESSA) détenue à 51 % par l’État mexicain et à 49 % par Mitsubishi exploite par évaporation solaire d’eau de mer, au Mexique, en Basse Californie, à Guerrero Negro, une surface de 33 000 hectares de marais salants. La production destinée entièrement à Mitsubishi est exportée par le port de Cedros Island.
• Artyomsol, société d’État, exploite, en Ukraine, dans la région du Donetsk, à Soledar, la mine de Bryantsevskiy qui a commencé une production industrielle en 1881. En 135 ans, la production a été de 280,9 millions de t.
• Les spécialités chimiques d’Akzo Nobel sont devenues Nouryon en octobre 2018. Le groupe produit du sel ignigène aux Pays Bas à Delfzijl et Hengelo avec 5 millions de t/an et à Mariager au Danemark. En Espagne, à Súria, en Catalogne, a créé une joint venture avec le groupe israélien ICL pour exploiter le sel de la mine de potasse d’ICL. Une première production de 750 000 t/an est opérationnelle depuis 2018, une seconde d’une même capacité est prévue pour 2021.
• Salzwerke exploite, en Allemagne, les mines de sel gemme de Heilbronn et Berchtesgaden et des saumures dans le bassin de Bad Reichenhall.
• American Rock Salt, aux États-Unis, exploite la mine de Hampton Corner, à Rochester, dans l’État de New-York.
• Le groupe japonais Mitsui exploite les marais salants de Shark Bay avec 1,3 million de t/an et Onslow avec 2,7 millions de t/an, en Australie de l’Ouest. La capacité totale de production a été portée, fin 2016, à 4,5 millions de t/an.
• Autres producteurs européens importants : Salins (voir avec la situation française), Italkali, en Italie, avec 2 millions de t/an, avec 4 exploitations dont 3 en Sicile à Petralia, Racalmuto et Realmonte, British Salt, au Royaume Uni, propriété depuis décembre 2010 de Tata Chemicals, avec 400 000 t/an extraites sous forme de saumures à Warmingham.

Recyclage

En France, à Rosières-aux-Salines (54), la société Resolest contrôlée moitié-moitié par Solvay et Suez Environnement traite les résidus résultant de l’utilisation du procédé SOLVair, mis au point par Solvay, qui consiste à éliminer les composés chlorés, principalement le chlorure d’hydrogène, présents dans les gaz issus du traitement des ordures ménagères ou de procédés industriels, à l’aide d’hydrogénocarbonate de sodium. Une tonne d’ordures ménagères donne 10 kg de sels d’épuration et chaque kg de sels d’épuration donne 800 g de chlorure de sodium. Les capacités de traitement sont de 65 000 t/an. Les saumures obtenues, via un saumoduc de 4 km, alimentent l’usine Solvay de production de carbonate de sodium.

Situation française

En 2019.

Production :  5 877 000 t.

• Sel cristallisé (sel marin, ignigène et sel gemme), en 2016 : 1 465 300 t.
• Sel de dissolution, en 2016 : 3 637 000 t.

La production de sel gemme provient entièrement de la mine de Saint Nicolas à Varangéville (54).

La production, dans les marais salants, a été effectuée à 99 % en Méditerranée. La récolte de 1979, exceptionnelle, avait été de 1,8 million de t. La production des marais salants dépend fortement des conditions météorologiques (un violent orage sur Salin de Giraud peut amputer la production française de 100 000 t). La moyenne est de 1,3 million de t/an.

Commerce extérieur :

Les exportations étaient de 51 028 t avec comme principaux marchés à :

• 14 % l’Allemagne,
• 14 % l’Autriche,
• 10 % la Belgique,
• 6 % l’Espagne.

Les importations s’élevaient à 413 822 t  en provenance principalement à :

• 25 % d’Allemagne,
• 21 % d’Espagne,
• 14 % de Tunisie,
• 9 % des Pays Bas.

Production des marais salants :

En 1857, la production française de sel de mer était de 445 000 t dont 208 000 t sur la côte atlantique. Actuellement, cette production est marginale, comparée à celle de la côte méditerranéenne. Elle est réalisée aux 3/4 dans la presqu’île de Guérande (44).

Exploitations salinières méridionales :

Récupération du sel lors du creusement de cavités salines de stockage d’hydrocarbures :

Le salin de Berre est alimenté en saumure, avec une concentration nettement plus élevée que l’eau de mer, provenant du gisement de sel gemme de Manosque. Celui-ci sert (dans les cavités libérées par l’exploitation du sel de dissolution), depuis 1968, au stockage d’hydrocarbures liquides. Les saumures circulent de Manosque au Salin de Berre en période de stockage d’hydrocarbures et en sens inverse en période de déstockage. De nouvelles cavités ont été aménagées par lessivage de sel en 1991 afin de stocker du gaz naturel. Les 3 millions de m³ de saumures formés ont été emmagasinés dans les étangs de Lavalduc et d’Engrenier. La saumure est transportée par saumoduc. La capacité de production est d’environ 45 000 t/an.

Les cavités de sel d’Etrez (01) et de Tersanne (26) permettent également de stocker du gaz naturel. Les 14 cavités de Tersanne de 160 000 m³ en moyenne, soit au total 2,24 millions de m³ permettent de stocker, sous pression (de 80 à 245 bar), 420 millions de m³ (conditions normales) de gaz naturel. Elles ont donné lors de leur formation, par dissolution du sel, 6 millions de t de sel livré à Rhône-Poulenc (actuellement Solvay), société productrice, à l’époque, de dichlore. Le creusement a été effectué entre 1969 et 1984.

Principaux producteurs français :

• Salins : carte des implantations industrielles.
  Capacités de production : 4 millions t/an de sel (3 millions de t/an de sel de mer, 610 000 t/an de sel igné et 525 000 t/an de sel gemme) dont 1,8 million de t/an en France. Productions également en Espagne (800 000 t/an) à Torrevieja, Almeria, Cadix et Bonmati, Tunisie (1,1 million de t/an) avec la filiale Cutusal, Italie, à Porto Viro (200 000 t/an) et Sénégal avec le salins à Kaolack (240 000 t/an). Commercialise les marques : « La Baleine » et « Saunier de Camargue« .
  Exploite, en France (en capacités annuelles de production) :
  • Les marais salants méditerranéens : Salin de Giraud : 340 000 t/an, Aigues-Mortes : 250 000 t/an, Berre : 45 000 t/an.
  • Du sel de Guérande avec la société Bourdic à Batz-sur-Mer et la marque « Le Paludier« , avec 4 000 t/an.
  • La mine de sel gemme de St Nicolas-Varangéville : 525 000 t/an. Le sel produit est destiné, principalement, au déneigement. La production dépend donc des conditions climatiques.
  • Du sel ignigène à Varangéville (560 000 t/an) et Dax (48 000 t/an).
  • En 2017, Salins a pris le contrôle de la Saline d’Einville (54) qui produit du sel ignigène avec une capacité de production de 28 000 t/an.

En Tunisie, exploitation par la société Cotusal de sites à Sousse (135 000 t/an), Sfax (315 000 t/an) et Zarzis (650 000 t/an). Ce sel est principalement destiné à l’exportation (près de 1 million de t/an). La consommation locale est d’environ 125 000 t/an sous les marques « Le flamant » et « Le dauphin ».
Produit du sel pour le traitement de l’eau (adoucisseur, piscine, dénitrateur, lave-vaisselle) avec les marques « Aqua« , « Neptune », « Dolce ». Produit également du sulfate de magnésium avec une capacité de production de 6 000 t/an.
Sa filiale Rock, issue du regroupement, en 1999, des activités dans le sel de déneigement du groupe Salins, de la SCPA et des Mines de Potasse d’Alsace est chargée de la commercialisation du sel de déneigement.

• Esco (European Salt Company, filiale du groupe K+S, Allemagne) :
  Société créée en 2002 par la mise en commun des activités dans le sel (hors sel destiné directement aux activités chimiques de Solvay) de K+S Aktiengesellschaft (Allemagne), 62 % des parts et Solvay (Belgique), 38 % des parts. En 2004, achat de la participation de Solvay par K+S.
  Marques : Sonnensalz (Allemagne), Cérébos (France, Benelux), Vatel (Portugal).
  Capacités de production européennes, en millions de t/an : sel gemme : 5,8, sel raffiné : 2,3, saumures : 1,7, avec 15 sites de production dans 6 pays européens : Bernburg, Grasleben, Borth, Standt (Allemagne), Harlingen (Pays-Bas), Jemeppe (Belgique), Torrelavega (Espagne), Povoa, Alverca, Olhao (Portugal).
  En France, production à Dombasle (200 000 t/an).
  Possède, à Bernburg (Allemagne) dans d’ex-cavités de sel, des capacités de 86 000 t/an de stockage de gaz liquide.
• Solvay exploite du sel de dissolution à Dombasle (54) afin d’alimenter sa production de carbonate de sodium.
• Seqens, exploite du sel de dissolution à Lenoncourt (54) pour alimenter sa production de carbonate de sodium de Laneuveville-devant-Nancy (54).
• Inovyn, filiale de Ineos, qui a repris les activités de Solvay à Tavaux (39) dans l’électrolyse des solutions salines exploite du sel de dissolution à Attignat (01) et est approvisionné par Storengy, filiale de Engie qui exploite la cavité saline de Etrez (01) pour stocker du gaz naturel. L’approvisionnement est réalisé à l’aide d’un saumoduc de 116 km.
• Vencorex produit du sel de dissolution, à Hauterives (26), qui est autoconsommé, après transport par 84 km de saumoduc, à Pont de Claix (38).
• Kem One qui a repris, en juillet 2012, les activités dans ce secteur d’Arkema, produit du sel de dissolution (500 à 600 000 t/an) à Vauvert (30), pour alimenter les usines d’électrolyse de Fos-sur-Mer et Lavéra (13) à l’aide de 86 km de saumoduc.
• La Société d’Exploitation des Salines de Salies-de-Béarn (64) exploite, par évaporation, de la saumure extraite de la source Reine Jeanne d’Oraàs (64) via un saumoduc de 8 km.

Lieux de production de sel, en France

(Document de Sels de France)

Utilisations

Consommations : en 2018, la consommation mondiale a été de 325 millions de t, l’Asie de l’Est représentant 52 % de la consommation mondiale, 18 % pour l’Amérique du Nord, 14 % pour l’Europe de l’Ouest. En 2019, la consommation apparente des États-Unis a été de 57 millions de t.

Secteurs d’utilisation : en milliers de  t.

* en France, le traitement de l’eau est inclus dans les industries diverses,
** dans le monde, les industries diverses sont regroupées avec le traitement de l’eau, l’agriculture et l’élevage.

Dans les pays industrialisés, l’industrie chimique consomme environ 70 % de la production de sel. Aux États-Unis, en 2016, la consommation de l’industrie chimique a été de 19,0 millions de t dont 17,3 millions de t par la production de dichlore et hydroxyde de sodium, approvisionnée, en 2019, à 89 % par du sel de dissolution.

Industrie chimique :

• Production de Cl₂–NaOH par électrolyse (voir ces chapitres) : le sel cristallisé alimente les électrolyses à membrane, le sel de dissolution alimente les électrolyses à diaphragme. En 2018, cette production représente 36 % de la consommation mondiale.
• Production de carbonate de sodium utilisé dans les industries du verre, du papier, des corps gras qui emploient du sel de dissolution. En 2017, cette production représente 18 % de la consommation mondiale.
• Production de sulfate de sodium destiné à la fabrication de détergents, du verre, du papier kraft.

Déneigement : une partie du sel compté en consommation humaine (ou agricole) sert au déneigement. La consommation de ce secteur varie énormément d’une année à l’autre. Dans l’Union européenne, la moyenne est de 4,5 millions de t/an (1,9 million de t en 1990, 5 millions de t en 1991). La dose employée est de 5 à 15 g/m² soit de 0,5 à 2,8 kg par mètre linéaire de chaussée et par an.

Le chlorure de sodium assure une protection jusqu’à -10°C, le chlorure de magnésium jusqu’à -15°C, le chlorure de calcium jusqu’à -20°C. D’autres fondants peuvent être utilisés, l’urée, les glycols, l’acétate de calcium et de magnésium, mais le chlorure de sodium reste largement majoritaire, il représente plus de 90 % de la consommation de sels de déneigement.

Alimentation humaine : en France, la consommation est, en 2009, de 359 000 t avec, en 2014, une part de 22 % pour les ménages et 78 % pour l’agro-alimentaire.

• L’ingestion totale quotidienne actuelle est de 7 à 8 g/personne (1 à 2 g naturellement présent dans les aliments, 3 à 4 g dans les aliments fabriqués industriellement, 2 g ajoutés à la cuisine ou sur la table).
• Le besoin minimum de l’organisme est de 6 g/jour/personne. La teneur en sel du sang est de 0,9 %.
• La teneur en sel du pain est de 12 g sel/kg de pain.
• La supplémentation en iodure de sodium (NaI) est réalisée depuis 1952 (15 à 20 mg de I^–/kg) et en fluorure de potassium (KF) depuis 1985 (250 mg ± 15 % de F^–/kg). Le sel iodé ou iodé-fluoré représentait, en 2016, en France, 41 % de la consommation des ménages en sel.

Pharmacie : les solutions physiologiques improprement appelées sérums physiologiques renferment 9 g/L de chlorure de sodium dissous dans de l’eau distillée.

Agriculture : utilisé dans l’alimentation du bétail (jusqu’à 80 g/j pour une vache laitière), comme désherbant, engrais pour la culture des betteraves.

Industries diverses :

• Cuirs et peaux comme agent déshydratant.
• Textiles pour la fixation des bains de teinture.
• Régénération des résines échangeuses d’ions utilisées pour l’adoucissement de l’eau.

Bibliographie