Direct Reduced Iron (fer de réduction directe) · Glossaire

Le Direct Reduced Iron, en abrégé DRI, désigne le fer de réduction directe, également appelé éponge de fer. Il est produit à partir de minerai de fer en retirant l'oxygène du minerai à l'état solide, sans le fondre en fonte liquide comme dans le haut fourneau classique. Le produit se compose majoritairement de fer métallique. Selon le procédé, la qualité du minerai et la conduite du procédé, il contient toutefois encore des éléments d'accompagnement issus du minerai (gangue), un peu de carbone et un reliquat d'oxyde de fer non entièrement réduit. Le DRI n'est en règle générale pas de l'acier fini, mais un produit intermédiaire pour la suite de la production d'acier.

Le cœur technique de la réduction directe est une réduction chimique. Le minerai de fer contient le plus souvent du fer sous forme oxydée, par exemple sous forme d'hématite ou de magnétite. Un agent réducteur retire l'oxygène à l'oxyde de fer. Dans les installations à four à cuve, cela se fait aujourd'hui le plus souvent avec du gaz naturel ou avec un gaz réducteur produit à partir de celui-ci, composé principalement de monoxyde de carbone et d'hydrogène. Contrairement à une idée répandue, le DRI n'est toutefois pas automatiquement à base de gaz : une part importante et croissante de la production mondiale provient de fours rotatifs chauffés au charbon, surtout en Inde. Ce DRI à base de charbon génère nettement plus d'émissions que le DRI à base de gaz issu de fours à cuve. Dans les installations destinées à une production d'acier plus respectueuse du climat, on prévoit d'utiliser de plus en plus d'hydrogène. La réduction produit alors principalement de la vapeur d'eau au lieu de dioxyde de carbone. Le procédé n'est pas pour autant automatiquement exempt d'émissions, car la production d'électricité, la production d'hydrogène, la préparation du minerai et la boulettisation, le transport, la consommation d'électrodes, les additifs et les étapes en aval entrent aussi dans le bilan climatique.

Ordres de grandeur et formes de produit

Selon les statistiques mondiales publiées par Midrex, environ 140,8 millions de tonnes de DRI ont été produites dans le monde en 2024, soit 3,8 % de plus qu'en 2023. Depuis 2019, la production a augmenté de bien plus de 30 %. La croissance de 2024 provient surtout des fours rotatifs indiens à base de charbon, tandis que la production des fours à cuve à base de gaz a légèrement reculé. Pour 2025, Midrex indique une nouvelle hausse à environ 151 millions de tonnes. Ces statistiques émanent d'un constructeur d'installations ; selon ses propres indications, Midrex fait vérifier la collecte des données par World Steel Dynamics.

Le DRI est exprimé en tonnes. Pour l'évaluation technique, ce n'est toutefois pas seulement la masse qui compte, mais surtout le taux de métallisation, c'est-à-dire la part de fer métallique dans le fer total. Le DRI courant pour la production d'acier se situe typiquement entre un peu plus de 90 et 97 %. Un matériau dont la métallisation est inférieure à 85 % est considéré comme seulement préréduit et ne convient pas à la production d'acier. La teneur en carbone, les oxydes résiduels, la part de gangue et la température à laquelle le matériau est transformé ensuite sont également importantes.

Le DRI froid (CDRI) est refroidi à environ 50 °C dans la partie inférieure du four de réduction. Il doit être maintenu au sec, sinon il s'oxyde à nouveau, donc rouille, et perd en métallisation.
Le DRI chaud (HDRI) est introduit directement dans le four électrique à arc sans refroidissement. La chaleur apportée réduit les besoins en électricité lors de la fusion.
Le Hot Briquetted Iron (HBI) est obtenu lorsque du DRI chaud est comprimé, à au moins 650 °C et sans liant, en briquettes denses. La densité est d'au moins 5 g/cm³. Selon le code maritime international des cargaisons solides en vrac (code IMSBC) de l'Organisation maritime internationale OMI, le HBI est considéré comme une catégorie de DRI moins réactive et peut être stocké et expédié sur de longues distances nettement plus sûrement que le DRI en vrac, qui tend à s'auto-échauffer.

Distinction par rapport à la fonte, à la ferraille et à l'acier vert

Le DRI se distingue fondamentalement de la fonte issue du haut fourneau. Dans le haut fourneau, le minerai de fer, le coke et les fondants sont mis en œuvre dans un procédé qui combine réduction et fusion. Le résultat est une fonte liquide à teneur en carbone relativement élevée, transformée ensuite en acier dans le convertisseur à oxygène. La réduction directe sépare ces étapes : le minerai de fer est d'abord réduit à l'état solide, puis le matériau est le plus souvent fondu dans un four électrique à arc. Dans certains cas, un four de fusion (« melter ») est également prévu, qui fournit à nouveau un produit proche de la fonte pour le convertisseur. Cette variante est surtout discutée pour les minerais à plus forte teneur en gangue.

Le DRI n'est pas non plus la même chose que la ferraille d'acier. La ferraille est de l'acier déjà produit qui est refondu. Son utilisation économise du minerai, de l'agent réducteur et de nombreuses étapes de procédé en amont. La quantité et la qualité de la ferraille disponible ne suffisent toutefois pas pour couvrir l'ensemble des besoins en acier. En outre, de nombreux aciers de haute qualité nécessitent une base de matières premières contenant peu d'éléments d'accompagnement tels que le cuivre. Le DRI est un porteur de fer relativement pur et peut compléter le four électrique à arc, qui dépendrait sinon fortement de la ferraille.

Le terme DRI ne doit en outre pas être assimilé à l'acier vert. Le DRI décrit un produit intermédiaire et un procédé, pas une classe d'émissions. Le DRI à base de gaz naturel peut réduire les émissions par rapport à la filière haut fourneau à base de charbon, mais reste marqué par le fossile. Le DRI à base de charbon issu de fours rotatifs peut même générer des émissions aussi élevées voire plus élevées que la filière haut fourneau. Le DRI à l'hydrogène renouvelable peut atteindre des émissions directes de CO₂ très faibles. Cela suppose toutefois suffisamment d'électricité renouvelable, des capacités d'électrolyse et une infrastructure industrielle adaptée. La question de savoir si l'acier ainsi produit est considéré comme à faible émission ou quasi neutre pour le climat dépend d'un bilan climatique vérifiable sur l'ensemble de la chaîne de procédé.

Pourquoi le DRI est pertinent pour le système électrique

Le DRI est un concept clé de la politique industrielle et de l'économie de l'énergie. La transformation de la production d'acier déplace les besoins énergétiques du système charbon et coke vers l'électricité, l'hydrogène et les procédés de fusion électriques. L'ordre de grandeur peut être estimé grossièrement : dans une analyse, Agora Industry retient environ 69 kilogrammes d'hydrogène par tonne de DRI ; d'autres estimations sont un peu inférieures, à au moins environ 54 kilogrammes. Si l'on retient grossièrement 50 à 55 kilowattheures d'électricité par kilogramme d'hydrogène issu de l'électrolyse, on obtient pour l'hydrogène seul environ 2,7 à 3,8 mégawattheures par tonne de DRI. À cela s'ajoute l'électricité nécessaire à la fusion dans le four électrique à arc. Ce calcul est une estimation approximative ; les valeurs réelles dépendent de l'installation, du minerai et du mode d'exploitation.

Le DRI modifie ainsi la structure de charge des sites industriels. Une aciérie intégrée avec haut fourneau dépend surtout du charbon, du coke, de la logistique du minerai, des gaz de procédé et de processus thermiques continus. Une filière à base de DRI avec four électrique à arc dépend davantage des raccordements au réseau électrique, de la disponibilité de l'hydrogène, des stockages, des contrats d'approvisionnement et de l'organisation temporelle de la production. La consommation d'électricité supplémentaire ne compte pas seulement comme volume annuel. Pour les réseaux et les marchés de l'électricité, ce qui est déterminant, c'est le moment où fonctionnent les électrolyseurs, les fours à arc, les compresseurs, les installations de traitement et les équipements auxiliaires. Le seul raccordement au réseau important d'un tel site est déjà un projet d'infrastructure à part entière.

Un four électrique à arc peut provoquer des pointes de puissance élevées. Selon leur conception, les électrolyseurs peuvent être exploités de manière plus flexible, mais deviennent non rentables en cas de faible taux d'utilisation. Il en résulte un besoin pratique de coordination : les aciéries ont besoin de plans de production fiables, les réseaux électriques de concepts de raccordement et d'exploitation planifiables, et les systèmes d'hydrogène de stockages ou de profils de soutirage réguliers. Le DRI relie ainsi le procédé industriel, le système électrique et l'infrastructure gazière plus étroitement que la filière haut fourneau traditionnelle.

Réduction, fusion et flexibilité

Un malentendu fréquent consiste à décrire la réduction directe comme un procédé purement électrique. Le four électrique à arc est électrique. La réduction du minerai de fer nécessite cependant un agent réducteur chimique. L'hydrogène peut jouer ce rôle. L'électricité seule ne réduit pas le minerai dans les filières DRI pertinentes à l'échelle industrielle aujourd'hui ; les procédés électrolytiques directs en sont encore au stade du développement. L'électricité est nécessaire pour produire l'hydrogène, exploiter les installations et, le cas échéant, chauffer les gaz de procédé, car la réduction à l'hydrogène pur consomme de la chaleur. En outre, l'électricité sert à fondre le fer réduit. Cette distinction détermine quelle infrastructure doit être construite et à quel endroit les coûts apparaissent.

La flexibilité des installations DRI est elle aussi souvent présentée de façon trop grossière. Une aciérie n'est pas un consommateur déplaçable à volonté. Le four de réduction à cuve fonctionne de préférence en continu et dans des conditions stables, car la conduite des températures, la qualité du matériau, l'usure des installations et la logistique de production en dépendent. En même temps, les électrolyseurs, un stockage d'hydrogène, des stocks de HBI, des parts variables de ferraille et la planification de l'exploitation peuvent créer des marges de manœuvre. Cette flexibilité ne résulte pas automatiquement de l'utilisation d'hydrogène ou de fours électriques. Elle doit être conçue techniquement, sécurisée contractuellement et reflétée dans les règles de réseau et de marché.

Pour le système électrique, cette différence est essentielle. Un consommateur industriel au soutirage élevé et fiable peut soutenir les investissements dans la production renouvelable et les réseaux. Mal intégré, ce même consommateur peut toutefois aggraver des congestions locales du réseau ou imposer des exigences élevées en matière de puissance garantie. Les installations DRI ne sont donc pas seulement des projets de décarbonation de la sidérurgie, mais aussi de nouveaux nœuds de l'infrastructure énergétique.

Contextes économiques, juridiques et institutionnels

La rentabilité du DRI dépend de plusieurs marchés qui ne donnent pas toujours simultanément des signaux stables. Il s'agit notamment des prix du minerai de fer de qualité adaptée (les boulettes DRI nécessitent le plus souvent un minerai riche en fer), du gaz naturel ou de l'hydrogène, de l'électricité, des quotas de CO₂, de la ferraille, des capacités de transport et des produits sidérurgiques. Il est particulièrement important de savoir si l'acier à faible émission obtient des recettes plus élevées ou si des instruments politiques compensent les surcoûts. Les instruments possibles sont la tarification du CO₂, les programmes de soutien, les contrats de protection du climat, les quotas ou les marchés publics.

Dans l'UE, le DRI est classé en droit douanier sous le code de la nomenclature combinée NC 7203 en tant que produit de la réduction directe du minerai de fer et autre fer spongieux. Il fait partie des marchandises soumises au mécanisme d'ajustement carbone aux frontières CBAM. Lors de l'importation de DRI ou d'acier produit à partir de celui-ci, les émissions (grises) contenues dans le produit jouent donc un rôle. Dans la production de DRI, l'hydrogène est considéré comme un précurseur potentiellement pertinent. Les obligations précises, les valeurs par défaut et les règles transitoires évoluent avec la mise en œuvre du CBAM et doivent être vérifiées dans leur version actuelle pour chaque cas concret.

Sur le plan institutionnel, la difficulté tient au fait que les décisions d'investissement dans les aciéries sont de très long terme, alors que les marchés de l'électricité et de l'hydrogène sont encore en construction ou en transformation. Un projet DRI a besoin de clarté sur le raccordement au réseau, l'approvisionnement en hydrogène, les garanties d'origine, les autorisations, les aides et les futures règles relatives au CO₂. Un avantage de la filière : les fours à cuve peuvent d'abord fonctionner au gaz naturel et être progressivement convertis à des parts d'hydrogène plus élevées. Cela réduit le risque si l'hydrogène devient disponible plus tard que prévu. En l'absence de sécurité de planification, une conversion techniquement plausible peut toutefois être bloquée sur le plan économique. La cause ne se trouve alors pas dans l'équipement individuel, mais dans la coordination entre politique industrielle, infrastructure énergétique et réglementation climatique.

Les questions de localisation évoluent elles aussi. Les sites sidérurgiques classiques se sont souvent développés à proximité du charbon, de la logistique du minerai, de ports, de fleuves ou de clusters industriels existants. Le DRI à l'hydrogène peut favoriser les sites où sont disponibles de l'électricité renouvelable, des pipelines d'hydrogène, des stockages, des ports ou de grands raccordements au réseau. Comme le HBI se transporte bien, on discute aussi de déplacer la réduction vers des régions disposant d'énergie renouvelable bon marché et d'importer le HBI comme vecteur d'hydrogène incorporé. En même temps, les effectifs existants, les complexes d'installations, les relations clients et la valeur ajoutée régionale plaident pour la transformation des sites existants. Des conflits surgissent là où les possibilités techniques, les règles de marché et les compétences politiques divergent.

Ce que le concept rend visible et ce qu'il ne rend pas visible

Le DRI montre que la décarbonation de la sidérurgie ne se laisse pas décrire uniquement comme le remplacement d'un combustible. Le procédé modifie les flux de matières premières, les flux d'énergie, les concepts d'installations et les compétences. Il relie la qualité du minerai à la stratégie hydrogène, l'extension du réseau électrique à la production industrielle et la comptabilité du CO₂ aux règles commerciales. Qui s'intéresse au DRI voit donc une interface entre l'industrie de base et le futur système énergétique.

Le concept n'explique toutefois pas de lui-même à quel point un acier concret est respectueux du climat. Pour cela, il faut rendre publics l'agent réducteur, l'origine de l'électricité, les rendements des installations, les matières mises en œuvre, les voies de transport et les règles de comptabilisation. De même, le DRI ne répond pas à lui seul à la question de la sécurité d'approvisionnement, des prix de l'électricité pour l'industrie ou de la disponibilité de l'hydrogène. Il désigne le produit intermédiaire technique et l'étape de procédé correspondante, non la stratégie de transformation complète.

Utilisé avec précision, Direct Reduced Iron désigne le fer de réduction directe comme pont entre le minerai de fer et la production d'acier électrique. Sa signification réside dans cette position intermédiaire : le DRI ne remplace pas le marché de l'acier, ne résout pas automatiquement le problème des émissions et ne rend pas le haut fourneau superflu grâce à un seul appareil. Il déplace l'étape centrale de réduction de la filière haut fourneau à base de charbon vers une chaîne de procédé. Son impact climatique dépend de l'agent réducteur, de l'électricité, de l'infrastructure et de l'organisation industrielle.

Sources

World DRI production reaches 140.8 Mt in 2024 — Midrex Technologies, Inc.; 2025-08. Abschnitt Midrex Publishes World Direct Reduction Statistic; Verweis auf die Statistik 2025 unter Related reading
Report: Worldwide DRI Production Sets New Record — Association for Iron & Steel Technology (AIST); 2025-08-25. Meldung, Absätze 2–4
The Versatile OBM (Ore-Based Metallic): Part 1 – Everything you ever wanted to know about Direct Reduced Iron — Midrex Technologies, Inc.; unbekannt. Abschnitte Cold DRI, Hot Briquetted Iron, Begriffsdefinitionen
Achieving climate-neutral steel by 2050 — Agora Industry; unbekannt (2024/2025). Abbildungsnotizen zu Wasserstoffpotenzialen; Abschnitt zu DRI-Projekten
Guidance document on CBAM implementation for importers of goods into the EU — Europäische Kommission, GD TAXUD; 2023-11-21. Kapitel 5, Eisen und Stahl: Warenliste und Produktionsrouten

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Edited by eCMS on 11.11.2026 19:09