Acide nitrique

L'acide nitrique est un composé minéral oxygéné de l'azote de formule HNO₃, classé parmi les dix produits chimiques industriels les plus fabriqués en volume. Il constitue un intermédiaire essentiel dans la chaîne de valeur de l'azote, situé en aval de l'ammoniac et en amont des engrais nitrates, de l'urée et de multiples dérivés industriels. La plus grande part de l'acide nitrique produit sert aux engrais inorganiques ; il est pour l'essentiel neutralisé avec de l'ammoniac pour former du nitrate d'ammonium^[1]. D'autres applications industrielles incluent les explosifs, les fibres synthétiques (caprolactame, nylon), les plastiques d'ingénierie, et les réducteurs de NOx pour la dépollution des fumées^[2][3].

Fabrication

Le procédé industriel repose sur l'oxydation catalytique de l'ammoniac sur un réseau de platine-rhodium, suivi de l'absorption des oxydes d'azote dans l'eau. Cette voie de synthèse, connue sous le nom de procédé Ostwald, se déroule en deux étapes principales. Dans un premier réacteur, le mélange ammoniac-air réagit à haute température pour produire du monoxyde d'azote (NO). Ce gaz est ensuite oxydé en dioxyde d'azote (NO₂), qui est absorbé dans une colonne à contre-courant d'eau déminéralisée, de condensat de vapeur ou de condensat de procédé, selon la réaction : 3 NO₂ + H₂O ↔ 2 HNO₃ + NO^[4].

La concentration de l'acide obtenu varie généralement entre 50 et 65 % en masse, selon la pression, la température et le nombre d'étages d'absorption^[4]. Pour obtenir de l'acide concentré, des procédés directs complémentaires sont nécessaires : le N₂O₄ liquide réagit sous pression d'environ 50 bar avec l'oxygène et de l'acide dilué pour former HNO₃ concentré^[5]. Les unités européennes présentent des capacités de 150 à 2 500 t/j, avec environ cent sites en activité dans l'UE-25, la Suisse et la Norvège en 2006^[1].

Usages agronomiques et industriels

Dans le secteur des engrais, l'acide nitrique occupe une position centrale dans la chaîne de production des nitrates. Il constitue un deuxième intermédiaire pour la fabrication de nitrates, notamment le nitrate d'ammonium et l'ammonitrate calcaire (CAN), ainsi que des solutions azotées (UAN)^[6][7]. Les engrais finis incluent également les engrais NPK^[6].

Les débouchés non agronomiques représentent une part significative de la demande. L'acide nitrique sert à la production d'explosifs industriels (ANFO, émulsions), de caprolactame pour les polyamides, d'acide adipique, de dinitrotoluène, de nitrobenzène, ainsi que de réactifs pour le traitement des eaux et la réduction catalytique des oxydes d'azote dans les installations fixes et le transport maritime^[2][3].

Marché et commerce

Le marché de l'acide nitrique est structurellement lié à celui de l'ammoniac, dont le coût de production est dominé par le prix du gaz naturel. Ce combustible représente environ 90 % des coûts décaissés de fabrication de l'ammoniac lorsque le gaz se situe à 7 USD/MMBtu^[6]. Cette dépendance explique que les nouvelles capacités azotées (hors Chine) se concentrent dans les régions à bas coût énergétique : Moyen-Orient, Afrique du Nord et Amérique du Nord^[6].

Contrairement aux marchés du phosphate et de la potasse, fortement concentrés géographiquement, le secteur azoté présente une fragmentation plus marquée en raison de la large disponibilité des matières premières (gaz naturel et air)^[8]. Les plus grands producteurs mondiaux d'azote sont CF, Yara, Nutrien, Ostchem, OCI, TogliattiAzot, Koch et EuroChem^[8].

Réglementation et environnement

La production d'acide nitrique constitue l'une des sources industrielles majeures d'émissions de protoxyde d'azote (N₂O). Les références bibliographiques du document BREF LVIC-AAF mentionnent des travaux sur la décomposition catalytique directe du N₂O, la réduction assistée par hydrocarbures, ainsi que des procédés d'abattement secondaire et tertiaire testés industriellement^[9].

Les installations sont soumises au Système d'échange de quotas d'émission (SEQE-UE) et, à terme, au mécanisme d'ajustement carbone aux frontières (CBAM) pour les importations de produits azotés. La directive nitrates encadre par ailleurs l'utilisation agricole des engrais nitrates, avec des incidences indirectes sur la demande d'acide nitrique via les réglementations sur les épandages et les zones vulnérables.