Acide sulfurique

L'acide sulfurique (H₂SO₄) constitue le produit chimique de plus grande tonnage fabriqué à l'échelle mondiale. Sa production repose sur l'oxydation catalytique du dioxyde de soufre (SO₂) en trioxyde de soufre (SO₃), suivi de l'absorption de ce dernier dans de l'acide sulfurique concentré — l'oléum — plutôt que dans l'eau, cette dernière méthode engendrant un brouillard acide difficile à condenser. Le procédé de contact, qu'il soit simple ou double absorption, domine industriellement ; la variante double contact/double absorption (DC/DA) offre des rendements supérieurs et des émissions réduites. Les sources de SO₂ sont multiples : combustion du soufre élémentaire, grillage de la pyrite, gaz de fusion des métaux non ferreux, ou régénération des acides usés^[1][2].

Fabrication et sources de matières premières

L'unité de production classique comprend le stockage et la fusion du soufre, la filtration, la combustion avec apport d'air séché, la récupération de chaleur dans des chaudières à récupération, le convertisseur catalytique, les tours d'absorption intermédiaire et finale, ainsi que la cheminée d'évacuation^[1]. En Europe, la capacité de production de l'UE-25 s'établissait vers 2004 à environ 22 Mt/an, réparties dans 95 usines dont la taille variait fortement : 32 % des unités produisaient moins de 250 t/j, 29 % entre 250 et 500 t/j, 27 % entre 500 et 1 000 t/j, et 12 % dépassaient 1 000 t/j^[3]. Les producteurs européens recensés par l'ESA (European Sulphuric Acid Association) exploitent des sites aux profils divers, du raffinage du soufre à la valorisation de gaz de fonderie^[4][5][6].

Aux États-Unis, le soufre récupéré sous forme élémentaire et l'acide sulfurique de sous-produit proviennent en 2025 de 86 exploitations réparties dans 26 États. La production de soufre élémentaire atteint 7,6 Mt, dont le Louisiana et le Texas assurent 54 % ; les raffineries de pétrole, les unités de traitement du gaz naturel et les cokeries constituent les principaux gisements. L'acide sulfurique de sous-produit, issu de cinq fonderies de métaux non ferreux dans quatre États, représente environ 6 % de la production totale de soufre sous toutes ses formes^[7]. Le prix moyen du soufre élémentaire, libre à bord mine ou usine, est passé de 58,90 USD/t en 2024 à 180 USD/t en 2025. Les expéditions totales de soufre sous toutes ses formes ont été valorisées à environ 1,4 milliard de dollars en 2025, soit 1 milliard de dollars de plus qu'en 2024, cette hausse résultant principalement de la flambée des cours^[7].

Usages agronomiques et place dans la chaîne des engrais

L'acide sulfurique intervient à plusieurs niveaux de la chaîne des fertilisants. Il sert principalement à attaquer la roche phosphatée pour produire le superphosphate simple (SSP) selon la réaction du phosphate tricalcique avec l'acide, ou le superphosphate triple (TSP) via l'intermédiaire de l'acide phosphorique^[8]. Il entre également dans la fabrication du sulfate d'ammonium par neutralisation de l'ammoniac : deux molécules de NH₃ réagissent avec une molécule d'acide sulfurique pour donner du sulfate d'ammonium, engrais traditionnellement utilisé pour l'apport simultané d'azote ammoniacal et de soufre sulfate^[9]. La schématisation des procédés de l'industrie montre l'acide sulfurique au cœur des voies de production des engrais phosphatés et azotés^[10][11].

Marché et commerce

La consommation américaine apparente de soufre sous toutes ses formes s'élevait en 2025 à 9,1 Mt^[7]. La consommation intérieure de soufre se décomposait quant à elle en 63 % de soufre élémentaire domestique, 3 % d'acide sulfurique de sous-produit, et 34 % d'importations de soufre élémentaire ou d'acide sulfurique^[7]. Environ 90 % du soufre consommé l'est sous forme d'acide sulfurique^[7]. Les importations américaines d'acide sulfurique proviennent majoritairement du Canada (54 %), du Mexique (22 %) et d'Espagne (7 %) sur la période 2021-2024^[7]. Sur le marché international des phosphates, l'acide sulfurique utilisé dans la voie humide provient le plus souvent de la combustion du soufre élémentaire, mais peut aussi être un « acide fatal » issu de la métallurgie des métaux non ferreux, ou de l'acide régénéré. Seuls le mercure et éventuellement le plomb peuvent constituer des impuretés significatives, notamment avec l'acide fatal (0,1-1 ppm de mercure contre moins de 0,01 ppm pour l'acide issu du soufre élémentaire)^[12].