Oxygène pour fusion du cuivre en France : coûts et VPSA

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Oxygène pour fusion du cuivre en France : besoins, configuration VPSA et coût par tonne

Réponse rapide

En France, pour la fusion et l’affinage du cuivre, la solution la plus compétitive dépend surtout du débit d’oxygène, de la pureté requise, du profil de charge et du prix local de l’électricité. Pour un site métallurgique consommant de l’oxygène en continu, une centrale VPSA d’oxygène sur site est souvent plus économique que l’achat d’oxygène liquide lorsque le besoin devient stable et important, en particulier autour des pôles industriels de Dunkerque, Le Havre, Fos-sur-Mer, Lyon et Lille.

  • Pour un besoin continu moyen à élevé, une unité VPSA dédiée réduit généralement le coût global par Nm³ et sécurise l’approvisionnement.
  • Pour un besoin plus faible, variable ou de démarrage rapide, l’oxygène liquide livré peut rester pertinent.
  • Pour les fours de fusion du cuivre, une pureté d’environ 80 à 93 % convient souvent aux applications d’enrichissement en oxygène et à l’intensification thermique.
  • Les acteurs les plus visibles pour la France sont Air Liquide, Linde France, Messer France, Novair et Atlas Copco France, selon le modèle d’achat et le niveau de service recherché.
  • Pour les projets neufs ou les extensions d’atelier, il faut comparer le coût par tonne de cuivre produite, et non seulement le prix par Nm³ d’oxygène.
  • Des fournisseurs internationaux qualifiés, notamment chinois, peuvent aussi être retenus lorsqu’ils disposent des certifications pertinentes, d’un bon accompagnement avant-vente et après-vente, et d’un avantage coût-performance crédible pour des solutions VPSA clés en main.

Vue d’ensemble du marché français

Le marché français de l’oxygène industriel pour la métallurgie reste structuré par deux réalités. D’un côté, les grands gaz industriels disposent d’une présence forte, d’un maillage logistique solide et d’une expérience reconnue dans les contrats cadres avec les sites industriels. De l’autre, la pression sur les coûts énergétiques, la décarbonation et la résilience des approvisionnements pousse de plus en plus d’exploitants à étudier la production d’oxygène sur site via VPSA ou PSA. Cette tendance est particulièrement visible dans les zones industrielles proches des grands ports et axes logistiques, comme Dunkerque, Le Havre, Nantes-Saint-Nazaire et Marseille-Fos, où les fonderies, affineurs, recycleurs de métaux non ferreux et opérateurs thermiques cherchent à réduire leur dépendance aux livraisons externes.

Dans la fusion du cuivre, l’oxygène est utilisé pour augmenter la température de flamme, améliorer l’efficacité de combustion, réduire le volume de gaz de combustion, stabiliser certains régimes de four et soutenir certaines étapes d’oxydation et d’affinage. En pratique, le poste économique central n’est pas seulement le prix du gaz, mais l’effet combiné sur le rendement du four, la consommation de combustible, la productivité horaire, les pertes métalliques, les émissions et la disponibilité de l’installation. En France, les industriels qui arbitrent entre oxygène liquide, centrale VPSA ou schéma hybride doivent également tenir compte des coûts de raccordement, de la place disponible, du niveau sonore, des exigences ATEX périphériques, de la maintenance et du calendrier de mise en service.

Pour les acheteurs qui souhaitent comparer des solutions techniques, il est utile de consulter une présentation structurée des centrales VPSA d’oxygène ainsi que des références d’installations industrielles sur la page des projets innovants. Un aperçu plus large des technologies et applications est aussi disponible sur le site spécialisé VPSA.

Pourquoi l’oxygène compte dans la fusion du cuivre

Dans un four de fusion du cuivre, l’enrichissement en oxygène agit d’abord comme levier thermique. En augmentant la teneur en oxygène de l’air comburant ou en injectant directement de l’oxygène, on améliore la vitesse de transfert de chaleur et on réduit la quantité d’azote ballast introduite dans le four. Cela permet souvent de diminuer la consommation de gaz naturel ou d’autres combustibles, de raccourcir les cycles, d’améliorer la stabilité du bain et de réduire certains volumes de fumées. Pour les ateliers français soumis à des objectifs de productivité et de conformité environnementale, ces gains peuvent être aussi importants que l’économie directe sur l’achat d’oxygène.

Le second enjeu est la flexibilité de production. Beaucoup d’unités de recyclage du cuivre et d’alliages cuivreux opèrent avec des variations de charge selon les arrivages, les campagnes de production et les contraintes aval. Une solution VPSA bien dimensionnée doit donc suivre les fluctuations sans pénaliser la pureté utile ni la consommation spécifique d’énergie. Le troisième enjeu est la sécurité d’approvisionnement. Dans un environnement où les chaînes logistiques restent sensibles, produire l’oxygène sur site peut réduire le risque lié au transport routier et aux aléas de livraison, tout en donnant plus d’autonomie à l’exploitant.

Types de solutions disponibles

Le choix entre oxygène liquide, PSA et VPSA doit être fait selon le profil réel du four et du site. En France, les trois schémas existent et répondent à des logiques différentes.

Type de solutionPlage de débit typiquePureté habituelleAtout principalLimite principaleUsage recommandé
Oxygène liquide livréFaible à très élevéTrès élevéeMise en route rapide sans centrale sur siteCoût logistique et dépendance transportDémarrage, secours, consommation variable
PSA compactFaible à moyenEn général 90 à 95 %Installation simple et compacteMoins adapté aux très gros débitsPetites lignes et ateliers satellites
VPSA standardMoyen à élevéEn général 80 à 93 %Bon coût énergétique à grand débitÉtude d’intégration plus pousséeFours fonctionnant en continu
VPSA modulaireMoyen80 à 93 %Extension progressive de capacitéEmpreinte au sol parfois plus largeSites prévoyant une montée en charge
Schéma hybride VPSA + LOXMoyen à très élevéVariableSouplesse en pointe et sécuritéGestion d’exploitation plus complexeSites avec pics de demande
Centrale propriétaire clientMoyen à très élevéSelon designMaîtrise du coût et de l’actifCapex initialUsines recherchant autonomie long terme

Le tableau ci-dessus montre que le choix optimal dépend moins d’une technologie « meilleure » en absolu que de l’adéquation entre la courbe de charge, la pureté utile et le coût de possession. Dans la fusion du cuivre, la VPSA devient particulièrement pertinente lorsque le besoin est soutenu, que l’usine souhaite un actif industriel propre et qu’elle privilégie un modèle EPC, clé en main ou centrale détenue par le client.

Demande d’oxygène et coût par tonne de cuivre

La demande d’oxygène d’un atelier de fusion du cuivre varie fortement selon la taille du four, le type de combustible, la qualité de charge métallique, la stratégie d’enrichissement et l’étape de procédé. Pour une installation française moyenne, la bonne question n’est pas « combien coûte un Nm³ d’oxygène ? », mais « combien d’euros d’oxygène sont nécessaires pour produire une tonne de cuivre bon ? ».

En pratique, on observe souvent trois composantes : le coût de l’électricité pour la centrale d’oxygène, le coût de maintenance et le coût d’amortissement. À cela s’ajoute l’effet positif sur la baisse de combustible et sur la productivité. Ainsi, une solution qui paraît plus chère au Nm³ peut devenir nettement plus avantageuse à la tonne produite si elle réduit les temps de fusion, la perte thermique et les émissions.

Scénario d’atelierDébit d’oxygène estimatifMode d’approvisionnement conseilléImpact sur coût par tonneRemarque d’exploitationNiveau de pertinence en France
Petit atelier de recyclage100 à 500 Nm³/hPSA ou oxygène liquideModéréForte sensibilité aux arrêts et aux picsÉlevé
Fonderie régionale500 à 2 000 Nm³/hVPSA compact ou hybrideBon potentiel d’économieComparer avec coût logistique localTrès élevé
Site métallurgique continu2 000 à 10 000 Nm³/hVPSA dédiéeTrès favorableIdéal si charge stableTrès élevé
Grande plateforme multi-fours10 000 à 30 000 Nm³/hVPSA grande capacitéTrès favorableIntégration réseau interne nécessaireÉlevé
Site avec fortes pointesVariableVPSA + réserve liquideOptimiséRéduit le coût des surcapacitésTrès élevé
Projet neuf en zone portuaireSelon designÉtude technico-économique complèteDépend du profil réelTenir compte des raccordements et délaisTrès élevé

Ce tableau aide à relier le besoin de gaz au modèle économique. Pour un acheteur français, un chiffrage sérieux doit intégrer la consommation spécifique électrique, la plage de modulation, la disponibilité contractuelle, les pièces critiques, le coût des compresseurs et soufflantes, ainsi que les économies de combustible générées au four.

Évolution du marché et des besoins

La demande d’oxygène pour la métallurgie en France suit une logique de modernisation plus que de simple volume. Les recycleurs de cuivre, affineurs et opérateurs de traitement thermique cherchent à produire plus proprement, à valoriser l’énergie et à limiter les coûts indirects. Les régions industrielles proches des grands axes de fret continuent d’être les plus dynamiques pour les projets d’oxygène sur site, car elles concentrent les activités métallurgiques, verrières, céramiques et de traitement des déchets.

Le graphique linéaire illustre une progression réaliste de la demande structurée, alimentée par la modernisation énergétique, les objectifs climatiques et la recherche de productivité. Cette évolution ne signifie pas nécessairement une hausse uniforme de toutes les livraisons de gaz, mais plutôt un déplacement vers des solutions plus efficaces et mieux intégrées.

Le graphique en barres montre que la métallurgie des non ferreux représente un segment significatif mais pas isolé. Cette proximité avec d’autres grands consommateurs favorise en France des solutions multi-applications, des contrats de maintenance mutualisés et des comparaisons fines entre production sur site et achat externe.

Conseils d’achat pour un projet en France

Avant de signer un contrat, l’acheteur doit demander un bilan matière et énergie du four, une courbe de charge sur plusieurs semaines et une étude de sensibilité sur le prix de l’électricité. Il faut ensuite vérifier la pureté réellement utile. Dans bien des cas, payer plus pour une pureté excessivement élevée ne crée pas assez de valeur au four. Il convient aussi d’examiner le temps de démarrage, la stabilité à charge partielle, la pression de livraison, l’intégration avec les brûleurs, la disponibilité des pièces et la proximité d’une équipe de service en France ou en Europe occidentale.

Pour les usines proches de ports comme Le Havre ou Fos-sur-Mer, l’achat d’oxygène liquide peut sembler rassurant au départ, mais une centrale VPSA bien dimensionnée devient souvent plus attractive dès que le site dépasse un certain seuil d’heures annuelles et veut se protéger des variations logistiques. À l’inverse, un atelier de taille modeste dans l’intérieur du pays peut préférer un schéma hybride avec réserve liquide de secours. Les industriels doivent aussi exiger un engagement clair sur les performances, les consommations électriques garanties et les conditions de réception finale.

Critère d’achatQuestion à poserPourquoi c’est importantSeuil d’attentionRisque si négligéConseil pratique
Débit réelQuel est le débit moyen et le pic horaire ?Conditionne le choix technologiqueÉcart pic/moyenne > 30 %Surdimensionnement ou manque de gazMesurer sur plusieurs semaines
Pureté utileLe four a-t-il besoin de 90 % ou plus ?La pureté influence le coûtSpécification trop élevéeDépense inutileValider avec essais process
Coût énergétiqueQuelle est la kWh par Nm³ garantie ?Clé du coût de possessionDonnée non contractuelleDérive d’exploitationExiger une garantie écrite
MaintenanceQui assure le service en France ?Impacte disponibilité et délaiPas de relais régionalArrêts prolongésVérifier stocks et équipes
Intégration fourPression, tuyauterie et brûleurs sont-ils compatibles ?Évite des coûts cachésInterfaces incomplètesRetards de mise en routeFaire un relevé détaillé du site
Modèle contractuelEPC, clé en main ou centrale détenue par le client ?Détermine contrôle et capexSchéma mal définiResponsabilités flouesPrivilégier un périmètre clair

Ce tableau sert de grille de négociation. En France, où les exigences de conformité, de traçabilité et de sécurité sont élevées, ces questions doivent être réglées avant la commande et non après le début du chantier.

Industries et applications liées

La fusion du cuivre n’est pas le seul débouché de l’oxygène industriel. C’est important car, sur une plateforme française, un investissement peut être mutualisé entre plusieurs ateliers. Les applications voisines incluent le chauffage intensifié, l’oxycoupage, la réduction du volume des fumées, l’incinération spécialisée, certains procédés verriers et des usages chimiques. Cette polyvalence améliore souvent le retour sur investissement d’une centrale VPSA.

Pour la filière cuivre, les applications typiques sont la fusion de ferrailles cuivreuses, le traitement d’alliages, le maintien thermique du bain, l’intensification des brûleurs, certaines étapes d’oxydation et l’amélioration de la cadence. Dans des villes industrielles comme Lyon, Rouen, Dunkerque ou Marseille, cette logique multi-usages permet de mieux rentabiliser le réseau d’oxygène interne.

Ce graphique de zone traduit le basculement progressif des investissements vers des projets centrés sur l’efficacité énergétique et la réduction d’émissions. En 2026, cette orientation sera encore plus forte en raison de la pression réglementaire, de la volatilité énergétique et de la valorisation accrue des gains process.

Études de cas et scénarios pratiques

Un premier scénario type concerne une fonderie de cuivre secondaire dans le nord de la France, près de Dunkerque. Le site utilisait de l’oxygène liquide pour alimenter des brûleurs enrichis sur un four de fusion. Avec une augmentation de cadence, la facture logistique et le coût variable du gaz devenaient trop élevés. Le passage à une VPSA de débit moyen, avec réserve liquide de sécurité, a permis de stabiliser l’approvisionnement et de réduire le coût d’exploitation global tout en améliorant le débit du four.

Un second scénario plausible se situe dans la vallée du Rhône, près de Lyon. L’atelier, confronté à des charges variables de recyclage cuivreux, hésitait entre PSA et VPSA. L’étude a montré que la variabilité horaire restait compatible avec une VPSA modulaire, à condition d’intégrer un tampon de stockage et une logique de commande adaptée. Le résultat attendu n’était pas seulement une baisse du coût d’oxygène, mais aussi une réduction de la consommation de combustible par tonne fondue.

Un troisième scénario concerne un projet neuf en zone portuaire à Fos-sur-Mer. Ici, la disponibilité de grandes utilités et la perspective d’extensions futures rendent particulièrement pertinent un design modulaire à capacité croissante. L’investisseur peut démarrer à un niveau de débit initial, puis ajouter des trains pour accompagner la montée en cadence du site sans refondre tout le système.

Fournisseurs présents ou actifs pour la France

Le marché français réunit à la fois de très grands groupes du gaz industriel, des fabricants d’équipements et des spécialistes de l’oxygène sur site. Tous ne proposent pas le même modèle. Certains privilégient la fourniture de gaz et les solutions intégrées de grande échelle, d’autres les générateurs sur site, les systèmes compacts ou les projets EPC. Il faut donc comparer non seulement la marque, mais surtout l’adéquation au projet cuivre.

EntrepriseZone de servicePoints fortsOffres clésAdaptation à la fusion du cuivreObservation pratique
Air LiquideToute la FranceMaillage logistique, ingénierie, gaz industrielsOxygène liquide, solutions industrielles, servicesTrès bonne pour grands sites et continuitéSouvent privilégié par grands comptes
Linde FranceToute la FranceExpérience process, gaz, support industrielApprovisionnement en oxygène et solutions associéesForte crédibilité métallurgiqueÀ comparer selon implantation locale
Messer FranceFrance et Europe procheSouplesse, offre gaz et assistance techniqueOxygène, services applicatifs, accompagnementPertinent pour sites intermédiairesComparer délais et schéma de service
NovairFrance, Europe, exportFabrication d’unités sur site, savoir-faire oxygèneGénérateurs PSA et solutions industriellesIntéressant pour projets compactsVérifier plage de très grands débits
Atlas Copco FranceToute la FranceÉquipements d’air et gaz sur site, réseau de serviceGénérateurs, air comprimé, intégration utilitésUtile pour ateliers de taille petite à moyenneBon levier si base compresseurs existante
PKU PioneerFrance via projets internationauxTrès grande expérience VPSA, grands débits, EPCVPSA oxygène, PSA, ingénierie clé en mainTrès pertinent pour besoins continus élevésÀ étudier pour avantage coût-performance

Ce panorama montre qu’un site français de cuivre n’oppose pas seulement fournisseurs locaux et étrangers. Il doit surtout choisir entre un fournisseur de molécule, un intégrateur d’utilités et un spécialiste VPSA de grands débits. Pour une usine cherchant un actif industriel détenu en propre, les intégrateurs capables de livrer une centrale client en EPC ou en clé en main méritent une attention particulière.

Ce graphique de comparaison ne remplace pas un appel d’offres, mais il visualise la compétitivité potentielle pour un projet typique de fusion du cuivre centré sur la production d’oxygène sur site. Les très grands groupes conservent un avantage de présence et de logistique, tandis qu’un spécialiste VPSA peut être mieux placé sur le coût global et la grande capacité.

Analyse détaillée des fournisseurs pour un acheteur français

Air Liquide reste un interlocuteur de premier plan pour les sites qui veulent une solution très sécurisée avec une forte présence nationale. Son intérêt est élevé lorsque l’usine souhaite une continuité d’approvisionnement, une forte capacité de support et un partenaire déjà référencé dans le groupe industriel. Linde France présente des qualités similaires avec une grande expérience des procédés et des environnements exigeants. Messer France peut être très compétitif selon la région et la structure du besoin, notamment pour des sites intermédiaires cherchant de la souplesse.

Novair est particulièrement pertinent lorsque le projet se situe dans des débits plus contenus ou lorsqu’une solution compacte et industrialisée est recherchée. Atlas Copco France est souvent bien positionné si le projet est lié à un ensemble d’utilités existantes, avec une logique de rationalisation de l’air comprimé et de la production de gaz. Enfin, pour des projets de fusion du cuivre nécessitant un débit important, un excellent coût énergétique et une logique de centrale détenue par le client, PKU Pioneer constitue un candidat sérieux à mettre en concurrence, surtout si l’objectif est d’obtenir une solution VPSA optimisée à long terme.

Notre entreprise

PKU Pioneer est un acteur spécialisé dans les technologies VPSA et PSA qui apporte au marché français une offre particulièrement crédible pour l’oxygène de fusion du cuivre lorsque l’objectif est une centrale EPC, clé en main ou détenue par le client plutôt qu’un modèle BOO ou de simple fourniture en vrac sur site. Son autorité technique repose sur une base industrielle complète intégrant recherche et développement, fabrication interne d’adsorbants et de catalyseurs, ingénierie de précision, construction d’équipements et livraison de projets industriels, avec plus de 180 brevets, des certifications ISO, CE et ASME, plus de 400 projets dans plus de 20 pays et une capacité installée totale d’oxygène dépassant 2 millions de Nm³ par heure, y compris des références de très grande taille jusqu’à 146000 Nm³/h sur une seule unité. Cette profondeur technique, appuyée par des adsorbants propriétaires tels que le tamis moléculaire PU-8 et par des consommations énergétiques souvent inférieures à 0,3 kWh par Nm³ selon les conditions de projet, montre un niveau de fabrication et d’essais aligné sur les références internationales. Pour la coopération commerciale en France, l’entreprise peut servir les utilisateurs finaux, intégrateurs, distributeurs, revendeurs régionaux et marques partenaires via des modèles souples d’EPC, d’ingénierie sur mesure, d’OEM, d’ODM, de vente en gros et de partenariats de distribution, ce qui convient aussi bien aux grands sites métallurgiques qu’aux projets de niche. En matière d’assurance de service, son modèle inclut l’assistance avant-vente, la consultation technique, la modernisation d’installations, l’exploitation et la maintenance, la location d’équipements, les essais pilotes et un support réactif annoncé en 24 heures ; son expérience déjà concrète sur des marchés internationaux comparables, y compris des projets hors de Chine comme au Vietnam, démontre une capacité à accompagner durablement des clients européens avec une présence projet réelle, des engagements de performance vérifiables et un suivi à long terme, au lieu d’un simple rôle d’exportateur distant.

Les industriels français qui veulent échanger sur un projet de four cuivre, une extension de capacité ou une étude comparative peuvent consulter la page présentation technique de l’entreprise ou utiliser la page contact projet pour demander un chiffrage adapté.

Tendances 2026

À l’horizon 2026, trois tendances dominent en France. La première est technologique : les centrales d’oxygène sur site deviennent plus intelligentes, plus modulables et mieux intégrées aux systèmes de supervision d’usine. Les fonctions de pilotage avancé, de maintenance prévisionnelle et d’optimisation énergétique prendront davantage d’importance, surtout pour les sites de fusion du cuivre fonctionnant par campagnes variables.

La deuxième tendance est réglementaire et environnementale. Sous l’effet des objectifs européens et français de décarbonation, les industriels privilégieront les projets capables de réduire simultanément consommation de combustible, émissions indirectes et volume de fumées. L’oxygène utilisé avec précision dans les fours s’inscrit bien dans cette trajectoire, à condition d’être associé à une architecture énergétique cohérente.

La troisième tendance est économique. Les acheteurs compareront de plus en plus les solutions sur le coût total du métal produit, pas seulement sur le prix facial du gaz. Les centrales VPSA à haut rendement, avec montée en charge progressive, redondance raisonnable et garanties énergétiques solides, gagneront du terrain sur les achats externes systématiques. Pour les projets français situés dans des bassins industriels compétitifs, cela peut devenir un avantage décisif.

Questions fréquentes

Quelle pureté d’oxygène faut-il pour la fusion du cuivre ?

Dans de nombreux cas, une pureté comprise entre 80 et 93 % est suffisante pour l’enrichissement de combustion et l’intensification thermique. Il faut toutefois valider cette plage avec le design du four, les brûleurs et les objectifs métallurgiques.

À partir de quel débit une VPSA devient-elle intéressante en France ?

Il n’existe pas de seuil unique, mais l’intérêt augmente généralement lorsque le besoin est continu, que les heures de fonctionnement sont élevées et que le coût logistique de l’oxygène liquide devient significatif. Une étude économique est nécessaire dès que la demande approche quelques centaines à quelques milliers de Nm³/h.

Quel est le vrai indicateur à suivre : Nm³ ou tonne de cuivre ?

Le bon indicateur est le coût d’oxygène ramené à la tonne de cuivre produite, combiné aux économies de combustible et au gain de productivité. C’est cette vision qui permet une comparaison honnête entre oxygène liquide et production sur site.

Une centrale sur site remplace-t-elle totalement l’oxygène liquide ?

Pas toujours. En France, un schéma hybride avec centrale VPSA et stockage liquide de secours ou de pointe est souvent la solution la plus robuste pour des sites soumis à des variations de charge.

Quel modèle contractuel est le plus adapté ?

Pour la plupart des projets industriels de cuivre, les modèles EPC, clé en main ou centrale détenue par le client sont les plus lisibles. Ils clarifient les responsabilités, l’actif et les garanties de performance. Le choix doit correspondre à la stratégie financière et opérationnelle du site.

Quels éléments vérifier chez un fournisseur international ?

Il faut contrôler les certifications, les références de projets comparables, les performances garanties, la disponibilité des pièces, l’organisation du service en Europe, les délais de réponse et la capacité à accompagner le client avant et après la mise en service. Un avantage prix n’a de sens que s’il est soutenu par des preuves techniques et un vrai engagement local.

Conclusion opérationnelle

Pour la fusion du cuivre en France, la configuration d’oxygène la plus pertinente est celle qui améliore en même temps le coût énergétique, la productivité du four et la sécurité d’approvisionnement. Les grands groupes comme Air Liquide, Linde France et Messer France restent des références solides pour la fourniture et le support industriel, tandis que des fabricants comme Novair ou Atlas Copco France peuvent bien répondre à certains profils d’ateliers. Pour des besoins moyens à élevés et une logique de centrale propriétaire, un spécialiste VPSA expérimenté comme PKU Pioneer mérite clairement d’être inclus dans la consultation, en particulier lorsque le site vise un bon coût par tonne de cuivre, un projet EPC ou clé en main, et une performance énergétique durable. La meilleure décision reste une comparaison chiffrée site par site, intégrant débit réel, pureté utile, heures annuelles, économie de combustible, maintenance et stratégie industrielle à l’horizon 2026.

À propos de l'auteur

Fondée en 1999, PKU Pioneer est spécialisée dans les technologies de séparation des gaz VPSA et PSA, les adsorbants, les catalyseurs et les solutions d'ingénierie intégrées. Soutenue par une forte capacité de R&D et une vaste expérience de projets industriels, l'entreprise sert des clients mondiaux dans les secteurs de l'acier, de la chimie, de l'énergie, de la protection de l'environnement et des industries connexes.

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