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D. LES MODES DE VALORISATION LIÉS À L'INCINÉRATION

L'incinération génère trois types de production  :

 de la chaleur et de la vapeur ;

 des mâchefers, résidus solides de la combustion des déchets, restant en sortie basse de four (on les appelle aussi les MIOM -mâchefers d'incinération d'ordures ménagères-) ;

 des poussières, cendres volantes et résidus de traitement des gaz, récupérés en sortie haute de four (on les appelle les REFIOM -résidus de l'épuration des fumées de l'incinération des ordures ménagères-).

Dans ces deux derniers cas, les quantités produites sont très importantes : 1 tonne de déchets incinérés génère 275 à 300 kg de mâchefers, 2 à 5 kg de REFIOM, soit, pour un peu plus de 10 millions de tonnes incinérées, environ 3 millions de tonnes de mâchefers.

Chacun de ces éléments est susceptible d'être valorisé.

1. La valorisation énergétique

a) Rappels

 Contrairement aux allégations répétées, martelées, l'incinération est un système d'élimination des déchets. La valorisation énergétique n'est qu'une conséquence possible -souhaitable-, mais qui n'est pas systématique.

En 1997, 80 incinérateurs étaient équipés. On observera ainsi que les trois quarts des incinérateurs, toutes tailles confondues, ne disposent pas de récupération d'énergie, et que, même parmi les incinérateurs les plus importants, supérieurs à 3 tonnes/heure, seulement 72 % d'entre eux étaient équipés, en 1997, de dispositifs de récupération d'énergie. Il s'agit du plus mauvais résultat de tous les pays d'Europe (à l'exception de la Grèce et de l'Islande dont les résultats n'ont pas été communiqués). Dans neuf pays sur quinze États membres de l'Union européenne, 100 % des incinérateurs sont équipés.

Ce retard français est peu explicable, et peu admissible.

 D'où vient la valorisation énergétique ?

Dans ce domaine, l'évidence est trompeuse. On pourrait penser, en effet, que la valorisation énergétique provient du simple fait que la matière brûlée à haute température génère une chaleur qui peut être récupérée. D'autant plus que la matière déchet a un pouvoir calorifique élevé. On mesure ce pouvoir calorifique par le PCI71(*). Le pouvoir calorifique est en moyenne de 7.828 kJ/kg, soit 1.870 kcal/kg (on dit que le PCI est de 1.870). L'équivalent énergétique d'une tonne d'ordures ménagères correspond à environ 150 litres de fuel.

En fait, le potentiel de récupération de chaleur provient moins de la chaleur dégagée par le four, que du processus de refroidissement des gaz. Les gaz, qui en chambre de combustion sont à 800/1100°, doivent être refroidis à 250/300° pour être traités par les procédés appropriés (filtres électrostatiques, filtres à charbon...). Le refroidissement a lieu à l'aide de tubes de refroidissement sur lesquels coulent de grandes quantités d'eau qui se transforme en vapeur, par le contact avec la chaleur du four (d'où les fameux panaches de fumée blanche, en sortie de cheminée).

Encadré n° 16

Les performances de l'incinération

sont-elles sensibles à la collecte sélective ?


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On a pu craindre à un moment que la collecte sélective ne modifie sensiblement le PCI (pouvoir calorifique inférieur) des déchets incinérés, et perturbe les combustions, notamment la maintenance des grilles. On a noté en effet une hausse du PCI , puisque le PCI moyen serait aujourd'hui de l'ordre de 2.000 à 2.100 contre 1.800 il y a cinq ans, sous l'effet notamment du retrait du verre et des déchets verts, qui ont un pouvoir calorifique faible. Cette hausse est toutefois compensée par une baisse induite par le retrait d'autres matériaux qui, eux, ont un pouvoir calorifique élevé (les plastiques par exemple). Ainsi, les deux mouvements, hausse et baisse du PCI, se neutralisent-ils en partie. Il est indiqué, d'une part que la hausse récente devrait se stabiliser, d'autre part qu'à ce niveau, elle n'a que très peu d'incidence sur les conditions de combustion actuelles. Il est cependant certain qu'une hausse continue et massive du PCI poserait des problèmes , si elle devait se poursuivre.

b) La valorisation énergétique

 Les modes de valorisation

La valorisation énergétique peut prendre la voie de la valorisation thermique et/ou de la valorisation électrique. La vapeur, condensée, passe dans une turbine et un alternateur qui transforme l'énergie en énergie électrique. Le choix entre les deux formules, ou parfois les deux formules combinées (on parle alors de co-génération), dépend avant tout des conditions locales.

Concernant la valorisation thermique, il faut tout simplement savoir si la chaleur peut être utilisée à proximité de l'usine (présence d'une demande et d'un réseau), et si les tarifs sont attractifs. Le client qui achète une énergie thermique, quelle que soit son origine (en l'espèce une valorisation thermique d'incinération), raisonne en termes de substitution : il a le choix entre le fuel, le gaz ou la chaleur du four. Cela dépend en fait des prix des autres. En revanche, le rendement initial est bon : de l'ordre de 85 % à 90 % par rapport à l'énergie initiale. Les pertes sont cependant rapides (pertes en réseau, échangeurs...).

Dans le cas de l'énergie électrique, le rendement est très sensiblement inférieur, et ne dépasse pas 25 à 30 %. Mais l'énergie électrique est plus facile à transporter. Là encore, tout va dépendre du prix des combustibles à un moment donné.

La co-génération qui mixte les deux valorisations donne les meilleurs résultats.

 Les avantages de cette valorisation

Cette valorisation a plusieurs avantages. Elle est directement utile : une tonne d'ordures ménagères génère 2,2 Mwh, ; une UIOM de 10 t/h est équivalente à un générateur de 22 MW ; les UIOM ont produit environ 0,8 million de MWh électrique et commercialisé 7,5 millions de MWh thermique dans des réseaux de chaleur ou des entreprises industrielles72(*).

La valorisation énergétique entraîne une économie de combustibles nobles (gaz, fuel...), même s'il faut rappeler que 80 % de l'électricité produite en France est d'origine nucléaire. Aujourd'hui, seule une partie des déchets (10 millions de tonnes) est valorisée sous forme d'énergie thermique et/ou électrique. Selon Novergie " l'ensemble des déchets des collectivités (33 millions de tonnes) représenterait un gisement potentiel de 6 à 7 millions de tonnes d'équivalent pétrole ".

Enfin, elle a permis, par la vente de l'énergie de diminuer de 20 % le prix du traitement des déchets urbains.

Encadré n° 17

Les tarifs de rachat

de l'électricité produite par les incinérateurs


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Électricité de France (EDF) a l'obligation de racheter l'électricité produite en France d'où qu'elle vienne. Cette règle ne sera vraisemblablement pas remise en cause par la dérégulation prochaine. Le tarif de rachat, dit " tarif vert ", est applicable à la plupart des productions industrielles ou particulières (production hydraulique de la SNCF, production thermique privée...), et compris entre 25 et 30 centimes. Il existe un tarif légèrement supérieur en cas de co-génération.

Les incinérateurs ont pu regretter que ce tarif soit si modeste, et surtout inférieur à celui mis en place pour certaines autres énergies renouvelables (éolienne, petite hydraulique). Ces tarifs seraient également, -semble-t-il- les plus bas d'Europe.

Pour EDF, " les tarifs ne sont pas fait pour être incitatifs ", ils sont le reflet des coûts et des courbes de charge. D'ailleurs, des tarifs majorés sont appliqués lors de certaines pointes, en hiver, qui ne peuvent être que de quelques heures, mais qui peuvent représenter des sommes très importantes (jusqu'à 2,50 F, soit près de dix fois le tarif normal). Les UIOM qui ne sont pas en sous capacité peuvent utiliser cette particularité grâce à leurs fosses de stockage (en stockant à l'automne, et en brûlant en hiver, au moment des pointes).

EDF observe également que le système des primes au rachat d'électricité d'UIOM, comme cela se pratique en Belgique, entraîne une augmentation des dépenses pour le distributeur qui est compensée ailleurs, sur les consommateurs, et qu'il y a seulement un transfert de charges.

Néanmoins, des ouvertures ne semblent pas exclues pour une évolution des tarifs appliqués à l'énergie produite par les sources thermiques (incinération, méthanisation), sur la base de tarifs majorés appliqués à la co-génération.

2. La valorisation des mâchefers

a) Les mâchefers issus d'incinération

 Les mâchefers issus d'incinération des ordures ménagères (MIOM) sont des scories solides résultant de l'incinération des ordures ménagères. Ils se présentent sous la forme de granules de couleur grise, mélange de métaux, de verre, de silice, d'alumine, de calcaire, de chaux, d'imbrûlés et d'eau.

Depuis 199173(*), les mâchefers doivent être traités séparément des autres résidus des combustions (les REFIOM), car la toxicité de ces derniers empêcherait toute éventuelle utilisation des mâchefers.

Les masses sont très importantes. Une tonne d'ordures ménagères génère 275 à 300 kg de mâchefers.

Que faire de ces mâchefers ? Deux possibilités sont offertes aux gestionnaires d'UIOM : soit les mettre en décharge de classe II, soit les retraiter, les stocker provisoirement, et les diriger vers une plate-forme de traitement, pour une valorisation matière.

L'alternative est subordonnée aux conditions économiques des deux filières (la valorisation matière est moins chère que la mise en décharge, mais suppose des débouchés locaux74(*)), et aux caractéristiques techniques des mâchefers, en fonction de leur potentiel polluant.

Selon une estimation Novergie75(*), en 1997, 60 % des mâchefers étaient mis en décharge, 30 % étaient valorisés, dont 10 % par l'intermédiaire d'une plate-forme, 10 % étaient stockés sur site (décharges internes d'usines d'incinération).

 L'analyse chimique des mâchefers avant valorisation. Les mâchefers sont classés en fonction de leur potentiel polluant. Depuis 199476(*), les mâchefers doivent subir un test de lixiviation qui va déterminer leur possibilité de valorisation en technique routière et permettre un classement. Ce test consiste à mettre en contact un échantillon de cent grammes de mâchefers avec un litre d'eau, afin d'évaluer les quantités de polluants solubilisés. Ce test est appliqué une première fois pour un tiers dans l'usine d'UIOM, pendant la campagne de caractérisation du mâchefer, puis de façon régulière par un tiers ou en autocontrôle par la suite.

L'application de ce test77(*) conduit à classer les mâchefers dans l'une des trois catégories suivantes :

 " V " : valorisable directement

 " M " : valorisable après maturation

 " S " : stockable en centre d'enfouissement de classe II.

b) Le traitement des mâchefers

 Le prétraitement en UIOM

En sortie de four, les mâchefers subissent plusieurs traitements. Ils sont tout d'abord refroidis, le plus souvent par lavage à l'eau. La teneur en eau monte alors jusqu'à 25 %. Ensuite, les grosses pièces imbrûlées sont éliminées par criblage (passage des mâchefers sur des grilles qui " filtrent " les éléments inférieurs à 200 mm, les éléments plus volumineux sont alors retirés). Un premier déferraillage, par tri magnétique, peut également intervenir selon la qualité du mâchefer. Quand il n'est pas opéré en sortie de four, le déferraillage est réalisé ultérieurement, dans les plates-formes de traitement des mâchefers.

Après ce premier traitement, les mâchefers sont stockés dans l'attente d'une évacuation vers des installations de traitement, dites " installations de maturation et d'élaboration " (IME).

 La maturation et l'élaboration des mâchefers valorisables en IME

Les IME sont des installations de plein air classées au titre de la protection de l'environnement, destinées à traiter le mâchefer des usines d'incinération d'ordures ménagères. L'aménagement, l'étanchéité, la collecte des eaux de ruissellement, de même que le traitement de chaque lot, sont étroitement réglementés. Les lots de mâchefers d'UIOM sont stockés par lots, identifiés par usine de production.

Deux opérations interviennent : la maturation et l'élaboration du mâchefer valorisable.

 La maturation. Pendant la durée du stockage, qui peut être de trois mois à une année, une maturation intervient qui permet de stabiliser les caractéristiques chimiques : oxydation naturelle du mâchefer, carbonation de la chaux, baisse du potentiel d'hydrogène (pH4)78(*) réduisant ainsi le potentiel polluant du mâchefer.

 L'élaboration, ou la préparation proprement dite, qui a pour but de donner une homogénéité au mâchefer et de retirer, soit les éléments indésirables, soit au contraire les éléments valorisables.

Plusieurs opérations interviennent :

 le tri aéraulique pour éliminer les imbrûlés légers (plastiques, papiers79(*)),

 le tri magnétique pour éliminer les métaux ferreux80(*),

 le tri par induction pour éliminer l'aluminium81(*).

A l'issue de ces différentes opérations, le mâchefer présente les caractéristiques suivantes :


 

Silice et alumine

62 %

 

Calcaire et chaux

18 %

 

Eau

15 %

 

Sels

2 %

 

Imbrûlés

2 %

 

Métaux lourds

1 %

Après traitement en IME, une part des MIOM classés en " M " peut alors passer en " V ". Les MIOM qui, après un an, ne correspondent pas aux exigences du " V ", sont alors éliminées et stockées en décharge.

c) La valorisation des mâchefers

 La valorisation par la revente des métaux

Le double tri magnétique et par induction (courant de Foucault) permet d'isoler les métaux ferreux, notamment l'acier et l'aluminium. Ces deux métaux sont ensuite rachetés par les filières correspondantes.

Le prix de vente de l'acier issu du mâchefer peut être estimé à 40 F/tonne, ce qui assure 1 F de recette par tonne de déchets incinérés. Le prix de vente de l'aluminium issu du mâchefer est de l'ordre de 1.500 F/tonne, ce qui assure 3 F de recettes par tonne de déchets incinérés.

On observera que la récupération de l'acier et de l'aluminium obéissent à deux logiques distinctes. La récupération de l'acier vise essentiellement à déferrailler le mâchefer pour lui donner une composition homogène, et lui permettre ainsi d'être éventuellement utilisé. La récupération de l'aluminium a aussi un objectif financier : bien qu'elle concerne des volumes beaucoup plus faibles, elle rapporte aussi davantage (l'aluminium représente trois fois moins en masse, mais rapporte trois fois plus que l'acier).

 La valorisation en technique routière

Il s'agit là du véritable enjeu de la valorisation des mâchefers. La récupération des métaux ne porte que sur des petits gisements. Une fois les imbrûlés et les métaux enlevés, il reste encore 90 % de la masse, soit près de 250 kg par tonne incinérée...

Les caractéristiques physiques du mâchefer, composé de particules scoriacées, à texture granuleuse, presque anguleuse (notamment les micro-particules de verre ou d'éléments métalliques), lui confèrent un frottement élevé et, par conséquent, une bonne portance, qui peut être utilisée en technique routière. Cette utilisation est expressément prévue par le Guide technique pour la réalisation de terrassements (GTR) qui distingue à son tour les mâchefers valorisables (de la catégorie " V "), en fonction de la durée de stockage, des dates de production, de la teneur en eau, du chargement en éléments toxiques82(*).

Les principales utilisations concernent : les remblais (soubassements d'ouvrages d'art ou de routes), les couches de forme (sous-couches de voirie ou de parking), la chaussée (fondations de chaussées à faible trafic).

Les conditions d'utilisation sont précisées dans chaque cas (épaisseur, couvertures par un enduit, largeur des couches de terre sur les flancs...), avec un certain nombre d'interdictions (zones inondables, proximité de cours d'eau, distance minimum des canalisations métalliques pour éviter les risques de corrosion...). Le problème principal est, en effet, celui de la sensibilité à l'eau. D'une part, l'eau réduit la capacité de portance en créant un effet " matelassage " de la couche, d'autre part, l'eau peut se charger en éléments polluants83(*).

Les mâchefers sont utilisés dans les grands chantiers de travaux publics. 21.000 tonnes ont été utilisées pour le Stade de France (12.000 tonnes en remblai du quai de la gare SNCF, 9.000 tonnes en sous-couches pour la liaison gare/RN) ; 117.000 tonnes ont été utilisées pour le chantier d'Euro-Disney.

d) Perspectives : Des potentialités de développement importantes

La valorisation des mâchefers paraît possible en prenant en compte des arguments économiques, techniques et financiers.

 Il faut tout d'abord partir du marché. La situation est, sur ce point, paradoxale, puisqu'il existe une demande de matériaux qui n'est pas toujours satisfaite, et une offre de matériaux qui ne trouve pas toujours preneur.

En BTP, l'offre de matériaux traditionnels, notamment de granulats, sera affectée par la difficulté grandissante d'obtenir l'ouverture de nouvelles carrières ou d'extraire des granulats alluvionnaires. On ne peut donc écarter l'hypothèse de difficultés d'approvisionnement pour les matériaux de base. A contrario, l'offre de matériaux recyclables va augmenter avec la limitation de l'accès aux décharges et, par conséquent, une augmentation prévisible de l'incinération et des mâchefers. Il s'agit d'un gisement très important et, de surcroît, renouvelable. On prévoit, pour les seuls mâchefers, une production de 15 millions de tonnes dans les dix prochaines années. On estime que 60 % du gisement (soit 3 millions de tonnes) pourrait être valorisable.

Cette évolution sera facilitée par une évolution technique et une analyse des coûts.

 Sur le plan technique, tous les mâchefers d'UIOM ne sont pas valorisables aujourd'hui. Il faut, en effet, une qualité minimum, une régularité et une quantité suffisantes pour que le mâchefer puisse être valorisé, que les petites unités d'UIOM n'offrent pas toujours. Mais l'amélioration technique (diminution des imbrûlés, récupération des métaux...), et les possibles regroupements d'usines vers des unités de taille plus importante, devraient permettre de satisfaire l'une et l'autre.

Par ailleurs, des recherches sont conduites pour envisager l'utilisation des MIOM combinées avec d'autres matériaux, notamment avec des liants (bitumes, goudrons...) adaptés selon les caractéristiques de chaque mâchefer.

 Des conditions financières attractives. Sur le plan financier, l'analyse des coûts montre que la valorisation matière des mâchefers est une solution économique avantageuse, dès lors qu'il existe des débouchés.

Le coût de stockage des mâchefers en décharge est de l'ordre de 200 à 250 F la tonne, et peut même aller jusqu'à 300 F la tonne pour les petits centres84(*). Cependant, le coût est extrêmement sensible à la distance entre le lieu de production (l'UIOM) et la décharge. Le coût peut monter jusqu'à 440 F la tonne stockée, lorsque le CET est situé à 200 km de l'UIOM.

Le coût de traitement en plate-forme est au moins deux fois moins important. Selon l'étude SOFRES/AMF/ADEME, " la valorisation des mâchefers permet de réduire le coût de gestion des mâchefers d'un facteur de 2 à 4 selon la distance du CET, soit d'environ 7 à 15 % du coût d'incinération, et d'environ 2 à 5 % du coût de gestion des ordures ménagères. "

Comparaison du coût du traitement des mâchefers

 
 
 
 
 
 

CET classe II

 

IME

 
 
 
 
 
 
 

Mise en décharge

 

Valorisation

 
 
 
 
 
 
 

(CET - classe 2)

 

(IME)

 
 
 
 
 
 
 

Le coût du stockage des mâchefers est de l'ordre de 200/250 F/tonne, soit 50 F la tonne incinérée.

 

Le coût du traitement des mâchefers en IME est de l'ordre de 120 F/tonne, soit 30 F la tonne incinérée.

 
 
 
 
 
 
 

Il existe une grande dépendance à l'égard de la distance.

 

Il existe une grande dépendance à l'égard des débouchés locaux.

 
 
 
 
 
 
 

Le coût peut monter jusqu'à 440 F la tonne traitée, soit 110 F la tonne incinéré lorsque le CET est à plus de 200 km.

 

En l'absence de débouchés, le mâchefer traité va alors en décharge et les coûts sont alors cumulés.

 
 
 
 
 
 

Source : Étude SOFRES/ADEME/AMF, op. Cit.

Il est vraisemblable que cet écart de coûts se maintienne, voire s'amplifie, en fonction des contraintes apportées aux centres d'enfouissement et, surtout, de la raréfaction de l'offre (les capacités des centres ne sont pas illimitées, et les ouvertures de nouvelles décharges seront rares).

e) Perspectives : un accompagnement nécessaire

 Des précautions nécessaires

Avant une utilisation généralisée des mâchefers en génie civil, certaines précautions doivent être prises, tant dans le domaine écologique que dans le domaine économique.

 Les précautions d'ordre écologique. Le principal problème que pose l'utilisation des mâchefers est celui de son comportement face aux écoulements d'eau, qu'il s'agisse du ruissellement des eaux de pluie, mais surtout des eaux souterraines. Les phénomènes de variation des niveaux de la nappe phréatique et de remontée des eaux par capillarité doivent retenir l'attention. Or, l'eau est le facteur principal de diffusion des polluants. Elle peut, par conséquent, se charger en métaux lourds, avant d'alimenter les eaux souterraines. La question se pose en particulier pour le plomb. Les normes françaises sont moins rigoureuses que les normes d'autres pays, ce qui suscite des interrogations.

Aujourd'hui, les tests de lixiviation permettent de caractériser le potentiel polluant d'un déchet, mais ne donnent guère de précisions sur les modes de diffusion des polluants in situ, en fonction des sols. Il est très important d'améliorer la recherche sur la traçabilité qui permet de suivre le parcours des pollutions et, par conséquent, d'évaluer les risques en fonction des conditions géologiques.

Une amélioration des tests de lixiviation paraît nécessaire. D'autres progrès (protocole d'échantillonnage des mâchefers, limitation ou encadrement des auto-contrôles...) ont également pour objectif d'obtenir une réelle caractérisation des matériaux.

 Sur le plan économique, plusieurs problèmes doivent être posés. Tout d'abord, les UIOM et la plate-forme de traitement doivent s'engager sur un contrat qualité qui n'est pas évident. La nature des déchets et, par conséquent, des mâchefers, change selon les mois, voire même selon les semaines. Il n'est pas question d'avoir des mâchefers irréguliers en fonction des fêtes de fin d'année ! Seule une gestion en amont des différents déchets, des différentes sources (ordures ménagères / déchets industriels banals...) permettra d'obtenir cette régularité indispensable.

Ensuite, il convient d'arbitrer entre deux solutions techniques : ou bien diluer les mâchefers valorisables en petites quantités dans de nombreux sites, ou bien concentrer les utilisations sur quelques points, ce qui permet une meilleure surveillance, mais, à l'inverse, ne permet pas d'assurer un écoulement régulier des matériaux.

Enfin, il n'est pas question d'arriver dans trois ou cinq ans avec 3 millions de tonnes de mâchefers valorisables que la profession serait incapable d'absorber, faute de marché, faute de préparation et de concertation85(*). C'est à cette occasion que peuvent intervenir les collectivités locales.

 Une nouvelle place pour les collectivités locales

" Les collectivités locales sont concernées au double titre de maître d'ouvrage et de responsables directs ou indirects de la gestion des déchets ménagers ou industriels. Ce double statut pourrait permettre aux collectivités locales d'assumer à terme un rôle moteur dans le développement des matériaux de substitution. "86(*)

Les mâchefers qui étaient mis en décharge de façon quasi systématique il y a encore dix ans, sont devenus une matière première secondaire à part entière. Encore faut-il qu'il y ait une plate forme de traitement et, sinon des incitations, du moins une meilleure connaissance de la part des prescripteurs et de leurs conseillers, notamment les directions départementales de l'équipement. Les mâchefers ne sont qu'un des matériaux valorisable en génie civil. Il en existe bien d'autres : les pneus, le verre, les gravats. Mais leur seule évocation suffit parfois à provoquer des réactions de défiance et de rejet.

On regrettera une fois encore que l'ADEME, bras financier du ministère de l'Environnement, n'ait pas consacré plus de moyens à la recherche, afin de valider certaines options, et de mieux caractériser les produits et matériaux de seconde vie, qui représentent des gisements considérables.

Ces rejets s'expliquent souvent moins par réticence expresse, que par méconnaissance. Une action d'information, de pédagogie d'envergure, est vivement souhaitable à partir des chantiers pilote et des chantiers de démonstration, avec la participation des prescripteurs, des constructeurs, des utilisateurs, des institutionnels, des scientifiques et des associations.

Les collectivités locales peuvent être le lieu de cette nouvelle impulsion.

3. La valorisation des REFIOM

a) Les REFIOM

L'incinération des déchets ménagers génère des résidus solides et gazeux dont une partie est récupérée en partie basse de four (les mâchefers) et dont l'autre partie est récupérée lors des différentes phases d'épuration des fumées : les résidus d'épuration de fumées d'incinération des ordures ménagères (REFIOM).

 Le traitement des fumées peut prendre trois voies distinctes.

Il existe tout d'abord un dépoussiérage par électro-filtres : les poussières se collent sur des espèces de fils électriques placés dans la chambre de dépoussiérage, puis sont récupérées par gravité.

Il existe ensuite un traitement par filtres humides. La neutralisation des gaz acides et la captation des métaux lourds s'opèrent par une sorte de " douche ". C'est ce qu'on appelle le " lavage des fumées " qui explique les panaches de fumées blanches en sortie de cheminée. Ces fumées sont composées à 99 % de vapeur d'eau. Les poussières récupérées forment le " gâteau de filtration ", sorte de pâte humide qui récupère les poussières toxiques.

Il existe, enfin, le traitement par filtres sec, ou " traitement par charbon actif ". Le carbone a pour principale caractéristique d'absorber des quantités de gaz, tant qu'il n'a pas été mis à l'air. Les gaz les plus solubles dans l'eau sont également les plus facilement absorbables par le carbone. Il s'agit, par ordre décroissant, de l'ammoniaque, l'acide chlorhydrique, l'anhydride sulfureux, l'acide sulfurique, le bioxyde d'azote... Cette caractéristique est fondamentale puisqu'elle va permettre de piéger les différents gaz toxiques issus de l'incinération. Un charbon actif est un carbone qui a subi un traitement à hautes températures pour le rendre très poreux. Les propriétés du carbone connu pour ses possibilités de capter les gaz sont alors renforcées.

 Les REFIOM

Sous le terme de REFIOM est regroupé l'ensemble des résidus résultant des traitements des fumées d'incinération, à savoir les cendres sous chaudes, les cendres volantes et les " gâteaux de filtration ". Ils sont constitués d'une part de substances minérales dépourvues de nocivité (silice, calcaire), qui constituent la majeure partie de ces résidus (jusqu'à 90 %), d'autre part de métaux, notamment de métaux lourds87(*). Ils concentrent ainsi les polluants contenus dans les déchets incinérés, à savoir les métaux lourds volatiles, ainsi que le chlore les dioxines et les furanes. Les cendres volantes contiennent 100 fois plus de dioxines que l'air émis à la sortie de la chambre de combustion.

Compte tenu de leurs caractéristiques polluantes, notamment de leur forte teneur en métaux lourds aisément entraînables dans les lixiviats, les REFIOM ne sont pas mélangés aux mâchefers, et obéissent à un régime spécifique. Ils sont classés dans la catégorie des " déchets industriels spéciaux " assimilés à des déchets ultimes. Ils sont tout d'abord stockés, avant enfouissement en décharge pour les stabiliser et réduire ainsi leur fraction lixiviable. Ils sont ensuite évacués en centres de stockage des déchets ultimes (CSDU) de classe I. Ils sont réceptionnés en silos, mélangés à des liants hydrauliques (béton). Le béton obtenu, qui constitue un prégage pour les éléments polluants, est coulé dans des alvéoles spécifiques.

Une tonne d'ordures ménagères produit en moyenne 3 % de REFIOM par tonne incinérée, avec une plage courante d'oscillation comprise entre 2 et 5 %. La France produit chaque année 300 à 400.000 tonnes de REFIOM qui rejoignent les déchets industriels spéciaux dans les décharges de classe I. Le stockage ultime représente un coût de 1.500 F/tonne.

b) La valorisation des REFIOM ?

Jusqu'à ces dernières années, la seule voie possible pour éliminer les REFIOM était la mise en décharge, les REFIOM étant considérés comme des déchets ultimes en fin du processus d'incinération. Mais comme on l'a vu, la notion de déchet ultime est associée à l'évolution technologique qui, dans ce domaine, a été très rapide.

L'une des dernières avancées consiste dans la vitrification des REFIOM, c'est à dire la fusion des cendres à haute température, qui, non seulement garantit la destruction des polluants, mais rend le produit final éventuellement valorisable. Ce procédé vise au " zéro déchet ".

 Les techniques

Plusieurs procédés sont en cours d'expérimentation, dont le principal est la vitrification par torche à plasma. Cette technologie fait l'objet d'importants travaux, notamment de la part d'Électricité de France (EDF), d'Aérospatiale (étude des comportements d'entrée des missiles nucléaires dans l'atmosphère) et d'Europlasma, société constituée d'anciens collaborateurs de cette société qui développe également une technologie à partir de brevets de celle-ci.

Les cendres sont introduites dans un four dans lequel se trouvent deux électrodes générant un arc électrique chauffant un gaz (l'air) à haute température (1.300 à 1.700°). L'air est insufflé par une torchère. C'est le principe de la torche à plasma88(*). L'écoulement d'air plasmagène génère des réactions thermochimiques et porte en fusion les produits à traiter qui refroidissent brutalement se transformant alors en un granulat vitreux, opaque, noir, très dur. C'est par ce passage d'une très haute température à une basse température que s'opère la vitrification. Ce procédé est développé par la société Europlasma, près de Bordeaux (voir ci après).

Le vitrificat représente environ 90 % de la masse traitée (900 kg), mais le volume ne représente que 15 % du volume initial. Le vitrificat ainsi réalisé est inerte. Il peut alors être soit stocké en décharge de classe III, - variante dite de banalisation-, soit valorisé en technique routière - variante dite de valorisation-. Les REFIOM inertes peuvent en effet servir comme matériaux de soubassement routier, ballast de voies ferrées, granulats pour parking, bordures de trottoir...

Le coût de traitement annoncé est de l'ordre de 2.500 francs la tonne traitée (Des estimations supérieures ont toutefois été données en auditions). Ce coût important doit être comparé au coût de mise en décharge de classe I, frais de transport inclus.

D'autres procédés visant à inerter les déchets toxiques sont possibles ou en cours d'expérimentation. La vitrification par arc électrique (sans projection d'air) ; le traitement dit " à froid " (par opposition au traitement thermique haute température comme la torche à plasma), utilisant des liants hydrauliques qui permettent de solidifier les REFIOM.(Les filiales de Vivendi et de la SITA étudient ce procédé) ; le traitement par vaporisation. Mis en contact avec de l'acide chlorhydrique gazeux dans un lit fluidisé, les métaux lourds se transforment en sels métalliques qui se vaporisent, c'est à dire passent à l'état de vapeur, s'ils sont portés à haute température (environ 900°; à température plus élevée, les substances minérales se vitrifient et l'on retombe sur l'autre procédé). La vapeur est entraînée par le flux de gaz, puis refroidie et condensée. Cette technique permet d'isoler la plus grande partie des métaux lourds et de les séparer des substances minérales non toxiques. Cette partie peut alors être utilisée sans difficulté.

 Perspectives

Sur le plan technique, une étude dite " Vivaldi " est en cours pour caractériser le vitrificat de l'usine de Cenon (voir ci après). Une première phase s'est récemment achevée pour évaluer le comportement du vitrificat à long terme. Une seconde phase porte sur les voies de valorisation en BTP et sous-couches routières.

Sur le plan commercial, pour le moment, le marché de la vitrification se trouve principalement au Japon, où la dioxine vient d'être officiellement désignée comme substance toxique. La fusion des cendres est la technique privilégiée au Japon. Le nombre d'installations est passé de 21 en 1994 à 38 en 1997.

Selon les responsables d'Europlasma, " le marché européen reste encore à créer ". L'unité de vitrification industrielle de Bordeaux-Cenon est une première européenne. L'usine est destinée à traiter les REFIOM de l'usine d'incinération de Cenon qui traite les déchets de la communauté urbaine de Bordeaux. Auparavant, les REFIOM étaient dirigés dans les centres de déchets ultimes de Bellegarde, dans le Gard, ou au nord de Paris (respectivement 450 et 650 km du site de production). Le Sytcom a lancé un appel d'offre portant sur la vitrification des REFIOM de l'incinérateur de Saint-Ouen.

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