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10 juin 1999 : Les nouvelles techniques de recyclage et de valorisation des déchets ménagers et des déchets industriels banals ( rapport de l'opecst )

 

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E. L'ALUMINIUM



 
 
 

Données de base

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Marché

 

Importance dans les ordures ménagères

 

Cadre juridique

 

Traitement Utilisations

 
 

 Total Europe : 7 millions de tonnes, dont 7 millions d'emballages

 Total France : 1 million de tonnes, dont 120.000 tonnes d'emballages, mais moins de 1 % d'aluminium dans les déchets ménagers


 

 0,5 % des déchets ménagers, soit 2 kg/habitant/an


 

 Pas de texte spécifique. Application des textes sur les emballages :

 Directive 94/62 du 20 décembre 1996 sur les emballages

 Décret n°° 92-337 du 1er avril 1992 sur la valorisation des déchets d'emballage

 Décret n° 96-1008 du 18 novembre 1996 sur les objectifs de valorisation


 

 Toutes utilisations. Pas de différence entre " aluminium primaire ", fabriqué à partir de bauxite et d'alumine, et " aluminium secondaire ", fabriqué à partir de matière recyclée


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Situation

a) Le gisement

 L'aluminium professionnel

Grâce à ses nombreuses qualités (légèreté, résistance, conductivité, durabilité, possibilité de façonnage), l'aluminium trouve des applications dans de très nombreux secteurs.


Répartition de la consommation d'aluminium

Europe

(7,1 millions de tonnes)

France

(1,08 million de tonnes)

 Transport

26 %

 Transport

29 %

 Bâtiment

24 %

 Bâtiment

20 %

 Emballage

14 %

 Emballage

12 %

 Électricité

8 %

 Électricité

11 %

 Mécanique

8 %

 Mécanique

4 %

 Divers

20 %

 Équipements domestiques

9 %

 
 

 Divers

15 %

 

100 %

 

100 %

Source : Fédération des minerais et métaux, Chambre syndicale de l'aluminium.

Les utilisations se différentient également par leur mode de fabrication. On distingue :

 le filage qui consiste à introduire des " billettes " d'aluminium dans un conteneur qui donne au métal sa forme finale (châssis de fenêtre...) ;

 le laminage qui consiste à faire des feuilles d'épaisseur variée (boites, barquettes, feuilles...) ;

 l'étirage qui consiste à transformer l'aluminium en fil (câbles de transmission...) ;

 la fonderie de moulage : l'aluminium est livré en lingots ou en liquide, puis injecté dans des moules (applications automobiles, carters...).

Les quatre cinquièmes des utilisations sont des utilisations industrielles. L'aluminium est également utilisé par les ménages dans une gamme de produits qui est, elle aussi, extrêmement diverse. Comme on le verra par la suite, cette diversité aura de l'importance dans le choix des modes de valorisation.

 L'aluminium ménager

L'aluminium utilisé par les ménages est de l'ordre de 72.000 tonnes, réparties en quatre gisements distincts, en fonction notamment de l'épaisseur du métal qui s'échelonne entre 0,3 mm (300 microns) pour les boites, jusqu'à 6,35 microns pour les feuilles d'aluminium incorporées dans d'autres emballages en multicouches (feuilles d'aluminium dans les " briques " de lait).

 Les emballages aluminium. On appelle " emballage aluminium " les emballages où l'aluminium est majoritaire en poids. Ces emballages entrent dans la catégorie des produits dits rigides (conserves, " boites boisson ", aérosols) ou semi-rigides (barquettes, boites de nourriture pour animaux...). Ce gisement représente 40.000 tonnes, ce qui est très faible par rapport à d'autres pays qui ont des habitudes de consommation beaucoup plus tournées vers l'alimentation préparée et les " boites boisson ".

La France n'a pas la " culture de la boite " comme d'autres pays qui ont des consommations trois fois (Royaume Uni), voire huit fois plus élevées (États-Unis). En outre, en France, seulement 30 % des " boites boisson " sont en aluminium (contre 50 % en Europe, 75 % au Royaume Uni et plus de 90 % aux États-Unis ou en Suède).



Consommation de " boites boisson " par habitant en 1997

France

Allemagne

Italie

Espagne

Royaume-Uni

Europe de l'Ouest (moyenne)

États-Unis

40

78

32

91

134

73

373

Nota : En 1998, la consommation a augmenté, et devrait être de 50 boites en France, 400 boites par personne et par an aux États-Unis.

Source : Péchiney, Rhenalu

Le volume annuel des emballages aluminium est de l'ordre de 40.000 tonnes (La répartition est donnée dans le tableau suivant).

 Les autres gisements concernent l'aluminium contenu dans des emballages où l'aluminium est minoritaire. Il peut s'agir, soit d'emballages associant plusieurs matériaux dans différentes pièces, tels que les pots de yaourt (avec corps plastique et opercule en aluminium de 38 microns d'épaisseur) et, surtout, les " boites boisson " acier dans lesquelles le corps est en acier (11/15 grammes), mais le couvercle (3 grammes) et l'anneau (0,3 grammes) sont presque toujours en aluminium ; soit d'emballages multimatériaux ou " multicouches ", incorporant une fine feuille d'aluminium dans d'autres couches de matériaux : plastique/aluminium, plastique/aluminium/carton, tels que les " briques " de lait...

 L'autre poste concerne les feuilles aluminium vendues en rouleaux qui ne sont pas classées comme emballages au sens de la directive européenne118(*). Puisqu'elles sont destinées à " couvrir ", elles ne " contiennent " pas de marchandises au moment de l'achat. Ces feuilles aluminium, utilisées seules ou en multicouches, ont une épaisseur comprise entre 6,35 et 20 microns.

 Enfin, on peut aussi mentionner, pour mémoire, les équipements ménagers (casseroles, cendriers...) qui représentent un gisement ancien, en voie d'extinction (la plupart étant remplacés par des équipements inox).

Le gisement de l'aluminium ménager est estimé à 1 % du volume d'ordures ménagères, et se répartit comme suit :


Aluminium ménager, 1997 (tonnes)

 Emballages aluminium

 

 Boites boisson

8.700 t

 Boites de conserve

7.100 t

 Aérosols

9.000 t

 Tubes

4.100 t

 Semi-souples et souples

11.000 t

Sous total

39.900 t

 Emballages à aluminium minoritaire

22.000 t

 Feuilles aluminium

10.000 t

Total*

72.000 t

* hors équipements ménagers

Source : Chambre syndicale de l'aluminium. Compilation

b) La récupération

Outre ses propriétés physiques qui ont fait son succès, l'aluminium partage, avec le verre, la caractéristique d'être pratiquement recyclable à l'infini, dans des conditions avantageuses. Les producteurs d'aluminium se sont donc intéressés très tôt à la récupération de l'aluminium d'abord industriel, puis ménager.

Les déchets d'aluminium sont, en vérité, une véritable " mine de surface " à exploiter. Outre les importations qui représentent, pour l'ensemble des métaux non ferreux (MNF), 20 % des matières premières utilisées dans le recyclage, il faut distinguer trois modes de collecte.

 La récupération de l'aluminium industriel

Outre les contrats directs entre producteurs et utilisateurs de boites, la récupération d'aluminium, comme de l'ensemble des MNF, est un métier à part entière. Il existe plus de 600 entreprises spécialisées dans la récupération des déchets métalliques dont l'aluminium (chutes industrielles, copeaux, débris, câbles...). Cette activité échappe largement aux collectivités locales. La collecte de l'aluminium ménager utilise des moyens radicalement différents.

 La collecte en centre de tri

Les emballages aluminium peuvent être collectés par un système de collecte sélective, comme tous les emballages, c'est-à-dire essentiellement par collecte séparative porte à porte et, accessoirement, par bornes d'apport volontaire. La difficulté vient après, au moment du tri.

En France, les emballages aluminium sont récupérés par la collecte sélective, avec les autres emballages (essentiellement par collecte porte à porte). La faiblesse du gisement explique qu'il n'y a pas, à une exception près, de collecte séparative pour l'aluminium, contrairement à d'autres pays, comme la Suède ou les États-Unis. Ces deux pays ont adopté un système de consigne. Un ticket est remis à celui qui rapporte la boite dans un collecteur ou un supermarché, qui est remboursé par la suite. En France, les différents emballages arrivent en vrac, la difficulté survient au moment du tri.

Les quelques exemples de tri automatique par machine à courant de Foucault (voir ci-après) n'ont pas donné les résultats attendus, dans la mesure où la machine sélectionne tout emballage ayant une trace d'aluminium, y compris par conséquent les emballages multicouches, multimatériaux, tels que les " tetra-packs ", dont plus de 90 % est en carton. Le tri machine n'évite pas un tri manuel, avec identification pièce par pièce.

Les volumes récupérés en collecte sélective restent cependant encore extrêmement faibles : 400 tonnes en 1997, soit 1 % du gisement... Autant dire que la quasi totalité de l'aluminium prend aujourd'hui d'autres voies : mise en décharge ou incinération.

 La récupération de l'aluminium issu du mâchefer d'incinération

La récupération de l'aluminium issu du mâchefer d'incinération est aujourd'hui réalisée par une machine à courant de Foucault, basée sur le principe de la réactivité de l'aluminium à un champ magnétique.

Encadré n° 31

Le tri par courant de Foucault

___

Le tri par courant de Foucault est un tri magnétique. Les pièces à trier avancent sur un tapis roulant, au bout duquel se trouve placée une roue polaire munie d'aimants dont les pôles sont alternés, chacun générant un champ magnétique.

En application du principe de Maxwell, le champ magnétique crée un courant dans tout objet conducteur passant à proximité (en l'espèce l'aluminium). Du fait de l'alternance des pôles, le courant produit par la rotation de la roue est un courant alternatif qui crée, à son tour, un champ magnétique qui s'oppose au premier.

L'objet réagit comme un aimant dont le pôle situé du côté de la roue polaire est toujours du même signe que l'aimant de la roue polaire à l'aplomb. Il y a donc création de forces radiales auxquelles s'ajoutent des forces tangentielles dues à la rotation. La résultante soulève l'objet et le projette.

Ainsi, dans les mâchefers composites placés sur le tapis, les métaux ferreux restent accrochés et tombent par gravité sous la roue, les inertes (cailloux, verre...) tombent par gravité devant la roue, les métaux non ferreux sont éjectés devant la roue.

Cette machine a été mise au point pour les broyeurs de voiture. Il s'agissait alors de machines importantes adaptées à de très grandes quantités (chaque année, en France, 2 millions de voitures, soit 2 millions de tonnes sont mises à la casse) et à des broyages sommaires. Grâce à l'amélioration des performances des aimants, l'idée a donc été de miniaturiser l'installation pour récupérer l'aluminium collecté et/ou broyé dans les ordures ménagères.

La miniaturisation a eu lieu, mais les premières applications, en centres de collecte, ont échoué (voir ci-dessus). En éjectant l'aluminium, la machine isolait tous les emballages qui contenaient ce métal, y compris les emballages complexes n'incorporant qu'une micro-feuille d'aluminium (" tetra-pack " dont plus de 90 % est en carton, boites de lait...). L'utilisation a été reportée sur le tri de mâchefer issu d'incinérateurs. Ce tri, par machine à courant de Foucault, peut s'effectuer soit en sortie d'incinérateur, soit en centre de traitement des mâchefers, soit en centre de tri.

On estime que les mâchefers contiennent 20 % d'aluminium, ce qui peut justifier une collecte.

Le parc de machines à courant de Foucault est aujourd'hui de 40 machines (27 installées sur les unités de traitement des mâchefers, 11 en centres de tri, 2 en sortie d'usines d'incinération), mais les potentialités de développement paraissent importantes. (voir ci-après " Perspectives ").

L'aluminium récupéré à partir des mâchefers d'incinération représentait en 1998, 4.500 tonnes (dix fois plus que l'aluminium des centres de tri).

Le prix de récupération varie en fonction du mode de collecte (collecte sélective des mâchefers), de la teneur en aluminium récupérable, et du cours de l'aluminium sur le marché international. En tenant compte des impuretés, l'aluminium collecté à partir des mâchefers subit une décote de l'ordre de 30 % par rapport au prix de l'aluminium récupéré à partir des centres de tri.


Prix de récupération de l'aluminium (avant correctif LME*) en francs/tonne

Teneur en aluminium récupérable

Aluminium issu de la collecte sélective

Aluminium issu des mâchefers d'incinération

 55 %

hors PTM**

hors PTM

55 - 60

1.000

750

60 - 65

1.250

750

65 - 70

1.500

1.000

70 - 75

1.750

1.200

 75 %

2.000

1.300

* Le prix s'entend livré en vrac ou en balle, chargé sur camion, à la sortie du centre (avant transport). En sus du prix de base, un bonus s'applique en fonction du cours de l'aluminium sur le marché de Londres-LME (London Market Exchange). Ce bonus est compris entre 100 F/tonne pour un cours d'aluminium de 8.500 F/tonne, et 1.500 F/tonne pour un cours d'aluminium supérieur à 14.500 F. En septembre 1998, le " bonus " était de 400 F.

** PTM : Prescription technique minimum

Source : audition de M. François Ringeval

c) La valorisation

 Le recyclage

L'aluminium présente des qualités de recyclage exceptionnelles, puisqu'il peut être recyclé à l'infini, sans perdre aucune de ses qualités par rapport à la fabrication d'aluminium primaire à partir de bauxite. 355.000 tonnes d'aluminium ont été recyclées, ce qui correspond à un ratio de recyclage (pourcentage de métal recyclé par rapport à la consommation totale de ce métal) de 35 %.

A l'issue de la collecte, intervient une phase de tri et de préparation (cassage, broyage, compression) qui permet d'obtenir des matières aptes à la fusion dans un four à haute température. Le métal est alors affiné à l'aide d'un traitement métallurgique approprié, c'est-à-dire purifié, pour éliminer les impuretés et le soumettre aux normes de son utilisateur final. Il est livré en lingots ou en fusion. Le métal peut aussi être transformé pour fabriquer des demi-produits. Compte tenu des caractéristiques de l'aluminium récupéré, l'aluminium recyclé est surtout utilisé en filage ou en fonderie (roues, carters, pièces de moteurs automobiles), plus qu'en étirage et en laminage, mais si le gisement était plus important, techniquement, rien n'empêcherait de refabriquer des boites par exemple (c'est d'ailleurs le cas aux États-Unis).

Ce recyclage est non seulement parfaitement possible, mais même vivement recherché, dans la mesure où la fabrication d'aluminium, à partir de produits recyclés, d'une part évite une partie des problèmes environnementaux (on se souvient des problèmes des " boues rouges " en Méditerranée, liées au traitement du minerai brut) et, d'autre part, est moins coûteux que la fabrication du même produit à partir de la matière première vierge (extraction de l'alumine à partir de bauxite). Une tonne d'aluminium recyclé représente une économie de quatre tonnes de bauxite. Par ailleurs, l'économie d'énergie est de 95 %. Comme l'énergie représente environ 20 % du coût total de fabrication de l'aluminium primaire, l'utilisation de produits recyclés représente une économie de 19 % sur un produit primaire identique, toutes choses égales par ailleurs. C'est ce qui explique le prix important de rachat de l'aluminium usagé.

 La valorisation énergétique

La quasi totalité de l'aluminium (plus de 90 %) utilisé par les ménages va aujourd'hui en incinération. L'aluminium a toutefois un pouvoir calorifique élevé qui peut être utilisé. En chauffant, l'aluminium s'oxyde, et dégage de l'énergie. Dans de bonnes conditions (température de 850°C minimum, temps de combustion, turbulence et apport d'air), l'oxydation d'un kilo d'aluminium dégage autant d'énergie que la combustion d'un kilo de charbon, de 0,8 litres de fuel, près de deux fois et demi plus que le papier.

Sur le strict plan énergétique, on peut même considérer que le recyclage de l'aluminium, bien que n'utilisant que 90 % de l'énergie nécessaire à l'aluminium vierge, implique quand même une consommation d'énergie de 3 megajoules par kilo, tandis que l'incinération dégage une énergie dix fois plus grande. Ce qui n'enlève rien à l'utilité du recyclage matière qui est, comme on l'a vu, extrêmement performant, mais qui nous rappelle la difficulté d'établir des comparaisons économiques exhaustives.

Tout l'aluminium n'est pas brûlé. Les solides se retrouvent par la suite dans le mâchefer d'incinération, et peuvent être, à leur tour, récupérés aux fins de valorisation matière cette fois.

2. Perspectives

a) Une amélioration de la collecte

 La collecte sélective

En combinant effet d'apprentissage, accoutumance et multiplication des lieux de collecte, les résultats de la collecte sélective (par porte à porte) devraient sensiblement s'améliorer. Des marges de progression existent.

Malgré leur haute valeur, les canettes restent parmi les produits les moins collectés séparément (19 % seulement des personnes interrogées indiquent qu'elles rejettent les canettes dans des containers spécifiques, contre 57 % pour le papier, 87 % pour le verre).

D'autres initiatives, plus ciblées, peuvent également compléter le dispositif existant.

Dans les lieux publics, notamment à fort passage (gares, stations de métro...), l'Allemagne a adopté le système d'une poubelle unique, mais à quatre compartiments, spécialisés par type de produit (verre, journaux/papiers, canettes, autres). Cette formule n'a pas été suivie en France. Les arguments sont d'ordre financier, d'esthétique et de sécurité. Soit. L'argument n'est pas irrecevable, mais le risque d'attentat et collecte séparative paraît bien mince pour être accepté sans exprimer certaines réserves. Faudra-t-il un jour supprimer les poubelles ? D'ailleurs, le système allemand ne consiste pas à multiplier les poubelles, mais simplement à séparer les collectes. L'argument sécuritaire est, par conséquent, peu pertinent.

D'une façon générale, nous pensons que les gisements existent et qu'il suffit bien souvent d'aller les chercher. Comme en témoigne cet exemple.

Encadré n° 32

Moto, auto, canettes

(L'expérience toulonnaise)


___

Devant les quantités importantes de " boites boisson " consommées lors des grands prix motos ou autos du circuit Paul Ricard, situé sur une des communes du syndicat, une opération de collecte a été mise en place en 1991 par le SITTOMAT (syndicat intercommunal de transport et de traitement des ordures ménagères de l'Aire toulonnaise). Le succès a été tel que l'opération a été poursuivie pendant la période estivale d'abord, sur les seules communes touristiques, puis sur toutes les communes du syndicat. La collecte a été étendue (1997/1998) aux sites militaires.

En 1992, 200.000 boites ont été récupérées. En 1997, 400.000 boites, soit 3 tonnes d'aluminium et 6 tonnes d'acier. L'objectif est de récupérer 6 tonnes d'aluminium et 10 tonnes d'acier.

Source : IIIe Assises des déchets d'Agen, 1998

Exposé de M. Gilles Vincent, vice-président du SITTOMAT

Certes, cette expérience n'est pas totalement transposable, car si elle a fonctionné, c'est aussi parce que la région abrite la seule usine française de fabrication de boites en aluminium, qui avait donc un intérêt direct à la collecte. Néanmoins, elle montre que des solutions nouvelles existent et sont offertes à ceux qui le veulent. Sous réserve d'adaptation, de telles mesures peuvent être adoptées à proximité des campings, ou à l'occasion des grands événements sportifs (A l'exception du Stade de France où les canettes et les bouteilles en verre sont interdites. Toutes les consommations utilisent des matériaux en carton ou en plastique).

 La récupération en centres de tri

Comme il a été indiqué, la machine à courant de Foucault, bien adaptée à l'extraction des nodules d'aluminium des mâchefers, n'a pas donné de résultats satisfaisants en centres de tri. Le tri est encore manuel dans la plupart des cas, et le taux d'extraction est encore faible, de l'ordre de 40 %. D'autres systèmes sont aujourd'hui envisagés pour améliorer la récupération.

 Le couplage détection magnétique/volume. L'un des inconvénients des machines à courant de Foucault est de faire réagir l'aluminium quelque soit sa masse, et de trier, par conséquent, tous les objets contenant de l'aluminium. L'idée est de pouvoir séparer les objets en aluminium majoritaire (canettes) et les objets à aluminium minoritaire (" tetra-pack "). La prochaine génération de machines devrait permettre cet ajustement, pour un prix cependant élevé (autour d'un million de francs).

 Le couplage détection/éjection. Il s'agit d'un système de détection par capteur, couplé à un système d'éjection par air comprimé et impulsion électromagnétique. Le pilote de Decines Charpieu (Rhône) a montré un taux d'extraction quatre fois supérieur au tri manuel. Une deuxième unité sera installée très prochainement au centre de tri de Rochy-Condé près de Beauvais (Oise). L'équipement est de 450.000 francs, et devrait baisser autour de 300/350.000 francs.

 Le couplage détection/signal/tri manuel. Le capteur est alors couplé à un signal sonore ou visuel qui avertit un trieur sur la chaîne. Le coût serait réduit à environ 100/150.000 francs.

L'utilisation de machines couplant détection/éjection ou détecteur/signal devrait doubler le taux d'extraction.

 La récupération de l'aluminium des mâchefers

Comme il a été indiqué, la machine à courant de Foucault donne toute satisfaction pour extraire l'aluminium des mâchefers. Cette extraction peut intervenir, soit en centre de récupération des mâchefers, soit dès la sortie d'incinération. L'évolution va en ce sens. Pour M. François Ringeval, de la Fédération des chambres syndicales des minerais, minerais industriels et métaux non ferreux, " il ne fait plus de doute aujourd'hui que, pour tout incinérateur traitant les ordures ménagères de communautés de 100.000 habitants et plus, l'installation d'une machine à courant de Foucault est une opération industrielle rentable ", compte tenu de la baisse régulière du coût des équipements et du prix de reprise de l'aluminium, sans compter les éventuelles aides à l'investissement versées par l'ADEME ou la Région, et la valorisation des mâchefers démétallisés.

Aujourd'hui, 50 % des incinérateurs (de capacité supérieure à 5 tonnes/heure) sont équipés de machines à courant de Foucault, et l'ensemble du parc recèle un potentiel de croissance.

Selon des informations communiquées au IIIe Assises des déchets à Agen, l'agglomération grenobloise (377.000 habitants) a installé une machine à courant de Foucault en sortie d'incinérateur (coût 950.000 francs). Le taux d'extraction se situe à 90 %, soit un tonnage de 390 tonnes par an. Compte tenu des aides, le syndicat estime pouvoir amortir son investissement sur deux ans.

Selon la chambre syndicale des métaux non ferreux, le ratio de recyclage de l'aluminium devrait doubler d'ici 2002.


Perspectives de recyclage de l'aluminium ménager

 

1995

1996

1997

1998

2002

Aluminium de collecte sélective

--

100

300

400

2/3.000

Nodules issus du mâchefer

100

1.000

3.000

4.500

10/12.000

Diffus

2.200

2.200

2.100

2.100

2.000

Total

2.300

3.300

5.400

7.000

14 à 17.000

Nota : Ces chiffres ne permettent pas de fixer avec précision le taux de recyclage des emballages aluminium. En effet, les mâchefers issus d'incinération contiennent aussi des emballages à aluminium minoritaire ou des parties en aluminium qui ne viennent pas des emballages, mais des produits ménagers et quelquefois de DIB. On estime que sur le chiffre total (7.000 tonnes en 1998 ; 14 à 17.000 tonnes en 2002), 90 à 95 % sont issus des emballages aluminium, sur un total d'emballages aluminium de 40.000 tonnes en 1998.

Source : audition de M. François Ringeval

b) Limites

Malgré le développement des collectes, des techniques de récupération et de traitement119(*), malgré aussi son intérêt économique évident, l'aluminium reste un matériau marginal.

Le marché des boites -" boites boisson " et barquettes- ne progresse que lentement. Seul le marché de la feuille connaît un réel développement (+ de 10 % par an), en raison des nouveaux procédés de fabrication des emballages multimatériaux. Mais les volumes restent faibles, sinon insignifiants, dans l'ensemble des ordures ménagères : moins de 1 % du total.

Pourquoi, dès lors, tant d'efforts ? Pour les 1.000 ou 1.500 F la tonne ? Pour abaisser de quelques centimes le coût de fabrication d'un carter automobile ? Non, la seule raison financière ou économique ne suffit pas. L'aluminium est un matériau moderne, la boite est son symbole, jetable certes, mais identifiable et identifié comme " triable ", et réutilisable. L'aluminium est, encore mieux que le verre, le produit qui permet de diffuser la collecte sélective. Ce ne sont pas les 11 grammes d'aluminium que la boite contient qui importent. C'est, à travers elle, le geste que l'on apprend et qui, peu à peu, devient une habitude.

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