L'ENFOUISSEMENT

 (Dans le cadre du Grenelle de l’Environnement, c'est la "solution ultime") 

 

Les déchèteries

Les Installations de Stockage de Déchets Non Dangereux (ISDND) ex-CSDU (Centres de Stockage de Déchets Ultimes)

Le captage du biogaz

La rénovation d'un ancien ISDND

 

Introduction 

Malgré tous les efforts de collecte sélective et de valorisation, quelle que soit la solution choisie, il demeurera toujours des déchets non recyclables, appelés aussi déchets ultimes qui nécessiteront d’être mis en décharge. Ils représentent en général 25% du volume de notre poubelle. Et croire que l’incinération serait la solution pour éviter l’enfouissement est une erreur, puisque celle-ci produit elle-même 30% de résidus toxiques solides, sans parler de ce qui s’échappe dans l’atmosphère… L’utilisation des mâchefers en sous-couche routière n’est pas sans risque, et soumise à des contraintes, elle n’est pas toujours possible. Quant aux résidus des filtres (refiom) des cheminées des incinérateurs, hautement toxiques, ils sont destinés à un stockage par enfouissement, sophistiqué et très coûteux.

La réglementation relative à l’élimination de nos déchets ménagers est de plus en plus stricte et les techniques sont de plus en plus évoluées.

Les déchèteries 

Depuis 2000, les quantités de déchets collectés en déchèteries ont été multipliées par deux, atteignant 12,8 millions de tonnes en 2011. Elles reçoivent principalement des encombrants (meubles, électroménagers…), des déchets verts, des matériaux recyclables (emballages, bois …) et des déblais et gravats.

Les emplois de l'industrie des déchets   (ETP : Equivalents Temps Plein)

Une déchèterie moderne : 

Il ne faut surtout pas confondre une déchèterie avec un CSDU (Centre de Stockage de Déchets Ultimes). Dans une déchèterie il est encore possible de retirer des matières recyclables. C’est une plate-forme de tri qui classe les déchets selon leur destination finale : recyclage, valorisation, destruction (incinération…), enfouissement…

Le parc des déchèteries :

source Sinoe

Il s’est considérablement développé en raison de la nécessité de trier les déchets, souvent en apport volontaire. Les déchèteries sont souvent associées à un mode de traitement des déchets, et la proposition de tri peut varier d’un endroit à l’autre. Il y a cependant des constantes concernant les métaux, les produits polluants (peinture, huiles), les déchets verts, les déchets inertes (gravats) …

Historique

Jusque dans les années 70, les décharges n’étaient soumises à aucune réglementation. Chaque commune disposait d’un lieu de dépôt ou d’incinération des déchets.

A partir de 1975 et de 1976, la mise en œuvre de la réglementation a permis la résorption de nombreux dépôts sauvages et la mise en conformité des décharges.

Néanmoins, en 1993, une grande part des des déchets ménagers finissait toujours en décharge et des dépôts et décharges sauvages existaient encore. Aussi, une nouvelle réglementation a été mise en place. Elle fixait comme échéance le 1er juillet 2002, date à laquelle les installations d’élimination des déchets par stockage ne sont autorisées à accueillir que des déchets ultimes, à savoir des déchets résultant ou non d’un traitement, et qui ne sont plus susceptibles d’être traités dans les conditions techniques et économiques du moment, notamment par extraction de la part valorisable ou par réduction de son caractère polluant ou dangereux.

Les lieux de stockage ne sont plus aujourd’hui les trous que nous avons pu connaître, il y a quelques années, mais de réels sites industriels. On ne parle plus de décharge, mais de centre d’enfouissement technique (CET) et même depuis 2002 de Centre de Stockage des Déchets Ultimes (CSDU) devenus ISDND.

Un centre de stockage est un site clôturé, gardienné et fermé au public. Il a pour mission de stocker les déchets non valorisables dans des espaces hermétiques spécialement aménagés à cet effet, des casiers. Ces équipements ont également pour mission de gérer les pollutions qui se dégagent des déchets.

Ce sont des installations classées pour la protection de l’environnement et contrôlées par les services de l’Etat avec une obligation de suivi pendant 30 ans après fermeture.

Créer un site d’enfouissement répond à des critères techniques incontournables : nature géologique des sols, absence de nuisance pour les riverains, accessibilité, maîtrise foncière par les collectivités publiques. On peut y ajouter la volonté de ne pas toucher à un espace naturel ou agricole. Il s’agit de garantir à la fois la qualité du service et la maîtrise du coût pour les contribuables.

La réglementation concernant les déchets biodégradables : 

La directive européenne 1999/31/CE 26 avril 1999 précise qu’au plus tard en 2017 la quantité de déchets municipaux biodégradables mis en décharge doit être réduite de 35% en poids de la totalité des déchets municipaux biodégradables 1995 (voir objectifs du Grenelle de l’Environnement).

 

Les ISDND* (ex CSDU)

(*Installation de Stockage de Déchets Non Dangereux)

Le classement des sites :

Les centres de stockage sont classés en fonction du degré de toxicité des déchets qu’ils stockent :

- Classe 1 : site accueillant des déchets industriels spéciaux ou présentant un caractère toxique (liste en annexe 2.4)

- Classe 2 : site accueillant des ordures ménagères ou produits assimilés

- Classe 3 : site accueillant des gravats ou des déchets inertes.

Il est donc inévitable de trouver des sites pour l’enfouissement. Dans la plupart des départements, le problème est résolu dans le cadre du schéma départemental. On imagine bien qu’en ce domaine, il est exclu d’exiger de chaque commune de créer son centre d’enfouissement.

L’objectif actuel c’est bien de ne stocker que des déchets ultimes, suivant des conditions d’exploitation et de post-exploitation beaucoup plus strictes et contraignantes.

 

Csdu classe 1 - Sita Champteussé sur Baconne (49)

Quelques éléments de réflexions sur les ISDND :

Utilisation optimale des ISDND :

. Utiliser le compactage pour prolonger la durée d’exploitation de l’installation.

. Etudier la possibilité de récupérer le méthane pour chauffer les bureaux ou fabriquer de l’électricité.

. Réduire les biodégradables à enfuir pour produire du compost, mais aussi pour éviter les odeurs, source de nuisances.

La sécurité sanitaire :

Sur d’anciens sites à parois perméables, il est indispensable de vérifier que les lixiviats ne provoquent pas de pollution des nappes phréatiques qui se trouveraient à proximité.

Analyser le problème permet de déterminer si la situation nécessite des mesures préventives qui pourraient être peu coûteuses. L’indifférence pourrait compromettre la santé de certains de nos compatriotes.

Dans certains cas, la recherche de responsabilité a conduit à des conflits juridiques qu’il est à priori possible d’éviter. 

Création de nouveaux ISDND :

Nous constatons qu’au même titre que les incinérateurs, la création de nouveaux ISDND, même au-delà des distances réglementaires provoquent indignation et opposition chez les futurs riverains.

Les techniques minières existantes permettent la réhabilitation, puis la réutilisation d’anciens sites qui ont atteint la saturation. Il ne faut donc pas négliger cette solution (voir chapitre : rénovation de site ancien). Ce type d’opération est économiquement viable.

Actuellement, pour éviter des problèmes administratifs avec des conséquences financières lourdes, il est préférable d’engager ce type d’opérations sur des ISDND presque à saturation mais toujours en exploitation.

Evolution du parc d'incinérateurs et du nombre d'ISDND

La montée de l'intercommunalité et le renforcement des réglementations relatives à la protection de l'environnement ont eu pour effet de concentrer les installations, alors que le nombre d'incinérateurs reste stable, le nombre de centres de stockages de déchets continuent de baisser sensiblement, passant de 304 unités en 2006 à 261 en 2008. (Fig. ci-dessous)

 

Situation 2008 - Source Ademe

ISDND : 261          Incinérateurs : 129

 La baisse d’incinérateurs résulte de la fermeture d’anciennes usines dont la mise en conformité n’était pas pertinente. La baisse constatée de sites d’enfouissements est dû en partie à la fermeture de sites exploités sans autorisation.

Captage du biogaz de décharge 

Le captage de gaz de décharge permet de produire de la chaleur, de l’électricité ou du carburant ; d’augmenter la sécurité du site d’enfouissement, et diminuer le gaz à effet de serre (le méthane est 21 fois plus actif que le gaz carbonique). Ce sont des intérêts économiques, sanitaires et écologiques non négligeables .

A Claye-Souilly en Seine-et-Marne se trouve une des plus importante décharge en France. En collaboration avec Véolia Propreté une production de biogaz d'environ 17 000 m3 par heure est valorisée en électricité à la hauteur de 26 MW par an (ce qui correspond à une consommation annuelle de plus de 220 000 habitants hors chauffage).

Des décharges anciennes devraient faire l’objet d’étude de faisabilité en ce qui concerne le potentiel de production de biogaz, ainsi que des possibilités d’utilisation.

Composition du gaz de décharge

Le gaz de décharge est un mélange principalement de biogaz, de composés organiques volatiles(COV) à l’état de traces : solvants, HAP et dérivés halogénés et d’air.

Les constituants majeurs du biogaz sont le méthane (CH4), le gaz carbonique (CO2) ;

Les constituants mineurs sont l’hydrogène sulfuré (H2S), et l’ammoniac (NH3),

Il contient également de la vapeur d’eau et des produits intermédiaires de la fermentation non complètement décomposés : alcools, aldéhydes, mercaptans…, sans oublier la possible formation de SO2, HCL, HF et CO. La présence de molécules acides rend le gaz corrosif.

Il peut également contenir des dérivés chimiques tels les siloxanes (organométalliques) dérivés de la dégradation de déchets cosmétiques et des produits d’entretien…Une concentration trop importante de ces derniers peut conduire à l’encrassement des équipements de traitement.

La présence d’air est due à une pénétration parasitaire dans le système de collecte du gaz de décharge.

Classifications des installations de stockage

Ces installations peuvent être classifiées en trois cas type selon le mode de gestion :

Avec réduction de la production de gaz réalisée sans combustion 

Pour ces sites, la combustion en torchère n’est pas possible du fait :

. De difficultés techniques de mise en œuvre d’un réseau de captage,

. D’un débit ou de teneur en CH4 trop faible pour l’utilisation de torchères existantes sur le marché.

Dans ce cas, l’utilisation d’autres techniques de traitement sont envisageables :

. De type biologique utilisant l’activité microbienne par la diffusion de gaz à travers une couverture organique ou oxydante pour détruire CH4, COV, H2S.

En général, il s’agit  de passage à travers une couche de matière organique contenant du compost, un milieu favorable au développement de bactéries Méthanotrophes, oxydante du méthane, et Sulphato-réductrices, notamment de H2S.

Bien entendu, les conditions de température et d’humidité favorables au développement des bactéries doivent être maintenues.

Le schéma habituel consiste à installer une couche drainante sous une couverture semi perméable, elle-même recouverte par une couche de compost.

Ces systèmes sont préconisés dans le cas de décharges réhabilitées où le débit surfacique est faible. Cependant, ces systèmes n’empêchent pas les migrations de gaz par les parois latérales, toujours possibles dans des sites anciens.

. De type physico-chimique tel l’oxydation catalytique.

Cette technique est pratiquée en Allemagne pour des teneurs de méthane pouvant varier entre 5 et 25%. 

Brûlage en torchère :

Le gaz doit être en quantité suffisante (min.20 à 30 m3/h), et de qualité (CH4 min.25% ; en moyenne 50%).

La torchère doit également servir pour éliminer le biogaz lors d’opérations d’arrêt ou de maintenance. 

valorisation énergétique

Les critères de classification sont d’ordre :

1) Quantitatif : débit et flux surfacique produit sur le site

2) Qualitatif : odeurs, environnement.

3) Technico-économique : fiabilité et rentabilité du projet.

Les alternatives visent à faire fonctionner un brûleur (ex. séchage de fourrage agricoles), chaudière (chauffage), ou un moteur à gaz, une turbine à gaz, une turbine à vapeur (production d’électricité), ou être utilisé en tant que carburant.

Le fonctionnement d’un moteur thermique ou d’une turbine nécessite un gaz de qualité assez élevé mais surtout de débit constant.

Les spécifications des motoristes sont pour le méthane de 40 à 55%, avec une variation de + ou – 5%. Pour les turbines, la teneur en méthane peut-être moindre, mais au minimum de 30 à 35%. Avant brûlage dans la chambre à combustion, le gaz a besoin de traitement :

. Elimination des condensats (par exemple par refroidissement)

. Elimination de l’H2S, autres gaz corrosifs, et éventuellement des siloxanes. Actuellement, la filtration par charbon actif est la plus utilisée, mais le procédé engendre des coûts d’exploitation importants dû à la nécessité de renouvellement/ régénération  du charbon actif  3 à 4 fois par an.

Dans le cas d’une injection dans le réseau public ou de production de méthane carburant un traitement du gaz très poussé doit être mis en place.

Le gaz sur site peut également être utilisé pour un traitement thermique des lixiviats.

Site géré en bioréacteur 

En absence d’humidité les déchets deviennent inactifs et produisent moins de gaz.

En laboratoire, la recirculation des lixiviats accélère la biodégradation et en conséquence la production de biogaz. Les résultats à grande échelle sont moins probants, mais sont visibles dans le cas de confinement poussé au maximum, avec une limitation des entrées d’air dans les réseaux, et une aspiration forte de biogaz.

Pré-traitement mécano biologique (PTMB) avant stockage

Le pré-traitement associe des filtres manuels, gravimétriques, aérauliques, ou magnétiques pour séparer la matière organique qui est compostée ou méthanisée avant stockage finale.

Le motif de la démarche est de limiter les quantités de déchets à stocker, tout en réduisant la production de gaz qui peut-être captée.

En général, si les déchets sont broyés il est préférable de maintenir les plastiques qui foisonnent lors du compactage. Ils permettent une perméabilité plus importante du massif laquelle évite la création de zones à fortes densités qui peuvent provoquer l’apparition de nappes perchées. Dans ces conditions la méthanogenèse devient instable et le captage du captage de gaz est rendu plus difficile.

A titre d’exemple, à Lorient, les déchets sont triés à la source : déchets secs à recycler, les bios déchets pour le compostage, et les déchets gris restants sont stabilisés en usine de PTMB avec opérations de broyage, malaxage et retournement avant enfouissement. Le biogaz est capté.

La sécurité

Feux et explosion :

Toutes les opérations qui consistent à manipuler des déchets en fermentation, de forage de puits de gaz, exposent le personnel à des situations de risques qui nécessitent l’application et le respect de règles de sécurité très strictes.

Les feux de décharge constituent l’un des risques le plus important auquel un exploitant est confronté. Ils proviennent d’entrées d’air à l’intérieur d’un casier, avec des causes multiples d’ignition : présence de corps à faibles température d’inflammation ou de divers produits chimiques.

Le risque d’explosion du méthane :

Ce risque est réel lorsque des conditions particulières sont réunies :

- Les limites d’explosivité (basse ou haute) sont atteintes. Elles sont fonction de la concentration du méthane et de l’oxygène (limites de concentrations faible ou forte) ; rarement à l’air libre, mais possible en atmosphère confiné.

- Il doit y a une source d’ignition : cigarette, flamme, étincelle.

Lors de travaux les ouvriers doivent être munis d’explosimètres, et équipés de protections individuelles.

Ce risque est devenu rare depuis que la législation fait obligation de collecter le gaz et d’éliminer le surplus en torchère.

Toxicité 

Le risque sanitaire existe pour le personnel exploitant.  En cas de concentration forte l’hydrogène sulfuré est un gaz extrêmement dangereux. D’autres composés chimiques peuvent porter atteinte à la santé des ouvriers.

Nuisances 

Pour les riverains toute décharge à son lot de nuisances : odeurs, bruit, prolifération de rongeurs. Des cas de maladies liés à l’exploitation de décharges d’O.M. sont peu rapportés dans la littérature. Sans en avoir la certitude, cela laisse penser qu’elles sont quasiment inexistantes.

La réglementation :

Quatre critères doivent être respectés :

. La zone du site doit être définie.

. La distance minimum réglementaire entre une limite de décharge et la première habitation  est de 500 mètres.

. Les prescriptions de sécurité doivent être rigoureusement appliquées.

. Des matériels adaptés, notamment électriques, doivent être exclusivement utilisés.

 

 La rénovation d'un ancien ISDND (CSDU) 

L’ISDND (Installation de Stockage de Déchets Non Dangereux) de la société NCI Environnement filiale du Groupe Paprec située à MONTMIRAIL dans la Sarthe (proche du Mans) 

Compte tenu de la flambée des prix des matières premières, nos vieilles décharges seraient-elles devenues des mines d’or ?

Cela dépend de l’évolution des prix de matières premières qui se raréfient !

- Les méthodes d’extraction de l’industrie minière sont maintenant utilisées en France pour valoriser des anciens déchets, qui sont extraits et triés. Les plastiques peuvent être lavés et vendus comme le fer, l’aluminium, et le caoutchouc. Le méthane est récupéré pour produire de l’électricité qui est vendue à EDF. La chaleur est utilisée pour le traitement des lixiviats. 

- La matière organique, les graviers, les inertes sont broyés et utilisés comme protection pour la « géo membrane » qui doit couvrir les parois de nouveaux casiers. Cela permet d’éviter l’achat de quantités équivalentes de matériaux naturels qui auraient autrement dus être extraits dans la nature.

- C’est une démarche de développement durable. Les perspectives peuvent s’avérer porteuses en cas d’augmentations futures des prix des matières premières et notamment le pétrole et l’énergie.

- Il y a bien d’autres sites en France qui mériteraient d’être soumis à un examen de ré-exploitation avant fermeture.

 

Historique :

Le site, une ancienne carrière de sable exploitée pour la construction de l’A11 dans les années 70, a été converti en centre de stockage des déchets ménagers et industriels banals en 1977 pour la région du Mans, Nogent le Rotrou et la Ferté Bernard.

Arrivant à saturation à la fin des années 90, le site était voué à la fermeture en 2002.

Afin de prolonger son exploitation, le responsable du CSDU fait en 1997 une demande d’extension, mais ce projet ne repousse la fermeture que jusqu’en 2009. En parallèle il réfléchit à une solution complémentaire et innovante conforme au développement durable : la réexploitation de l’ancien espace de stockage. Des prélèvements d’échantillons de vieux déchets par carottage sur une ancienne zone de stockage  sont encourageants et montrent des possibilités de tri et valorisation de ces déchets accumulés au fil des années.

Procédé d’exploitation mis en œuvre :

En résumé, le procédé d’exploitation consiste à :

• Forer pour examiner le contenu du stockage.
• Ouvrir d’anciennes zones de stockages et les vider de leur contenu pour créer de nouveaux volumes d’accueils.
• Séparer à l’aide d’un trommel et d’over-bandes les différentes fractions
• Récupérer, valoriser les matières commercialisables (métaux 5% environ)
• Réutiliser ce qui n’est pas valorisable comme substituts à des matières premières nécessaires à la création de nouveaux casiers. (renforcement du drainant, plastiques, moquettes, caoutchoucs, fines)

      
 creusement d'un ancien casier                              creusement d'un nouveau casier

    

  

  
tri des matériaux déterrés

Cette démarche a permis de prolonger la durée de vie prévisionnelle du site jusqu’en 2030.

Avantages Ecologiques 

-       Dépollution et remise aux normes des espaces réhabilités.           

-       Optimisation des surfaces consacrées à l’ISDND (Installation de Stockage de déchets non-dangereux). 

-       Recyclage économiquement intéressant .                                                   

-       Pas d’exploitation de carrière (sable et gravats).

Composition du gisement :

Ferraille 3% - Bois 5% - Films plastiques + caoutchouc + moquettes 30 à 40 % - Verre + gravats + matière type compost  50 à 60 %

Réutilisation des vieux déchets 

C’est là que réside la solution qui a permis à l’idée de devenir réalité en trouvant un emploi à chaque matériau :

- Ferraille et bois : vendus et recyclés

- Verre et gravats : concassés à une certaine granulométrie et réutilisés sur site pour entourer les drains de récupération des lixiviats et de récupération du biogaz.

- Films plastiques, caoutchouc et moquettes : broyés et réutilisés sur site en fond et en parois de casier pour protéger la membrane PEHD

- Matière type compost : réutilisés sur site en couche de protection de la membrane PEHD et en inter couches dans le stockage des nouveaux déchets

- Nota : toutes les réutilisations sur site viennent en substitution du sable ou des gravats nécessaires aux nouveaux casiers.  

Bilan économique 

- Récupération d’espace, l’exploitation des vieux déchets permet derécupérer 80% de vide de trou.

- Economie de matière première, la réutilisation des matériaux pour une nouvelle exploitation réduit les coûts d ‘exploitation

- Optimisation des investissements

- La réexploitation du site économise aussi les recherches de nouveaux terrains ayant des caractéristiques géologiques satisfaisantes (perméabilité naturelle de dix moins neuf mètres seconde), l’étude de faisabilité (~ 2 M€), les coûts d’acquisition et d’aménagement du terrain

Conclusion :

Ce procédé de récupération des vieux déchets de classe 2, déchets non dangereux, développé par la Sté TEA – NATURALEX (Suède, premier propriétaire) apparaît intéressant. Cette voie ouvre des perspectives de ré-exploitation et devrait inciter les décideurs à réfléchir avant de décréter la fermeture des ISDND  en exploitation ou en réduire de manière aléatoire les tonnages.

La législation actuelle n’autorise pas l’ouverture de sites d’enfouissements sans études géologiques préalables complexes et extrêmement coûteuses. Dans le cadre de simplifications administratives, pour des extensions de sites, il serait souhaitable que les procédures administratives soient réexaminées.

 

Du carburant 100% méthane d'origine déchets à Claye-Souilly (77) 

(Source info : Site internet Veolia)

- Pour la France, il existe un potentiel à exploiter de biogaz par la méthanisation et la récupération en centre d’enfouissement (voir chapitre "Enfouissement").

- La première unité française de production de biométhane issu du biogaz dégagé des déchets alimente huit véhicules légers et une benne de collecte de Veolia Propreté.

Veolia Propreté a mis en service, en septembre 2009, la première unité de production de biométhane carburant, issu du biogaz capté sur l’installation de stockage de déchets non dangereux à Claye-Souilly (77). Huit véhicules légers et une benne de collecte d’ordures ménagères, équipés de moteurs de type Gaz Naturel pour Véhicules (GNV), font dorénavant leur plein de carburant Méth’OD® (Méthane 100% Origine Déchets). 

L’unité de production de Veolia Propreté démontre une capacité de production (60 Nm3/h de biométhane carburant à fort pouvoir énergétique) permettant de couvrir les besoins énergétiques annuels d’une flotte de 210 véhicules légers (1 tonne de déchets ménagers produit environ 200 m3 de biogaz ou 100 m3 de méthane, équivalant à 100 litres d’essence). Sur le plan environnemental, la substitution du diesel par du biométhane carburant permettra à terme d’éviter l’émission moyenne de 140 g de CO2/km parcouru, soit 882 tonnes de CO2 par an pour une flotte de 210 véhicules légers parcourant chacun 30 000 km/an.

- Carburant ou gaz de ville

Le biométhane produit à Claye-Souilly en Seine et Marne présente une composition similaire au gaz de ville : aujourd’hui utilisable par tout véhicule équipé d’un moteur de type GNV, il pourrait également être injecté dans le réseau de transport et de distribution du gaz naturel.

 Afin de valider la technologie la plus performante en matière de séparation du CO2 et de N2 du biogaz, Veolia Propreté teste deux technologies distinctes : le procédé VPSA qui adsorbe les composés indésirables sur des solides poreux ainsi qu’un procédé membranaire plus novateur. La technique retenue sera déployée à plus grande échelle sur d’autres centres de stockage de déchets non dangereux.
Mené par Veolia Propreté Ile-de-France et les centres R&D de Veolia Environnement, le projet a reçu le soutien de l’ADEME (300 000 euros). Il représente un investissement de 1,6 millions d’euros.

Ce nouveau mode de valorisation énergétique du biogaz issu d’installations de stockage de déchets non dangereux vient compléter les installations de valorisation énergétique de Veolia Propreté à Claye-Souilly qui produisent une quantité d’électricité équivalente à la consommation électrique hors chauffage d’une ville de 228 000 habitants.