Incinérateur

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Posté par woody 09/03/2009 @ 23:08

Tags : incinérateur, incinération, environnement

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Incinérateur de déchets

Incinérateur de Malmö (Suède).

Un incinérateur est un dispositif visant à détruire des objets par incinération, c’est-à-dire par une combustion aussi complète que possible. Ce mot désigne souvent une UIOM (usine d’incinération des ordures ménagères). Les premières usines d’incinération de déchets urbains et ménagers sont apparues à la fin des années 1800. Le Royaume-Uni a utilisé des navires incinérateurs, avant de les interdire suite à des conventions internationales interdisant le rejets de déchets en mer. Des navires, militaires notamment peuvent disposer d'incinérateurs à bord. Les hôpitaux ou structures vétérinaires importantes possèdent également parfois des incinérateurs adaptés au traitement de déchets médicaux biologiquement dangereux, pas toujours prévus pour traiter les toxiques résultant de la présence de chlore ou de métaux dans ces déchets.

Il se présente généralement comme une sorte de four où la chaleur dégagée par les matériaux en cours de combustion est suffisante pour enflammer les matériaux ajoutés.

En Europe, la France et l’Allemagne ont été les pays qui au XXe siècle ont le plus développé l'incinération.

L’installation comporte généralement des filtres électrostatiques piégeant les particules sensibles à l’électricité statique (métaux lourds mais pas le plomb ou le mercure qui sont sublimés à relativement basse température).

En voie humide, la fumée fait ensuite l'objet d'un lavage à l'aide de lait de chaux afin de la désacidifier dans ce dernier cas, une installation de traitement des effluents liquides est alors nécessaire. un panache important de fumées sort de la cheminée sous forme d'un "nuage" blanc. Cette effluent visible est souvent critiqué par les riverains.

Un nouveau process permet dorénavant de mieux piéger les polluants dans la fumée. Pour cela, il convient d'injecter des réactifs dans la fumée (chaux spongiacale ou bicarbonate de sodium pour les acides, ou charbon actifs pour les métaux lourds) en amont du filtre à manches. Le filtre à manches récupère alors les réactifs en proportion surstœchiométrique et les sels de réaction. Cette technologie permet de ne pas utiliser d'eau, de ne pas produire d'effluents liquides, et de supprimer le panache en sortie de cheminée. Il s'agit de la voie sèche, la plus utilisée en France suite à la mise aux normes 2005.

Les usines modernes tendent à avoir des installations annexes de traitement des sous-produits d'incinération occupant une part considérable du volume bâti et leur gestion devient prépondérante sur le pilotage des fours, même si celui-ci est devenu de plus en plus complexe au fil des années.

Les sous-produits de filtrage et lavage des fumées (refioms) sont des déchets ultimes qui doivent être rendus inertes (vitrification ou enrobage le plus souvent) et stockés dans des décharges dites « de classe I ».

« L'incinération est une composante de la solution du problème du traitement des déchets mais, pendant vingt ans, l'investissement consenti sera à rembourser. Il faudra brûler le même nombre de déchets pendant cette période, et cela retarde d’autant l’instauration d’une politique de recyclage sur l'ensemble du gisement », explique à l'Associated Press Sébastien Lapeyre du Centre national d'information indépendante sur les déchets (CNIID).

Une étude publiée en novembre 2007 par l’Institut de veille sanitaire (InVS) « montre qu’il a existé une association significative mais pas de lien de causalité entre l’incidence de certains cancers et l’exposition aux rejets des incinérateurs construits dans les années 70-80 », évoquant « l’augmentation de certains cancers : chez la femme, le cancer du sein et chez l'homme, on ne note pas d'incidence significative pour l'ensemble des cancers car elles portent sur des maladies relativement rares ainsi le sarcome des tissus mous, le cancer du foie et les lymphomes malins non-hodgkiniens ». L'étude ajoute que ces cas représentent un nombre de 650 environ sur les 135 567 recensés dans les quatre départements dont les registres de cancers ont été relevés.

Le Syndicat national du traitement et de la valorisation des déchets urbains et assimilés (SVDU), qui rassemble les industriels, fait valoir une baisse de 97% des émissions de dioxines entre 1995 et 2006.

Le porte-parole de la Coordination nationale médicale santé-environnement note que si depuis le 27 décembre 2005, les nouvelles normes ont été mises en place, il n'y a pour le moment aucun recul épidémiologique suffisant. Il n’y a pas d’incinérateur propre car non seulement ils dégagent du dioxyde de carbone, mais en plus près de 2 000 substances toxiques n'ont pas, elles, fait l’objet d’étude sur leur impact sanitaire.

Aussi, les pétitions du corps médical fleurissent dans la plupart des régions concernées par un projet d'incinérateur. Toutes réclament un moratoire sur la construction de nouveaux incinérateurs.

Des centaines d’associations dans le monde s’opposent à l’incinération. Elles dénoncent les risques encourus par les populations habitant à proximité des incinérateurs, et notamment les menaces de cancer. Il existe des alternatives pour tout ou partie des déchets comme la réduction des déchets à la source, la méthanisation des déchets organiques, le recyclage et le compostage.

Aux États-Unis, dans les années 1990, 300 projets sur 400 ont été stoppés par une opposition citoyenne.

En France, la législation sur la qualité de l’air ayant évolué, de nombreuses usines d’incinération ont dû être mises aux normes ou fermées depuis les années 1990. Des polémiques subsistent aussi sur l’impact à long terme de l’utilisation de mâchefers en fond de couche routière ou pour divers aménagements.

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Incinération

L'incinération ne fait pas disparaître les déchets. Elle les transforme en fumées, et en gaz (CO2 et vapeur d'eau essentiellement  ; gaz à effet de serre), mais aussi en vapeurs métalliques (pour le plomb et le mercure), et en résidus solides (mâchefers, REFIOM) mis en décharge (ou parfois utilisés comme matériaux de construction ou de terrassement) et en cendres souvent significativement polluées, sous-produit alors recyclé sans qu'on se pose beaucoup de question sur leur caractère polluant. Après que l'on ait montré dans les années 1970-1990 une large contamination de l'environnement par les métaux lourds et les dioxines émis par les premières générations d'incinérateurs, la réglementation, au moins dans les pays riches, leur a imposé des normes et contrôles de plus en plus contraignants. Néanmoins les tonnages incinérés augmentant, les émissions globales de CO2 augmentent, et les émissions de polluants dans l'air restent non négligeables, notamment sous le vent des installations.

Chaque nouveau projet d'installation doit maintenant comporter une étude d'impact du projet sur l'environnement avant d'être autorisé à exploiter. De plus, de nombreuses unités en fonctionnement affichent sur internet leurs résultats de mesures de polluants. On a peu-à-peu pris conscience de la toxicité des fumées des incinérateurs contenant des dioxines et des furanes et interdit par exemple le mélange des cendres avec les résidus solides après combustion (mâchefers) dont la réutilisation est dans un nombre croissant de pays désormais soumise à des conditions plus ou moins contraignantes et respectées.

La construction d'incinérateurs, tout comme l'implantation de décharges ou même parfois d'une déchèterie, fait presque toujours l'objet de vives polémiques. Elle est de plus en plus mal acceptée, non seulement par les riverains, mais par le monde agricole et certaines entreprises agroalimentaires (La conserverie Bonduelle par exemple dans le Nord de la France, qui proteste contre l'installation d'un grand incinérateur (« Flamoval ») "au vent" de ses principales zones de production légumière). L'incinération permet de limiter le recours à la décharge, mais faute de réduction des déchets à la source, le tonnage incinéré ne cesse d'augmenter, ainsi donc que le volume de résidus, d'autant plus toxiques que l'efficacité de la filtration a été améliorée. Dans les années 1980 et 1990, les pouvoirs publics, dans les pays riches ont souvent mis l'incinération sur le même plan que la décharge, laissant les pouvoirs locaux se déterminer pour l'une ou l'autre de ces solutions, tout en encourageant de plus en plus le tri sélectif des déchets pour diminuer les tonnages incinérés, en en limiter la teneur en eau (déchets alimentaires, bouteilles non vidées..).

Certaines collectivités évitent toute incinération, mais au prix du recours à l’enfouissement (ou stockage) d'une partie des déchets, même après un tri poussé. Le développement d'écoproduits pourrait à l'avenir permettre un taux bien plus élevé de recyclage ou réutilisation. Notamment pour respecter le protocole de Kyoto, les autorités tendent à encourager le tri-recyclage, mais aussi parfois à renforcer les filières de valorisation énergétique ; méthanisation (encore très marginale en France) et/ou incinération, la méthanisation permettant aussi la valorisation de la matière organique, comme le compostage, mais nécessitant des déchets exempts de contaminants non biodégradables ou biocides. La valorisation-matière permet de fortement limiter les quantités de déchets à mettre en décharge ou à incinérer. L'incinération reste promue en cas de crise sanitaire (Cf. élimination de déchets à risque, contaminés (vaches folles, grippe aviaire…) ou pour le traitement de certains déchets hospitaliers, avec les précautions adéquates. Cette méthode ne convient pas pour les crises de type Tchernonbyl.

La crémation des cadavres jouit d'une forte acceptabilité dans le public, mais semble également pouvoir poser des problèmes environnementaux que ses promoteurs n'avaient pas pris en compte. Elle est de plus moins normée et moins contrôlée.

Elle varie selon les époques et les pays, avec parfois des dérogations (pour les hôpitaux, de petits industriels ou artisans, les militaires, etc.) mais les rejets atmosphériques des incinérateurs sont globalement de plus en plus règlementés et surveillés, en particulier pour les émissions de dioxines, de poussières, métaux lourds et de gaz acides. La question des impacts des nanoparticules est une question émergente qui ne fait pas encore l'objet de législation pour l'incinération.

Les promoteurs d'une nouvelle génération d'incinérateurs valorisant l'énergie produite par la combustion des déchets (co- ou trigénération) arguent qu'en produisant de la chaleur et/ou de l'électricité, et en valorisant mieux la récupération des métaux ferreux et parfois non-ferreux, ils contribuent à limiter les émissions de gaz à effet de serre du secteur déchet. Leurs détracteurs estiment qu'une politique de réduction des déchets à la source, d'écoconception des produits et de généralisation de la méthanisation des déchets organiques, seraient de ce point de vue plus efficiente. Certains notent aussi qu'une politique de réduction du volume et de la masse des emballages et suremballages et des traitements plus locaux (compostages individuels, recycleries, ressourceries, plate forme-bois, plates-forme de méthanisation, etc.) diminuerait les transports des déchets, également polluants. Cette dernière stratégie est de plus en plus soutenue dans les pays en avance du point de vue de l'environnement (Allemagne, Suède, Danemark..), et en France par l'Ademe.

Les coûts de l'incinération peuvent varier sensiblement d'un projet à un autre, selon les hypothèses économiques (montage financier de la collectivité pour rembourser l'investissement), choix et performance du mode de valorisation énergétique (la vente d'énergie apporte des recettes significatives, jusqu'à 15-20 euros la tonne de déchets traités), existence ou non d'une valorisation des mâchefers (la mise en décharge des mâchefers coûte souvent plus cher que leur valorisation en technique routière) et les choix techniques. Les coûts de traitement par incinération sont globalement comparables, voire légèrement supérieurs, à ceux de la mise en décharge. Il existe de très fortes disparités locales, aussi bien pour les installations de stockage (les prix peuvent varier entre 30 et 120 €/t) que pour les incinérateurs (entre 50 et 120€/t). La structure du coût de traitement (amortissement de l’investissement, charge d’exploitation, recettes énergétiques) est également différente, l’incinérateur par exemple nécessitant pour le maître d’ouvrage un investissement initial important pouvant représenter selon les cas la moitié du coût de traitement. Le choix du mode de financement de l’investissement (fond propre, emprunt,…) et le montant des subventions a enfin un impact direct sur le coût de traitement.

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Gestion des déchets

Incinérateur de déchets situé à Saint-Ouen

La gestion des déchets ou rudologie est la collecte, le transport, le traitement (le traitement de rebut), la réutilisation ou l'élimination des déchets, habituellement ceux produits par l'activité humaine, afin de réduire leurs effets sur la santé humaine, l'environnement, l'esthétique ou l'agrément local. L'accent a été mis, ces dernières décennies, sur la réduction de l'effet des déchets sur la nature et l'environnement et sur leur valorisation.

La gestion des déchets concerne tout les types de déchets, qu'ils soient solides, liquides ou gazeux, chacun possédant sa filière spécifique. Les manières de gérer les déchets diffèrent selon qu'on se trouve dans un pays développé ou en voie de développement, dans une ville ou dans une zone rurale, que l'on ait affaire à un particulier, un industriel ou un commerçant. La gestion des déchets non toxiques pour les particuliers ou les institutions dans les agglomérations est habituellement sous la responsabilité des autorités locales, alors que la gestion des déchets des commerçants et industriels est sous leur propre responsabilité.

Il y a plusieurs principes de gestion des déchets dont l'usage varie selon les pays ou les régions.

La réduction à la source nécessite des efforts pour réduire les déchets toxiques et autres résidus en modifiant la production industrielle. Les méthodes de réduction à la source impliquent des changements dans les processus de fabrication, les apports de matières premières et la composition des produits. Parfois le principe de « prévention de la pollution » indique en fait la mise en œuvre d'une politique de réduction à la source.

Une autre méthode de réduction des déchets à la source est d'accroître les incitations au recyclage. Plusieurs villes aux États-Unis ont mis en place des taxes dont le montant est fonction des quantités d'ordures déposées (Paye quand tu jettes : Pay As You Throw - PAYT) qui se sont révélées efficaces pour réduire le volume des déchets urbains.

L'efficacité des politiques de réduction à la source se mesure à l'importance de la réduction de la production de déchets. Une autre approche, plus controversée, est de considérer la réduction de l'utilisation de substances toxiques. On s'intéresse ici à réduire l'utilisation de substances toxiques, alors même que la tendance est plutôt à la hausse. Cette approche, dans laquelle c'est le principe de précaution qui est mis en avant, rencontre une vive opposition des industries chimiques. Ils accusent cette démarche de stigmatiser les produits chimiques. Certains états américains, comme le Massachusetts, le New Jersey et l'Oregon ont mis en place des politiques de réduction des déchets toxiques.

Une idée relativement récente consiste à considérer les déchets comme une ressource à exploiter et non comme des rebuts dont il faut se débarrasser. Les méthodes pour produire de nouvelles ressources à partir de déchets sont diverses et nombreuses : par exemple on peut extraire les matières premières des déchets puis les recycler, ou les brûler pour produire de l'électricité. Ces méthodes sont en plein développement, grâce notamment aux apports des nouvelles technologies.

Ce processus de valorisation des déchets s'appelle valorisation matière, ou recyclage, si on récupère des matériaux réutilisables, et valorisation énergétique si on obtient à la place de l'énergie. Traiter les déchets comme des matières premières devient de plus en plus courant, en particulier dans les agglomérations où l'espace pour ouvrir de nouvelles décharges se raréfie. L'opinion publique évolue sérieusement vers la position estimant que, sur le long terme, on ne peut pas se contenter de se débarrasser des déchets alors que les matières premières ne sont disponibles qu'en quantité limité.

Dans certains pays en voie de développement la valorisation des déchets a déjà lieu : des hommes trient à la main les montagnes de déchets pour récupérer les matériaux qui peuvent être revendus sur le marché de la récupération. Ces travailleurs non reconnus appelés collecteurs de déchet sont la partie cachée de ce secteur d'activité mais jouent un rôle important pour réduire la charge de travail des services municipaux de gestion des déchets. De plus en plus leur contribution à la préservation de l'environnement est reconnue et on essaie de les intégrer au système officiel de gestion des déchets, ce qui est d'une part utile mais aussi cela permet de réduire la pauvreté urbaine. Néanmoins le coût en vie humaine très élevé de ces activités : maladies, accidents et espérance de vie réduite au contact de substances toxiques ou contaminées ne serait pas toléré dans un pays développé.

Le recyclage est un procédé par lequel les matériaux qui composent un produit en fin de vie (généralement des déchets industriels ou ménagers) sont réutilisés en tout ou en partie. Pour la plupart des gens dans les pays développés, le recyclage regroupe la récupération et la réutilisation des divers déchets ménagers. Ceux-ci sont collectés et triés en différentes catégories pour que les matières premières qui les composent soient réutilisées (recyclées).

Dans les pays développés, les articles de consommation les plus couramment recyclés sont les canettes en aluminium, le fer, les boîtes de conserve et les bombes aérosol, les bouteilles en plastique PEHD et PET, les bouteilles et pots en verre, le carton, les journaux, et les magazines. Les autres types de plastiques : PVC, PEBD, PP et PS (cf. les codes d'identification des plastiques) sont aussi recyclables mais pas couramment collectés. Ces objets sont souvent composés d'un seul type de matériau, ce qui facilite leur recyclage.

Le recyclage des ordinateurs obsolètes et des équipements électroniques est important mais plus coûteux à cause des problèmes de séparation et d'extraction des composants. Beaucoup de déchets électroniques sont envoyés en Asie, où la récupération de l'or et du cuivre peuvent générer des problèmes environnementaux car les écrans contiennent du plomb et des métaux lourds, tels le sélénium et le cadmium, comme on en trouve fréquemment dans les composants électroniques.

Les matériaux recyclés ou usagés sont en concurrence avec les nouveaux matériaux. Le coût de collecte et de tri des matériaux explique qu'ils sont souvent aussi cher, voir davantage, que les matériaux neufs. C'est ce qu'on constate la plupart du temps dans les pays développés, où les industries produisant les matières premières, en place depuis longtemps, sont bien optimisées. Certaines pratiques, comme la récupération informelle des déchets, peuvent rendre le recyclage encore moins rentable, en prélevant les matériaux ayant le plus de valeur (comme les cannettes d'aluminium). Dans certains pays, les programmes de recyclage sont subventionnés par les consignes sur les emballages (voir la législation sur les consignes d'emballages).

Le marché du recyclage des épaves d'automobiles est aussi dépendant du cours du métal brut sauf si la législation l'impose (comme en Allemagne).

Cependant la plupart des systèmes économiques ne prennent pas en compte l'impact sur l'environnement du recyclage des matériaux lorsque qu'on le compare à l'extraction de matériaux vierges. En général beaucoup moins d'énergie, d'eau et d'autres ressources sont nécessaires pour recycler les matériaux que pour en produire de nouveaux. Par exemple, quand une 1 tonne de canettes en aluminium est recyclée, on s'économise l'extraction d'environ 5 tonnes de minerai de bauxite (source ALCOA Australie). On évite également le rejet dans l'atmosphère de 15,17 tonnes de gaz à effet de serre. Recycler de l'acier n'utilise que 5 % de l'énergie nécessaire pour raffiner du minerai brut (source : Bureau américain des mines).

Dans certains pays, les matériaux à recycler sont collectés séparément des ordures ménagères, avec des conteneurs et des tournées de ramassages dédiés. Les autres systèmes de gestion des déchets récupèrent ces matériaux dans la masse des autres déchets. Ceci permet en général de récupérer plus que lorsqu'un tri sélectif est effectué par les consommateurs mais la mise en œuvre est plus complexe et chère.

Traditionnellement, la gestion des déchets urbains, industriels et commerciaux consistait à les récupérer puis à les stocker. Une fois collectée, divers traitements peuvent être appliqués aux déchets. Le but de ces traitements peut être de réduire la dangerosité des déchets, de revaloriser les matériaux par le recyclage, de produire de l'énergie à partir des déchets, ou encore réduire leur volume, pour pouvoir en disposer plus facilement.

Les méthodes de récupération varient beaucoup entre les différents pays et régions, et il serait impossible de les décrire tous. Par exemple en Australie la plupart des foyers urbains ont une poubelle de 240 litres qui est vidée chaque semaine par les autorités locales. Beaucoup de régions, surtout dans les pays les moins développés, n'ont pas de systèmes structurés de récupération des déchets.

Dans les agglomérations canadiennes le tri sélectif est la méthode la plus répandue de récupération des déchets et/ou des recyclables et des déchets organiques suivant un planning défini. Dans les régions rurales les habitants amènent leurs ordures dans des lieux de collecte. Les déchets ainsi récoltés sont ensuite transportés vers une décharge régionale.

Les méthodes de stockage varient aussi beaucoup. En Australie, la méthode la plus courante de stockage des déchets solides est la décharge, car le pays est vaste et la densité de population est faible. À l'opposé au Japon il est plus fréquent d'incinérer les déchets car le pays est petit et la place est rare.

Stocker les déchets dans une décharge est la méthode la plus traditionnelle de stockage des déchets, et reste la pratique la plus courante dans la plupart des pays. Historiquement, les décharges étaient souvent établies dans des carrières, des mines ou des trous d'excavation désaffectés. Utiliser une décharge qui minimise les impacts sur l'environnement peut être une solution saine et à moindre coût pour stocker les déchets ; néanmoins une méthode plus efficace sera sans aucun doute requise lorsque les espaces libres appropriés diminueront.

Les anciennes carrières ou celles mal gérées peuvent avoir de forts impacts sur l'environnement, comme l'éparpillement des déchets par le vent, l'attraction des vermines et les polluants comme les lixiviats qui peuvent s'infiltrer et polluer les nappes phréatiques et les rivières. Un autre produit des décharges contenant des déchets nocifs et le biogaz, la plupart du temps composé de méthane et de dioxyde de carbone, qui est produit lors de la fermentation des déchets.

Les caractéristiques d'une décharge moderne sont des méthodes de rétention des lixiviats, tels que des couches d'argile ou des bâches plastiques. Les déchets entreposés doivent être compactés et recouverts pour éviter d'attirer les souris et les rats et éviter l'éparpillement. Beaucoup de décharges sont aussi équipées de systèmes d'extraction des gaz installés après le recouvrement pour extraire le gaz produit par la décomposition des déchets. Ce biogaz est souvent brûlé dans une chaudière pour produire de l'électricité. Il est même préférable pour l'environnement de brûler ce gaz que de le laisser s'échapper dans l'atmosphère, ce qui permet de consumer le méthane, un gaz à effet de serre encore plus nocif que le dioxyde de carbone. Une partie de ce biogaz peut aussi être utilisé comme carburant.

Beaucoup d'autorités locales, particulièrement dans les zones urbaines, ont des difficultés pour ouvrir de nouvelles décharges car les riverains s'y opposent. Peu de personnes veulent d'une décharge dans leur voisinage. C'est pourquoi le coût de stockage des déchets solides dans ces régions est plus coûteux, les détritus devant être transportés plus loin pour être stockés.

Certains s'opposent aux décharges quelque soient les conditions ou le lieu, en expliquant qu'au final le stockage en décharge laissera une planète véritablement polluée avec plus aucune fissure ou espace sauvage. Certains futurologues ont déclaré que les décharges seront les « mines du futur » : comme certaines ressources s'appauvrissent, on pourra justifier qu'il est nécessaire de les extraire des décharges où elles avaient été enfouies considérée alors comme non valorisable.

Cet état de fait et la prise en compte croissante des impacts de la consommation excessive des ressources a permis, dans plusieurs régions, d'accroître les efforts pour minimiser la quantité de déchets mis en décharge. Ces efforts sont la mise en place de taxes ou prélèvements sur les déchets mis en décharge, le recyclage des matériaux, leur transformation en énergie, la conception de produits nécessitant moins de ressources, et une législation imposant aux fabricants la prise en charge des coûts d'emballage et de stockage des déchets (c'est pourquoi, en Allemagne, les fabricants ont mis en place le Grüne Punkt pour respecter cette législation). Un sujet connexe est le concept d'écologie industrielle, où les flux de matière entre les industries sont étudiés. Les sous produits d'une industrie peuvent être utiles à une autre, cela permet de réduire les flux de déchets.

L’incinération est le processus de destruction d’un matériau en le brûlant. L’incinération est souvent appelée « Énergie à partir des déchets » ou « des déchets vers l’énergie » ; ces appellations sont trompeuses puisqu’il y a d’autres façons de récupérer de l’énergie à partir de déchets sans directement les brûler (voir fermentation, pyrolyse et gazéification).

Elle est connue pour être une méthode pratique pour se débarrasser des déchets contaminés, comme les déchets médicaux biologiques. Beaucoup d’organisations utilisent aujourd’hui l’exposition des déchets à haute température pour les traiter thermiquement (cela inclut aussi la gazéification et la pyrolyse). Cette technique inclut la récupération du métal et de l’énergie des déchets solides municipaux comme le stockage adapté des résidus solides (mâchefers) et la réduction du volume des déchets.

L'incinération est une technique éprouvée et répandue, en Europe comme dans les pays en voie de développement, même si elle est soumise à controverse pour plusieurs raisons. Les controverses concernent généralement les problèmes environnementaux et sanitaires liés aux incinérateurs qui ont fonctionné dans le passé, avant l'application des normes actuelles.

En premier lieu, il s’agit d’un mode d'élimination de déchets qui a un taux de valorisation limité. L'incinération détruit les ressources naturelles contenues dans les déchets et ne permet pas de récupérer 100% du pouvoir calorifique du déchets. L'énergie récupérée, sous la forme de chaleur ou d'électricité, provient du refroidissement des fumées de combustion dans une chaudière, qui permet de récupérer de la chaleur, qui peut être utilisée directement ou à son tour entraîner une turbine pour produire de l'électricité. L'incinération est malgré tout identifiée en France en 2002 comme la deuxième source d'énergie renouvelable pour la production d'électricité (après l'hydraulique) et pour la production de chaleur (après la biomasse).

Deuxièmement, l’incinération des déchets solides des villes produit une certaine quantité de polluants atmosphériques (dioxines et furanes, métaux lourds, gaz acides, poussières), dont les valeurs limites d'émissions sont fixées par la réglementation. Au cours des années 1990, des avancées dans le domaine du contrôle des rejets et de nouveaux règlements gouvernementaux ont permis une réduction massive de la quantité des différents polluants atmosphériques, y compris les dioxines et de furannes. L’Union européenne et l’Agence américaine de protection de l’environnement (EPA) ont pris la décision de créer des normes très strictes concernant l’incinération des déchets.

L’incinération produit aussi un grand nombre de résidus solides (mâchefers) qui doivent être éliminés en décharge ou qui font l'objet d'un traitement si une valorisation en technique routière est envisagée. Dans les années 1980, l’entreposage en lieu sûr des mâchefers, qui à cette époque étaient aussi mélangés aux cendres, était un problème environnemental important. Au milieu des années 90, des expériences en France ont été réalisés pour traiter et élaborer des mâchefers (extraction des métaux ferreux et d'aluminium, criblage, broyage, concassage, maturation à l'air libre pour favoriser des réactions de carbonatation et d'oxydation). Les résultats positifs des suivis de plate-formes expérimentales utilisant des mâchefers sous les routes ont permis le développement de cette filière.

Les déchets organiques, comme les végétaux, les restes alimentaires, ou le papier, sont de plus en plus recyclés. Ces déchets sont déposés dans un composteur ou un digesteur pour contrôler le processus biologique de décomposition des matières organiques et tuer les agents pathogènes. Le produit organique stable qui en résulte est recyclé comme paillis ou terreau pour l’agriculture ou le jardinage.

Il y a un très large éventail de méthodes de compostage et de fermentation qui varient en complexité du simple tas de compost de végétaux à une cuve automatisée de fermentation de déchets domestiques divers. Ces méthodes de décomposition biologique se distinguent en aérobie, comme le compost, ou anaérobie, comme les digesteurs, bien qu’existent aussi des méthodes combinant aérobie et anaérobie.

La politique "Green Bin" (poubelle verte), recyclage des matières organiques, utilisée à Toronto, Ontario (Canada) et dans les villes avoisinantes comme Markham, permet la réduction des quantités de déchets envoyés à Michigan aux États-Unis d’Amérique. Il s’agit d’un nouveau pan du système de gestion des déchets en trois axes qui a été mis en place à Toronto et est une avancée supplémentaire pour atteindre le but de réduire de 70 % la quantité de déchets qui est actuellement mise en décharge. La politique "Green Bin" permet que les déchets organiques qui auraient été envoyés en décharge soient mis en compost et transformés ainsi en terreau riche et nutritif. Les déchets concernés par le programme "Green Bin" sont les restes alimentaires, les papiers sales et les serviettes sanitaires. Actuellement Markham, comme les autres municipalités de l’agglomération de Toronto, envoient tous leur déchets au Michigan pour un coût de 22$ CAN la tonne.

La politique "Green Bin" est actuellement étudiée par d’autres villes dans la province de l’Ontario comme un moyen d'éviter l’envoi de déchets en décharge. Notamment Toronto et Ottawa sont quasiment prêtes à adopter une politique similaire.

La ville d’Edmonton en Alberta au Canada a adopté le compost à grande échelle pour gérer ses déchets urbains. Son usine de compost est la plus grande de ce type dans le monde, et représente 35 % de la capacité totale de compost du Canada. Le co-composteur en lui-même à une taille de 38 690 mètres carrés, ce qui équivaut à 8 terrains de football. Il a été conçu pour traiter 200 000 tonnes de déchets ménagers solides par an et 22 500 tonnes sèches de biosolides, transformant le tout en 80 000 tonnes de compost chaque année.

Le traitement biologique et mécanique (TBM) est une technique qui combine un tri mécanique et un traitement biologique de la partie organique des déchets municipaux. Le TBM est aussi parfois appelé TMB (traitement mécanique et biologique) cela dépend de l’ordre dans lequel s’effectuent les opérations.

La partie « mécanique » est souvent une étape de tri du vrac. Cela permet de retirer les éléments recyclables du flux de déchets (tels les métaux, plastiques et verre) ou de les traiter de manière à produire un carburant à haute valeur calorifique nommé combustible dérivé des déchets (RDF en anglais) qui peut être utilisé dans les fours des cimenteries ou les centrales électriques. Les systèmes qui sont prévus pour produire des RDF incluent aussi Herhofand Ecodeco. C’est une erreur de penser que tous les processus TBM produisent des RDF. Ce n’est pas le cas. Certain systèmes comme ArrowBio valorisent simplement les déchets recyclables sous une forme qui peut être ensuite envoyée pour être recyclée.

La partie « biologique » réfère quant à elle à une fermentation anaérobique ou au compostage. La fermentation anaérobique détruit les éléments biodégradables des déchets pour produire du biogaz et du terreau. Le biogaz peut être utilisé pour créer de l’énergie renouvelable. Des processus plus avancés tel que ArrowBio permettent un fort taux de production de gaz et d’énergie verte sans produire des RDF. Ceci est facilité en traitant les déchets dans l’eau. La partie « biologique » peut aussi faire référence à une étape de compostage. Dans ce cas les composants organiques sont traités par des micro-organismes à l’air libre. Ils détruisent les déchets en les transformant en dioxyde de carbone et en compost. Il n’y a aucune énergie produite par le compostage.

TBM est de plus en plus reconnu comme une méthode efficace dans les pays où les techniques de gestion des déchets évoluent comme le Royaume-Uni ou l’Australie, pays où la compagnie WSN Environmental solutions a pris une position majeure dans le développement des usines de type TBM.

La pyrolyse et la gazéification sont deux méthodes liées de traitements thermiques où les matériaux sont chauffés à très haute température et avec peu d’oxygène. Ce processus est typiquement réalisé dans une cuve étanche sous haute pression. Transformant les matériaux en énergie cette méthode est plus efficace que l’incinération directe, plus d’énergie pouvant être récupérée et utilisée.

La pyrolyse des déchets solides transforme les matériaux en produits solides, liquides ou gazeux. L’huile pyrolytique et les gaz peuvent être brûlés pour produire de l’énergie ou être raffinés en d’autres produits. Les résidus solides (charbon) peuvent être transformés plus tard en produits tels les charbons actifs.

La gazéification est utilisée pour transformer directement des matières organiques en un gaz de synthèse appelé syngaz composé de monoxyde de carbone et d’hydrogène. Ce gaz est ensuite brûlé pour produire de l’électricité et de la vapeur. La gazéification est utilisée dans les centrales produisant de l’énergie à partir de la biomasse pour produire de l’énergie renouvelable et de la chaleur.

Les torches à plasma permettent la gazéification de la matière dans un milieu à oxygène raréfié pour décomposer les déchets en structures moléculaires de base. La gazéification plasma ne brûle pas les déchets comme le font les incinérateurs. Cela transforme les déchets organiques en un gaz carburant qui contient tous les composés chimiques et l’énergie calorifique des déchets. Cela transforme les déchets non organiques en solides vitrifiés amorphes.

Le plasma est considéré comme le quatrième état de la matière, les trois autres étant les états gazeux, liquide et solide. L’électricité alimente une torche créant un arc électrique entre ses deux électrodes. Du gaz inerte est insufflé à travers l’arc électrique qui le chauffe à des températures pouvant atteindre 13 000°C. La température à un mètre de la torche peut s’élever à environ 4 000°C. Du fait de ces très hautes températures les déchets sont décomposés en leurs composants élémentaires. Il ne résulte aucun goudron ou furfuranne. À ces températures tous les métaux fondent et coulent au fond du four. Les composés non organiques comme la silice, le béton, le gravier, le verre, etc. sont vitrifiés et tombent au fond du four. Il n’y a pas de cendres résultant de ce processus qui devraient être entreposées en décharge.

Les fours à plasma ne font pas de distinction entre les différents types de déchets. Tous types de déchets peuvent être introduits. La seule variable est la quantité d’énergie nécessaire pour détruire les différents déchets. C’est pourquoi aucun tri des déchets n’est nécessaire. Seuls les déchets nucléaires sont proscris.

Les fours sont grands et fonctionnent en faible dépression ce qui signifie que le système d’alimentation est simplifié car les gaz ne sont pas tentés de s’échapper. Les gaz sont retirés du four par l’aspiration d’un compresseur. Chaque four peut détruire 20 tonnes par heure (t/h) en comparaison des 3 t/h d’un four gazéificateur. Du fait de la taille et de la dépression, le système d’alimentation permet d’introduire des charges jusqu’à 1 mètre cube. Des fûts ou des sacs poubelle peuvent donc être introduits directement dans le four, ce qui permet la production à grand volume.

Les gaz produits par un four plasma sont moins chargés en contaminants que n’importe quel autre incinérateur ou gazéificateur. Comme il y a moins d’émissions qui s’échappent du four avec ce procédé il est possible d’avoir une réduction significative des rejets globaux. Les gazéificateurs ne se préoccupent pas de l’humidité des déchets. L’humidité consomme plus d’énergie pour se vaporiser et peut avoir un impact économique, néanmoins cela n’affecte pas le processus.

Les gaz des fours à plasma peuvent être brûlés pour produire de l’énergie ou être synthétisés en éthanol et être utilisés comme carburant pour les automobiles.

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Réacteur nucléaire piloté par accélérateur

L'Accelerator Driven System ou ADS est un réacteur nucléaire piloté par un accélérateur de particule. Dans un tel système, tout ou partie des neutrons de fissions d'un matériaux sont produits par Spallation d'un noyau lourd (le Plomb par exemple) par des protons issus d'un accélérateur de particule. L'énergie de fission peut être récupérée de manière classique via un échangeur et une turbine.

Dans les deux modes, l'ensemble réacteur est sous-critique (généralement avec un niveau choisi par conception entre 0.95 a 0.98) et l'accélérateur amène et règle le flux neutronique à la criticité de 1 (Comme incinérateur en revanche, l'accélérateur fait l'intégralité du travail de production de neutrons, d'où la modeste contribution énergétique). Ceci implique que toute réaction s'arrête dès la coupure du flux de l'accélérateur, d'où le nom de 'pilotage par accélérateur'.

L'intérêt d'un ADS réside dans sa faculté à produire des neutrons dans une large gamme d'énergie en fonction de celui du flux de protons issu de l'accélérateur. C'est cet accès à des section efficace de fission inaccessibles naturellement qui permet l'incinération de matériaux légers.

D'autres configurations d'ADS à gaz caloporteur et cibles de spallation interchangeables sont aussi à l'étude.

Il est donc assez largement faux de prétendre que les systèmes ADS sont plus sûrs que les réacteurs.

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Source : Wikipedia