RÉGION MARTINIQUE

íR

EXAMEN PRÉLIMINAIRE DE LA RENTABILITÉ DE

L' INCINÉRATION AVEC RÉCUPÉRATION D'ÉNERGIEDES ORDURES MÉNAGÈRES

DE FORT DE FRANCE

Martinique

par

Y. ATLAN et P BOURRELIER

/fe'.R. Q.M.

1 A. AOUf 1984

BIBLIOTHÈQUE

BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES

B.P. 6009 - 45060 Orléans Cedex-Tél. (38) 63-80-01

SERVICE GÉOLOGIQUE DES ANTILLES

0,900km, Route de Didier

B.P. 394

97204 Fort-de-Franco Cedex

MARTINIQUE Tel. 71-88-68

Z.l. de Jarry . voie n°2

B.P. 894

67175 Poinle-à- Pitre

GUADELOUPE Tel. 26-63-58

Cité Rebard

B.P. 552

97305 Cayenne

GUYAWE Tél. 31-06-24

84 ANT 019 JUILLET 19B4

B. R. G. M. Région Martinique

Service Géologique

des Antilles

Examen préliminaire de la rentabilité de l'incinération

avec récupération d'énergie des ordures ménagères de

Fort de France - Martinique

Par

Y. ATLAN et P. áOURRELIER

RAPPORT B.R.G.M. 84. ANT. 019 Juillet 1984

RESUME

1. L'étude économique de divers scénarios de récupération d'énergie à partir

de l'incinération des ordures ménagères traitées actuellement à la Trom¬

peuse a été faite moyennant les' hypothèses suivantes :

- achat du kwh par EDF au prix du combustible utilisé par EDF dans ces

installations soit 0,41 F/kwh en 1984.

- évolution de ce prix d'achat par EDF selon schéma suivant :

1984

1990

2000 -

1990

2000

- 2007

+ 33 %

+ 50 %

+ 0 %

- paiement au projet de 37 F (en francs constant) par tonne d'ordures

ménagères incinérées, c'est à dire paiement du coût actuel du traitement

des ordures ménagères à la Trompeuse.

2. Les résultats obtenus sont les suivants :

2.1 - Récupération sous forme de vapeur

non compétitif avec les autres projets

2.2 - Récupération sous forme électrique

Le taux de rentabilité interne du projet (TRI) est de 5,7 %,

Le TRI du surcoût d'investissement nécessaire pour passer d'une

unité d'incinération à une unité d'incinération avec récupération

d'énergie est de 18 %.

2.3 - Projet de traitemont de 10 % à 15 % des ordures pour récupération

sous forme de vapeur.

Pour un travail à trois postes et le traitement d'environ 10.500

tonnes d'ordures par an, le TRI est de 8,3 '«.

TABLE DES MATIERES

I. Introduction

1.1 - Objectifs de l'étude

1.2 - Moyens mis en oeuvre.

II. La décharge de Fort de France

11.1 - Situation

11. 2 - Volume et nature des ordures

11. 3 - Exploitation actuelle

11. 4 - Projets d'exploitation

III. Les contraintes techniques de l'incinération avec

récupération d'énergie

111.1 - Généralités

111.1. 1 - Le gisement

111. 1.2 - Description générale d'une installation

d'incinération avec ou sans récupération

d'énergie.

11 1.2 - Application au cas de Fort de France.

IV. Vapeur économique de l'énergie produite par une tonne d'ordures

IV.l - Energie sous forme électrique

IV. 2 - Energie sous forme thermique.

V. Etude de scénario

V.1 - Récupération d'énergie sous forme de vapeur uniquement

V.2 - Récupération sous forme d'électricité uniquement

.V.2.1 - la fiche technique

V.2. 2 - Calcul du taux de rentabilité interne (TRI)

V.2. 3 - Première interprétation

V.3 - Traitement d'une partie (10 %) des ordures ménagères et

récupération de l'énergie sous forme de vapeur.

V.3.1 - Fiche technique

V.3.2 - Calcul du taux de rentabilité interne

V.3. 3 - Première interprétation

VI. Conclusions

FIGURE DANS LE TEXTE

Figure 1 - Situation de la décharge de Fort de France

ANNEXES JOINTES AU RAPPORT

Annexe 1 - Liste des personnes consultées et bibliographie sommaire

Annexe 2 - Caractéristiques générales d'une installation d'inci¬

nération sans ou avec récupération d'énergie. S.G.ANT. 3184

Annexe 3 - Définition du taux de rentabilité interne. S.G.ANT. 3185

I. INTRODUCTION

1.1 - Qfea|Êtifs_de_llétude

La Région Martinique a confié au Sureau de Recherches Géologiques et

Minières l'étude de la rentabilité de l'incinération avec récupération d'énergie

des ordures ménagères de Fort de France.

Extrait de la fiche descriptive du projet (Fiche 'n° FF/83-3-6) on trouve¬

ra ci -dessous la description du projet :

- "les problèmes liés à la mise en décharge des ordures ménagères de Fort de

France et sa banlieue (nuisances, décharge saturée à terme) et le gisement

énergétique que présentent ces déchets ( 3.000 à 4.000 TEP/an) montrent l'in¬

térêt que pourrait présenter l'incinération avec récupération d'énergie.

L'étude proposée définira dans quelles conditions (scénarios) l'incinération

des ordures ménagères de Fort-de-France et sa banlieue est rentable.

En particulier un scénario avec récupération d'Energie (Vapeur et/ou Electri¬

cité) sera étudié, des industriels étant intéressés par l'utilisation de vapeur

dans une installation agro-alimentaire (séchage, déshydratation)".

1.2 - ^QyeQs_mi|_eQ_p|uyre

Le modeste financement consenti pour réaliser cette étude implique bien

entendu qu'il s'agit d'une étude préliminaire faite à partir des données dispo¬

nibles. Celles-ci ont été recueillies :

- au cours d'entretiens avec les diverses personnalités régionales intéressées

au problème,

- dans les divers rapports consacrés à l'examen du traitement des ordures ména¬

gères de Fort de France.

On trouvera en annexe n° 1 la liste des personnes contactées et la biblio¬

graphie consultée.

II. LA DECHARGE DE FORT DE FRANCE

II.I Situation

La décharge de Fort de France se situe sur une zone marécageuse,au fond duCohé du Lamentin, en rive droite de la rivière Jambette. A moinsde 5 km du Centre-ville, cette décharge est relativement isolée par la crêtede la pointe des sables. Voir figure n° 1.

X

X X

II. 2 - yg2ume_et nature des ordures

En avril 1983, mois au cours duquel un test significatif a été effec¬tué ont été admis chaque jour ouvrable 240 tonnes d'ordures dont la provenancepeut être répartie comme suit :

Fort de France

Autres communes (Schoelcher, Lamentin, Saint-Joseph, Gros Morne)

Particuliers (dont industriels)

Administrations diverses

COMPOSITION DES ORDURES MÉNAGÈRES

DE LA RÉGION DE FORT-DE-FRANCE

COMPARAISON AVEC UNE MOYENNE NATIONALE

130 tonnes

35 tonnes

65 tonnes

10 tonnes

^"~~~-~-^..,_^^ Secteurs de collecte

Composition (en poids) ^~^"~-^--.._^__^

Métaux

Textiles

Matières plastiques

Verres

Papiers et cartons - Bois

Matières fermentescibles

Matières non classées

Fines < 20 mm

FORT-DE-FRANCE

Centre-Ville de Briand

5,5% 4,7%

3,0% 2,7%

4,/% 4,0%

1,0% 4,9%

4,6 % 8,7 "Z

61,0% 58,5%

4,6 % 4,3 %

15,6% 12,2%

Schoelcher

3,2 %

1,1 %

;i,'j %

12,3%

10,8%

52.3 %

3,4 %

1 3.4 %

Moyenne

Nationale

5 à 8%

1 à 5 %

'Zl d Í) ';;,

5 à ]0%

20 à 3:')

1 5 ci 35 %.

1 0 à 20 %

SAINT-JOSEPH

LE FRANÇOIS

VN6

FORTÛE-FRANCE

SAINT-ESPRITD5

Petit Bourg

RIVIERE SALEE

La Trompeuse (décharge contrôlée)Périmètre d'influence du sitede déchargeConcentration de population

SITUATION DE LA DÉCHARGE DE FORT-DE-FRANCE

FIGURE 1 AN 7. 019

- 3 -

X

x X

II. 3 - ExElQÍͧtÍQn__actuell|_

Jusqu'en 1979, cette décharge ne méritait nullement le qualificatif

de "contrôlée^^ (déchargements désordonnés, accès libre, chiffonnage, régalage

sommaire ...). A la suite d'une étude réalisée par le BETURE, qui proposaitune exploitation par compactage, de réels efforts ont été faits pour amélio¬

rer l'exploitation de cette décharge. Celle-ci est maintenant conduite selon

la méthode dite des "casiers". Deux engins de grande puissance (1 bouteur de

200 CV et 1 compacteur de 170 CV) ont été achetés par la ville de Fort de

France â cet effet.

Selon le schéma de traitement théoriquement appliqué, la décharge

réceptionnera environ 65.000 tonnes par an représentant avant compactage

un volume de 400.000 m3. Après tassement et compactage l'épaisseur de la

couche devrait être de 0,6 m - non compris les matériaux de couverture - sur

les 17 hectares du site de décharge.

x X

II. 4 - PrQJ|ts_^le^Blgi|ation

Selon le rapport de M. COLLARDEAU (1982) la décharge de la trompeuse

est tout-à-fait susceptible de donner satisfaction pour les 10 années à venir

sous réserve :

- d'une part, d'une plus grande discipline dans l'exploitation,

- d'autre part, de la possibilité de s'approvisionner effectivement en maté¬

riaux de couverture (en quantité suffisante et en qualité convenable).

Néanmoins, les nuisances incontestables (en particulier les risques

de pollution du littoral marin) et la difficulté qu'il y aura de toute façon

à trouver un autre site quand celui de la Trompeuse sera saturé ont amené

à mettre à Tétude divers projets de traitement

- broyage avec ou sans compostage

- incinération avec ou sans récupération d'énergie.

à utiliser

« La saturation du site de la Trompeuse obligera^un autre site qui sera ooli-gatoirement plus éloigné des centres urbains. La dépense supplémentaire dueà un transport kilométrique de 20 kilomètres serait de 46 F/t (en 1983) àcomparer avec le coût actuel de l'exploitation de la Trompeuse soit 37 F/t.

m. LES CONTRAINTES TECHNIQUES DE L'INCINERATION AVEC

RECUPERATION D'ENERGIE

III.l - Généralité

m. 1.1- Le gisement

Le combustible est caractérisé par son pouvoir calorifique inférieur

ou P C I, qui est défini comme la quantité de chaleur dégagée par combustion

en supposant que l'eau provenant des déchets reste à l'état de vapeur (le P C I

représente donc la quantité de chaleur réellement disponible).

Le P C I des ordures ménagères est en général compris entre 1200 et

2000 kcal/kg. Sa valeur dépend principalement de la teneur en inerte et en

eau des ordures.

Un P C I inférieur à 1500 est considéré comme faible et représen¬tant une difficulté supplémentaire à surmonter pour la récupération d'énergie.Notons ici que le P C I des ordures ménagères de la Trompeuse est selon les

estimations admises compris entre 1200 et 1300 kcal/kg.

La quantité de matière combustible est bien entendu limitée supérieu¬

rement par la quantité des ordures ménagères "produites" par les agglomérations

concernées par le projet. La Trompeuse reçoit annuellement environ 65.000 t de

déchets.

L'ouvrage "les résidus urbains" (minutes de l'édition en cours de ré¬

vision) donne les indications suivantes :

- capacité de traitement inférieur à 20.000 t/an : sauf exception récupération

non rentable.

- capacité de traitement comprise entre 20,000 et 60.000 t/an : récupérationpar production de vapeur rentable sous certaines conditions (P C I élevé,

existence d'un débouché stable).

- capacité de traitement supérieure à 60.000 t/an : récupération d'énergie tou'jours économiquement valable si le P C I est élevé. La production d'élec¬

tricité est envisageable.

« a / o

1 1 1 . 1 . 2 - Descri BliQQ.gingral ê_d^UQe_ins||llation_d^inçinératign

saQ|_rÍEyB§£i£ÍOQ-d^iQi raie-

On trouvera en annexe n° 2 photocopie d'extraits du document "Elimina¬

tion des déchets des ménages" ANRED (1979), donnant les caractéristiques généra¬

les d'une installation d'incinération sans récupération d'énergie et celles d'uneinstallation avec récupération d'énergie.

x

x X

II 1.2 " ABBliç|tioD_ay_Ê|s^de_5ort_de_Franm : Equivalent énergétique d'une

tonne d'ordures ménagères.

L'équivalent énergétique d'une tonne d'ordures est donné ci-dessous :

- ^n£rj[i£ sous forme thermique [y^^r)

Avec les données suivantes :

PCI = 1.200 mth/kg

rendement pour chaudière = 0,65.

On voit que :

1 tonne d'ordures équivaut à 780.000 mth, soit si 1 tep = IJ mth ther¬

mique à 0,078 tep.

- £ne_r¿i£ s_ou^s_f^rme_é2e£t£Í£U£

Supposons que l'on produise de la vapeur à 20 bars et 300° C avec de

l'eau alimentant la chaudière à 100° C. La quantité de vapeur produite en kg/kg

d'ordures incinérées est : T

T = -1 X PCI X RAH

AH : différence d'enttialpie entre la vapeur produite et l'eau d'alimenté-

tion. Ici : AH = 620 r.it!i/kg

PCI : pouvoir calorifique inférieur en mth/l'.r

PCI = 1200 mth/kj

R : rendement de l'ensen.ble four - chaudière : R = 0,65.

avec

Soit T = 1258 kg/t

On peut alors montrer que 1258 kg de vapeur à 20 bars et 300° C permettent de

produire 256 kwh électrique.

En conclusion, une tonne d'ordures ménagères équivaut à 256 kwh

électrique.

IV. VALEUR ECONOMIQUE DE L'ENERGIE PRODUITE

PAR UNE TONNE D'ORDURES

IV.l - Energie_sgys_form|_|l|ctrigue

Si on admet que la valeur économique du kwh produit grâce à l'inci¬

nération avec récupération d'énergie doit être celle du coût du combustible

utilisé par E.D.F. pour produire un kwh, soit 0,41 F en 1984, on voit que

une tonne d'ordures ménagères permet de produire 256 kwh valant 255 x 0,41 =

105 F.

X

X X

IV. 2 - Eriergie_|Qus_foçme_i!3eoiQL!ê

une tonne d'ordures ménagères produit une énergie équivalente à

0,078 tep de fuel lourd. Le coût de la tef fuel lourd étant 1.600 F. en 1984,

la valeur de l'énergie thermique produite par une tonne d'ordures ménagères

est de 0,078 x 1.600,00 = 125 F.

V. ETUDE DE SCENARIO

V.1 - Béçueération_d^énergie_SQUS_forme_de_vapeyr_uniguement

Ce scénario n'est en réalité pas envisageable du fait de l'absence

d'un réseau de chaleur c'est à dire d'une clientèle possible.

Cependant même si ce réseau existait, la production de vapeur serait

moins rentable que la production d'électricité vendue 0,41 F. le kwh. En effet,

on constate généralement que 70 t seulement de la vapeur produite peut êtrevendue, du fait des condi liions du marché et de la production. Par ailleurs,une décote de 20 % de la thermie vapeur par rapport à la thermie fuel lourd

est habituelle pratiquée, tant pour des raisons techniques (en général le

client est obligé d'avoir une chaudière à fuel de secours) que pour des rai¬

sons de marché.

Dans ces conditions une t d'ordure ménagère produit une énergie ther¬

mique valant 125 x 0,7 x 0,8 = 70 F, ce qui est largement inférieure à la

valeur de l'énergie électrique productible par 1 t d'ordure ménagère soit

105 F. Les investi sseirients nécessaires étant pratiquement les mêmes dans les

deux cas, on peut conclure que le scénario "Production de vapeur sèche" est

moins rentable que le scénario "Production d'électricité seule"

X

X X

V.2 - B|çyBÎpMQQ_§Qus_fgrmê_d^élestriçité_UQiçjyem|nt

V.2.1 - La fiche technique

La fiche technique du projet est donnée ci-après. Les coûts d'inves¬

tissement ont été obtenus à partir des coûts moyens déterminés par 1 'ANRED

(avril 84), augmentés de 50 % pour tenir compte des conditions locales. On a

supposé par ailleurs que le traitement des ordures n,énagères par incinération

rapportait au projet 37 F/t, c'est à dire le coût du traitement actuel des

ordures à la Trompeuse.

- 9 -

- Définition du projet

Incinération de 65.000 t d'ordures ménagères par an

. soit la quasi totalité des ordures de Fort de France - avec récupération

sous forme électrique.

- Paramètres technico-économiques

. Investissement (en MF)

usine d'incinération

surcoût récupération d'énergie

. Frais fixe (en MF/ an)

usine d'incinération

surcoût récupération d'énergie

Total

Total

42,3

26,0

68,3

3,4

2,1

5,5

. Frais proportionnel hors énergie (en F/t)

usine d'incinération 10

surcoût récupération d'énergie 0

10

(soit en MF/an et pour 65.000 t/an : 0,65)

. Gains d'énergie

Le traitement de 65.000 t d'ordures ménagères permet de produire

65.000 X 256 = 16.640.000 kwh, dont le prix de vente (0,41 F / kwh)

est de :

16.640.000 X 0,41 = 6.822.400 soit 6,82 MF.

Le traitement de 65.000 t consommant environ 8700 F en énergie, les recet¬

tes dues à la production d'énergie diminuée des dépenses dues à la consom¬

mation d'énergie sont de 5,95 MF.

. Paiement du traitement des ordures ménagères par les collectivités locales

(MF/ an)

65.000 X 37 F = 2.405.000 soit 2,40 MF/ an.

t /

- 10 -

V.2.2 - Calcul du taux de rentabilité interne (TRI)

La définition mathématique exacte du taux de rentabilité interne

d'un projet est donnée en annexe. Rappelons que le TRI permet une mesure de

la rentabilité d'un projet et surtout aide à la rationalisation des choix

budgétaires. -Un projet ayant un TRI élevé est prioritaire, toutes choseségales par ailleurs. La limite fixée par le plan est de l'ordre de 9 %.

Le TRI a été calculé en admettant que EDF achète le kwh produit

au coût du combustible utilisé dans ses installations pour le produire.

L'évolution de ce coût prise en compte ici est celle admise en général par

les- experts du Plan, soit :

. de 1984 à 1990 : augmentation de 33 % du prix du fuel en francs constants

. de 1990 à 2000 : augmentation de 50 % du prix du fuel en francs constants

. de 2GO0 à 2002 : prix constant.

Par ailleurs, les frais d'entretiens ont été supposés ne pas évoluer,

en francs constants.

Enfin, la durée de vie de l'installation a été prise égale à 20 ans,

l'année de mise en service étant 1986.

On obtient alors les résultats suivants :

- TRI de l'installation complète (incinération + récupération d'énergie)

l'investissement étant 68,3 MF :

TRI = 5,7 %

- TRI de l'installation de récupération d'énergie seule» l'incinération sup¬

posée déjà admise pour des raisons de protection de l'environnement :

TRI = 18 %

Par ailleurs, si on suppose que l'investissement initial est augmen¬

té de 20 %, le TRI de l'installation complète devient TRI = 3,9 %.

V.2. 3 - Première interprétation

Dans le cadre des hypothèses faites, les résultats obtenus montrent

que :

11 -

.(1) - Le TRI du projet étant faible, l'investissement correspondant ne peut

se justifier par des considérations de rentabilité uniquement

(2) - Si le maitre d'ouvrage dispose de prêts dont le taux d'intérêt soit

inférieur au taux de l'inflation augmenté de 5,7 %, le projet est

viable et permet de résoudre la question du traitement des ordures

ménagères.

(3) - Si l'incinération des ordures ménagères est acquise de toute façon

(pour les raisons d'environnement) alors le surcoût d'investissement

nécessaire pour la récupération d'énergie est rentable.

X

x X

V.3 - Iraitement_d^une_Bartie_£10_%i_des_grdiures_ménagë^

dê_llénergi|_sous_fQrn)e_de_vageyr.

V.3.1 - Fiche technique

Un promoteur a présenté un projet dont la fiche technique est donnée

ci-dessous. Les caractéristiques du projet prises en compte ici sont celles

présentées par le promoteur à une exception près :1e coût de la tep a été

pris égal à 1.600 F. au lieu de 3.000 F dans le projet initial.

Le projet prévoit l'incinération d'une partie des ordures ménagères

et l'utilisation de l'énergie produite pour alimenter une chaudière

â vapeur. La vapeur surchauffée produite est ensuite utilisée dans une chaîne

de déshydratation de fruits et légumes.

Paramètres technico-éconmiques

Le projet prévoit l'installation d'un four Laurent Bouillet de 2 t/h

travaillant à 1, 2 ou 3 postes. Nous examinerons ici la variante 2 postes

(28 h/jour) soit 7.000 t d'ordures ménagères traitées par an, puis la variante3 postes soit 10.500 t/an.

L'installation d'une unité d'incinération réduit les charges en fuel

(économies de tep) mais occasionne des surcoûts d'investissement et d'entre¬

tien. Le calcul économique qui suit est relatif à la rentabilité de ces sur-

/

- 12

coûts, et ne prend donc pas en compte l'installation de déshydratation de

fruits et légumes. Les paramètres de base rentrant dans le cal cuT sont :

- surcoût d'investissement : 16,1 MF

- supplément d'entretien annuel : 0,450 MF

- gain d'énergie : 450.

Le traitement de 7.000 t d'ordures ménagères permet de récupérer

7.000 X 0,078 = 546 tep. L'installation d'incinération consommant elle

même environ 50 tep, l'économie réalisée est de l'ordre de 500 tep. On ad¬

mettra - ce qui est optimiste - que toute la vapeur produite est utilisée.

L'économie annuelle en francs sera alors (en 1984) :

500 X 1.600 = 800.000 francs soit 0,8 MF/an.

- Paiement du traiteiïent des ordures par les collectivités locales

7.000 t X 37 F = 259.000 F soit 0,26 MF/ an.

- Surcoût dû au transport des ordures ménagères à l'usine.

On admettra ici que l'usine est implantée de façon à annuler ce surcoût.

V.3.2 - Calcul du taux de rentabilité interne

Le calcul du taux de rentabilité interne, conduit selon les hypo¬

thèses d'évolution du coût du fuel définies au paragraphe V, donne :

Travail à 2 postes : TRI = 3,4 %

Travail à 3 postes : TRI - 8,3 %

V.3. 3 - Première interprétation

Le projet même dans la variante à 3 postes à un TRI trop faible

(< 9 %) pour être considéré comme compétitif par rapport aux sources classi'

ques d'énergie.. Par ailleurs, il ne traite que 15% des ordures ce qui ne

permet pas de lui attribuer une utilité significative quant à la protection

de 1 'environnement.

Par contre, on notera qu'il s'agit effectivement d'une opération

pilote intéressante au plan industriel.

- 13

Enfin, les valeurs de TRI obtenues montrent qu'il est possible

d'améliorer la rentabilité du scénario "tout électricité" en utilisant

une partie de la vapeur (turbine à contre pression) dans une installation

de ce type. Pour cela il est nécessaire que 100 % de la vapeur produite

soit vendue - ce qui est possible dans le cas d'une industrie du type

décrite dans ce paragraphe - et avec une décote par rapport au fuel qui

ne soit pas inférieure à

VI. CONCLUSIONS

VI.l - Les ordures ménagères traitées actuellement à la Trompeuse peuvent

techniquement faire l'objet d'une incinération avec récupération

de l 'énergie.

VI. 2 - Le scénario le plus rentable est celui où toutes les ordures étant

incinérées, l'énergie est récupérée sous forme électrique et ven¬

due à EDF. Si le prix d'achat par EDF du kwh est le coût moyen du

combustible utilisé par EDF dans ses installations (soit actuelle¬

ment 0,41 F/kwh) le taux de rentabilité interne du projet est de

5,7 %.

VI. 3 - Le surcoût d'investissement nécessaire pour passer d'une unité

d'incinération à une unité avec récupération d'énergie a un TRI

de 18 %, ce qui en fait un très bon investissement.

NOTE IMPORTANTE : Ces conclusions ne sont valables que dans le cadre des

hypothèses faites concernant l'évolution du prix du fuel

et du prix d'achat par EDF du kwh.

ANNEXE 1

BIBLIOGRAPHIE ET PERSONNES CONTACTEES

A - Bibliggrap|3ie

1 - Rapport du Préfet Commissaire de la République de la Région Martinique -

M. Jean CHEVANCE - Mars 1983.

2 - Rapport sur le schéma départemental de ramassage et d'élimination des

déchets solides - D.D.c. - Novembre 19C1.

3 - Les résidus urbains - AiàHTM - 1975

4 - Rapport de la mission effectuée à la Martinique les 7, 8 et 9 juin 1982

par J. COLARDEAU.

5 - Elimination des déchets des ménages - ANRED - 1973.

6 - Aménagement de la décharge contrôlée de la Trompeuse - D.D.E. - Octobre

1983

7 - Plan quinquennal de développement des énergies renouvelables de laMar-

tinique D.I.I. - Subdivision Fort de France - Juin 1982.

8 - La décharge contrôlée des résidus urbains - ANRED - 1981.

B - Peç|onnes_çgn|§çtées

- M. MONPLAISIR Olin : Industriel Z.l. Lamentin

- M. GAMON CEMAGREF

- M. NOSEL ADE RTA

- M. ADROVER D. D. E.

- M. FREMÜN D. D. A.

- M. GOVYS D.R.I.R.

- M. LEPELLETIER D.R.I.R.

L^meiiiêration

î Pescription généralecheminée

Etapes du processus

-ANNEXE 2

Wfe

O -%i

trémie d'alimentationen ordures

\^AzkL

chambre de post-combustion

fosse de

réception

stockage des cendres

et mâchefers

cuve d'extinction

des cendres et mâchefers

Schéma type d'une usine d'incinération sans récupération de chaleur (Four

à grille mécanique).

Les ordures introduites dans un four subissent d'abord une déshydratation

sous l'effet de la chaleur, puis entrent en combustion.

Différents types de fours et de grilles assurent automatiquement l'avance¬

ment des ordures et le retournement de la masse en combustion, de ma¬

nière à permettre une combustion aussi complète que possible.

Les gaz produits sont dépoussiérés avant d'être évacués dans l'atmos¬

phère ; il est indispensable de prendre toutes les précautions pour limiter

les émissions de poussières à un niveau suffisamment bas.

Les résidus solides de la combustion, qui représentent environ 10 % du

volume et 25 % du poids des ordures ménagères sont généralement éteints

puis évacués en décharge. Les ferrailles peuvent être récupérées et les mâ¬

chefers utilisés comme remblais ou comme sous-couche de chaussée.

L'incinération est un moyen hygiénique pour traiter les ordures ménagè¬

res, toutefois elle a l'inconvénient de nécessiter des investissements élevés.

pesée, stockage

reprise

incinération

four

évacuation des mâchefers

(résidus solides]

décharge ou vente

i

U traitement cies fumées

dépoussièreur

D'autres opérations peuvent s'insérer dans ce schéma (récupération de.^

ferrailles par tri magnétique par exemple).

S.G.ANT. 3184'

Précautions à prendre - veiller à un bon traitement des fumées ;

- s'assurer que les pièces en contact avec les ordures et surtout avec les

fumées résistent à l'abrasion et à la corrosion ;

- surveiller la température du four (elle doit être en tout état de cause

supérieure à 750 °C] ;

-faire en sorte que l'alimentation soit régulière.

Composantes du coût

Principaux matériels

Coût total :

70 à 200 F TTC par tonne

soit 20 à 60 F TTC par habitant et par an

(sur la base de 0,3 t par habitant et par ar

Investissements

fours et équipements annexes

20 à 25 %

autres

25 à 35 %

Exploitation

45 à 65 %

fours - Les ordures sont déchargées par les bennes de collecte dans une

fosse, puis reprises par le grappin d'un pont roulant et déversées dans les

trémies des fours. La capacité de stockage de la fosse doit correspondre à

1,5 à 2 fois la collecte du jour le plus chargé. Les fours de grande capacité

assurent automatiquement le séchage, la combustion avec retournemenî.

des ordures et l'évacuation des mâchefers. Les fours de petite capacité

nécessitent des interventions manuelles ou semi-automatiques et souvent

un combustible d'appoint.

dépoussièreurs - Les fumées sont chargées de poussières, elles doivent

donc subir un traitement approprié avant leur rejet dans l'atmosphère. On

peut utiliser à cet usage des dépoussièreurs cyclones (coût faible, utilisés

pour les installations de taille moyenne) ou des électrofiltres (coût élevé,

utilisés pour les installations de grande taille).

Surface minimum nécessaire

Besoins en personnel

Un ordre de grandeur en est donné par la formule suivante :S en m2 = 2 000 x capacité horaire de l'usine de traitement en t/h.

On estime la surface nécessaire à partir de la capacité horaire de l'usine detraitement, car sa capacité annuelle dépend du temps journalier de fonc¬

tionnement : 8 h, 16 h ou 24 h par jour.

Il n'est pas tenu compte de la surface occupée par la décharge destinée à

l'évacuation des cendres et mâchefers.

Une usine d'incinération peut fonctionner à 1, 2 ou 3 postes. On distingue

alors le personnel fixe présent 8 heures par jour et le personnel de quart

assurant à tour de rôle les postes de travail de 8 heures. Pour une capacité

comprise entre 1 tonne par heure et 10 tonnes par heure, il faut prévoir :

capacité de l'usine

personne! fixe

personnel par équipe

man

moms de 1 t.'h

ouvrier qualifié j

contremaître

man

o'uvrier qucîifié

1

I

1 t/h à 4 t/h

1

1

1

1

4 l/h à 1 0 t/h

2

1

1

2

1

En première approximation, on estime qu'il faut en général 1 ¡lersonne par

t/h installée et par poste.

ANNEXE 2 S. G. /.NT. 3184^

a^ee

recuperation d'énergíie

Description générale

fosse de

réceptionstockage des

cendres et

mâchefers

cuve d'extinction

des cendres et mâchefers

Schéma type d'une usine d'incinération avec récupération de chaleur (Four

à grille mécanique).

Dans les très grosses installations, la chaleur dégagée par la combustion

des ordures peut être récupérée sous forme de vapeur. Le niveau de tempé¬

rature nécessaire à un bon traitement des déchets (situé entre 750 °C et

950 "O est bien adapté à une telle opération. La vapeur peut être soit

envoyée dans un réseau de chauffage urbain ou distribuée à des étabhsse-

ments tels que piscines, hôpitaux, etc., (la pression d'alimentation est alors

de l'ordre de 12 à 25 bars), soit détendue dans un turbo-alternateur pro¬

duisant de l'électricité, la pression devant être supérieure (35 à 90 bars),

pour assurer un rendement satisfaisant. Les deux utilisations peuvent être

combinées : à la sortie du turbo-alternateur, la vapeur est dirigée vers le

réseau de chauffage.

- Les ordures produites parJO personnes permettent de chauffer 1 personne.

- 1 t d'ordures permet de produire 1,5 t û 2 t ae vapeur ttasie pression

(20 bars 300 °C).

- 1 t d'ordures permet de produire 300 à 350 kwh d'électricité.

- 1 t d'ordures équivaut du point de vue énergétique à 150 l de fuel.

-Le rendement four-chaudière est de l'ordre de 0,60 à 0.65.

ANNEXE 2 S.G.ANT 3184^

Etapes du processus

Précautions à prendre

pesée, stockage

reprise

incinération

four

récupération

d énergie

échangeurs

(détonateursdans le cas de la

production

d'électricité)

vente de l'énergie

traitement

des fumées

dépoussièreur

évacuation des

mâchefers

résidus solides

décharge

ou vente

s'assurer de l'existence d'un marché pour l'énergie récupéx'ée ;

prendre les mêmes précautions que pour l'incinération sans récupérationd'énergie (voir page 57).

Composantes du coût

Vente d'énergie

Besoin en personnel

Coût total :

45 à 110 F TTC par tonne soit 13 à 33 F TTC

par habitant et par an (sur la base de 0,3 t par habitant et par an)

dépenses

Exploitation

60 à 80 %

Investissements

fours et

équipements

annexes 20 à 35 %

Récupérateurs

de chaleur

10 â 25

Autres : 10 à 25 %

1 recettes

vente d'énergie

20 â 60 %

La vapeur peut être vendue à ;

un réseau de chauffage urbain : c'est la solution la plus répandue,

quoique seulement 50 à 70 % de l'énergie récupérée soit utilisée en raison

des fluctuations saisonnières de la demande ; le prix de vente de la thermie

varie de 23 à 68 F.

des établissements de grande taille (piscines, hôpitaux...).

un industriel : la demande est en général plus régulière ; par contre, il

faut prévoir l'installation d'une chaufferie d'appoint si les quantités de

chaleur à fournir sont fixées par contrat. En raison des coûts de transport,

il est recommandé de ne pas acheminer la vapeur au-delà de quelques kilo¬

mètres.

On peut également utiliser une partie de l'énergie pour produire de l'élec¬

tricité qui est livrée au réseau E.D.F., lequel a désormais obligation de

reprise. Cette solution est économiquement intéressante à partir d'une

capacité de traitement de l'ordre de 16 t/h.

capacité

de l'usine

man

ouvrier qualifié

contremaître

4 t/h à 10 t/h

personnel fixe

2

2

1

personnel

par équipe

2

1

0

plus de 10 t/h

personnel fixe

2 à4

2 ou 3

1

jiersonnel

par équipe

2

2

1

ANNEXE 2 S.G.ANT 3184''

Actualisation : pernriet de comparer la valeur de 1 F actuel à sa valeur dans n années.

Cette notion permet de réaliser un arbitrage entre le présent et l'avenir : 1 F dans n années

1F actuels, a est la taux d'actualisation.correspond à

(1 + a)"

Bénéfice actualisé : Un investissement (I) exploité sur n années produit un échancisr

de dépanses (D) et de recettes (R).

" Rt - DtLe bénéfice actualisé B I +

,f / (1 +a)'^

DtLa dépense actualisée D = -t- I + r /

t= 1 '^ +a)''

Durée d'amortissement : nombre d'années au bout desquelles la somme des recettes

actualisées devient supérieure â la somme des dépenses actualisées.

Temps de récupération : nombre d'années au bout desquelles la somma des recettes

non actualisées devient supérieure â la somme des dépenses non actualisées,

Taux de rentabilité : c'est la valeur de a qui annule la valeur B du bénéfice actualisé :

" , Rt - DtB = -l -f S (~r--;

, _ 1 ( 1 -f a)V)=o

en matière financière le taux d'actualisation est remplacé par le taux

d'intérêt.

DÉFINITION DU TAUX DE RENTABILITÉ INTERNE

ANNEXE 3 S.G.ANT. 3185