Incinération Des Déchets-GDS 2012--Projetection (1)

Incinération des déchets solides, cours GDS BTP. Par : H.Hamdi, Prof. Départ.Phys.FSSM

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TRAITEMENTS THERMIQUES :

INCINERATION DES DECHETS SOLIDES

I : Introduction (Problématique – historique – Statistiques)

II : Traitements thermiques

III : Principes généraux de l’incinération

IV : Les installations

V : Les coûts

Annexes :

Annexe 1 : Dispositions générales pour l'incinération de déchets contaminés dans une

usine d'incinération de résidus urbains.

Annexe 2 : Dioxine

Annexe 3 : SANTE ET INCINERATION

IMPACTS SANITAIRES SUR LES POPULATIONS RIVERAINES

(par : Greenpeace, 2001)

Annexe 4 : Loi 2800


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I Introduction

(Problématique – Historique – Quelques statistiques)

1. Problématique

Une fois les ordures collectées et transportées, il reste à les éliminer à des conditions

techniques et économiques satisfaisantes. Trois grandes catégories de traitement s’offrent aux

collectivités intéressées :

- La décharge contrôlée,

- L’incinération,

- Le compostage

La situation au Maroc est telle que les problèmes de gestion des déchets se posent déjà au

niveau de la collecte et du transport des déchets. En effet à l’échelle de la ville de Marrakech,

qui constitue un exemple typique de la plus part des villes du royaume, la collecte des déchets

couvre à peine 85% de la population et 70% des déchets. Les ordures ménagères, industrielles

et hospitalières font l’objet d’une collecte unique sans séparation des déchets dangereux ou

toxiques et l’ensemble des déchets collectés est transporté vers une décharge située au nord de

la ville. Les conditions de cette décharge ne permettent pas de la qualifier de décharge

contrôlée.

Evolution de la Production des

Déchets au Maroc

Les quantités mentionnées dans le tableau ci-dessus concernent les déchets ménagers,

industriels et médicaux. Les autres types de déchets, à savoir les déchets agricoles et inertes,

n’ont jamais fait objet de statistiques pour évaluer leurs quantités respectives.

La gestion des déchets solides est encore confiée aux communes pour la plus part des villes.

Actuellement deux formes de gestion sont à l’étude :

- La privatisation de la collecte et du traitement,

- La gestion concédée à une régie autonome

L’industrie marocaine produit environ 975 000 tonnes par an de déchets industriels dont 120

000 tonnes/an sont des déchets dangereux. Ces déchets sont éliminés dans des décharges

sauvages ou encore dans des points noirs et dans les cours d’eau sans aucun traitement ni

contrôle. Cette situation engendre de graves conséquences aussi bien pour la santé publique et

l’environnement que pour l’avenir des activités socio-économiques dans notre pays.

Auparavant, l'arsenal juridique présentait plusieurs lacunes. Mais la récente loi sur les déchets

est claire et peut changer à l'avenir les pratiques actuelles.


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Depuis l’année 2006, le Maroc dispose d’une loi complète sur la gestion des déchets « Loi n°

28-00 relative à la gestion des déchets et à leur élimination » (voir Dahir n° 1-06-153 du 30

chaoual 1427 ( 22 novembre 2006) , BO n° 5480 du 7 décembre 2006)

L’adoption de la loi 28-00 sur la gestion des déchets et leur élimination, a permis le lancement

des études de faisabilité pour la mise en place du Centre National d’Elimination des Déchets

Spéciaux (CNEDS) et l’inventaire des équipements à base de PCB (polychlorobiphényl) au

Maroc.

L’objet de cette partie du cours concerne le traitement par incinération. A notre connaissance

cette filière n’existe pas encore au Maroc. Seuls des incinérateurs de faible capacité sont

installés dans certain hôpitaux pour incinérer les déchets hospitaliers. Ci-dessous un tableau

résumant, la situation et les caractéristiques de ces incinérateurs.


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Situation du parc des incinérateurs dans les hôpitaux publics en 1998

La pratique de l’incinération n’est pas bien maîtrisée et les critiques commencent à

encourager le traitement des déchets de soin par banalisation.


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En France par contre, l’incinération des déchets a connu un développement important dès le

début des années 1900. L’historique et les statistiques qui seront données concerneront donc

l’expérience française dans le domaine de l’incinération.

2. Historique

L’incinération des ordures ménagères (déchets urbains) n’est pas récente, elle remonte au

début des années 1900.

Avant 1900 : les ordures ménagères de la commune de Paris sont destinées à

l’agriculture.

En 1899 : 1ère

usine construite à Saint-Ouen. Deux autres après en Issy-les-

Moulineaux et à Romainville (région parisienne).

Broyage des ordures Four d'incinération

Agriculture

(Compostage)

Usine d'incinération

IL faut noter que l’incinération est apparue nécessaire, après que l’écoulement des ordures

broyées vers l’agriculture s’est avéré insuffisant à éliminer le flux croissant des ordures

ménagères.

Dès 1907 un turbo-alternateur fut installé à l’usine d’Issy-les-Moulineaux marquant ainsi dès

le départ l’utilisation de l’incinération pour la récupération de l’énergie thermique des

déchets.

A partir de 1912, l’incinération fut appliquée progressivement dans différentes villes

françaises : Belfort, Bourges, Lyon, Nancy, Nice, Rouen, Roubaix, etc.…

Les fours du début du siècle étaient constitués de cellules juxtaposées à chargement

discontinue et nécessitant une conduite manuelle avec ringardage et décrassage fréquents :

opérations pénibles pour le personnel.

Les fours actuels sont monocellulaires à marche continue et automatique n’impliquant aucune

ouverture vers l’extérieur pendant l’exploitation, ce qui assure la propreté de l’usine. Le rôle

du personnel d’exploitation consiste à veiller sur la régulation de la combustion depuis une

salle de commande. L’automatisation de cette tâche elle même s’est largement développée.


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3. Quelques statistiques

En France, le taux de croissance annuel des déchets est de 1.3 %. Or, depuis l'interdiction de

la mise en décharge le 1er juillet 2002, les collectivités locales sont dans l'obligation de

trouver des solutions alternatives pour éliminer leurs déchets et ont de plus en plus recours à

l'incinération. D'ici, deux à trois ans, le pays pourrait manquer d'une trentaine d'incinérateurs.

Mais obtenir l'acceptation sociale des installations n'est pas une mince affaire. Eu égard aux

risques sanitaires qu'elle peut engendrer, l'incinération reste très mal perçue par les

populations riveraines.

En 2002, 165 usines d'incinération des déchets ménagers et assimilés traitent 12,6 millions de

tonnes de déchets dont 10,8 millions de tonnes d’ordures ménagères. 94 % des déchets sont

incinérés avec valorisation énergétique.

Répartition du parc des incinérateurs selon les tonnages reçus en 2002 (en nombre

d’unités)

Les deux types d’incinérateurs, avec ou sans valorisation énergétique, ont des caractéristiques

de taille totalement opposées. Les incinérateurs sans valorisation énergétique sont de petites

unités, relativement anciennes. En 2002, elles incinèrent en moyenne 15 200 tonnes de

déchets par unité.

A l’inverse, l'incinération avec récupération d'énergie est réalisée par des installations de

grande capacité : 102 400 tonnes reçues en moyenne par installation en 2002. 89 % des unités

avec récupération d’énergie ont reçu plus de 20 000 tonnes. La majorité de l’incinération se

fait dans quelques très grands incinérateurs : dix-neuf unités avec récupération d’énergie

reçoivent en 2002 plus de 150 000 tonnes de déchets et traitent 44 % de l’ensemble des

quantités incinérées, les 53 unités de plus de 80 000 tonnes accueillent 75 % des déchets

incinérés (dans 31 % des unités).

Les Usines d’Incinération des Ordures Ménagères (UIOM) peuvent accepter d’autres types de

déchets dans le cadre de l'arrêté du 23 août 1989 (présenté en annexe) : déchets de commerce

et d’industrie assimilables à des ordures ménagères, déchets non contaminés provenant


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d’établissements sanitaires et assimilés et, sous certaines conditions, des déchets contaminés

d’établissement sanitaires.

Répartition des quantités incinérées par nature des déchets en 2002 en

milliers de tonnes.

Les ordures ménagères représentent 86% des déchets incinérés. Les déchets banals des

entreprises (DBE) représentent 8% des déchets incinérés. Les refus de traitement représentent

2%, considérés comme déchets ultimes, ils sont plus souvent dirigés vers les centres de

stockage (considération de coût). Parmi les autres déchets incinérés, on trouve les boues de

station d’épuration (STEP) (166 000 tonnes) et les déchets dangereux (140 000 tonnes)

constitués principalement de déchets hospitaliers contaminés (112 000 tonnes).


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Part de l’incinération dans le traitement des ordures ménagères

(hors encombrants)

La figure ci avant montre les % des ordures ménagères incinérées dans chaque région de la

France. Les régions qui comptent le plus grand nombre d’incinérateurs et traitent les plus

importantes quantités de déchets sont les régions Rhône-Alpes et Île de France (région

parisienne) avec plus de 20 unités d’incinération et plus d’un million de tonnes de déchets

incinérés chaque année. En moyenne la France incinère 45% de ses ordures ménagères.

Les conditions imposées pour les rejets, en particulier les fumées, font qu’aujourd’hui une

usine d’incinération peut être implantée au voisinage d’une agglomération. Cependant


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l’incinération comme moyen de gestion des déchets est très controversée et des associations

écologistes comme Green-Peace vont jusqu’à accuser l’incinération de moyen

d’empoisonnement chimique. (Voir annexe)

Dans la suite de ce cours on traitera des principes généraux de l’incinération et de la

description des installations. L’incinération telle qu’elle sera discutée ne concerne que les

déchets ménagers. L’incinération des déchets industriels et déchets dangereux sera discutée de

manière succincte en fin de ce cours.


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II : Les traitements thermiques

Une alternative à la mise en décharge pour les ordures ménagères résiduelles

Les traitements thermiques sont des traitements par l'action de la chaleur. Ils réduisent, dans

des conditions contrôlées, le potentiel polluant, la quantité ou le volume des déchets.

Les deux principaux procédés sont l'incinération, la gazéification et la thermolyse .

L'incinération L'incinération est un traitement basé sur la combustion avec excès d'air. Avantages : - traitement adapté à toutes sortes de déchets contrairement aux autres modes de valorisation

(tri, compostage ...). Cependant, il devrait aujourd'hui être réservé aux fractions résiduelles

des collectes séparatives, et aux refus de tri ou de compostage.

- diminue fortement le volume des déchets.

- génère de l'énergie dont la valorisation doit être optimisée. Le contenu énergétique des

ordures ménagères est environ 2300 kWh/tonne.

Une réduction de 70 % environ de la masse des déchets et de 90 % du volume.

Contrainte :

- Traitement indispensable des gaz pour limiter les risques de pollution de l'air. Mais les

techniques de dépollution sont sophistiquées ; la modernisation du parc des installations est en

cours afin de respecter les exigences de la réglementation.

Les déchets concernés :

- Les ordures ménagères. Toutefois dans les nouvelles installations ne sont incinérés que les

déchets résiduels des autres traitements (tri, compostage),

- Les déchets industriels banals,

- Les boues de station d'épuration,

- Les déchets d'activités de soins à risques infectieux.

En 2000, 41 % (10 millions de tonnes) des ordures ménagères ont été incinérées dans 210 installations dont 109 avec valorisation énergétique. Le parc des incinérateurs a été profondément modifié au cours des dernières années. Ainsi, le nombre d'incinérateurs en exploitation est de 123 début janvier 2003.

Sous-produits générés :

- Les mâchefers récupérés en sortie de fours,

- Les résidus d'épuration des fumées (REFIOM),

- Les fumées épurées.

Coût de l'incinération Le coût de l'incinération est d'environ 80 euros HT par tonne incinérée.


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La thermolyse

La thermolyse ou pyrolyse est un traitement thermique sans apport d'air ou avec apport d'air

limité (teneurs en O2 < 1 %).

Le processus de pyrolyse se limite à la destruction thermochimique du déchet, sans

dégagement de chaleur susceptible d’entretenir la réaction. Il est donc nécessaire de fournir de

l’énergie au système, soit par un apport externe, en chauffage indirect, soit par combustion

partielle ménagée d’une partie de la charge.

Certaines technologies intègrent la combustion de l'ensemble des produits intermédiaires par

une oxydation à haute température : ils conduisent à la production d'un vitrifiat.

D'autres n'intègrent pas la combustion des résidus carbonés. Le traitement doit alors être

complété par une combustion externe.

En France, une unité de thermolyse est en cours de réalisation pour le traitement des ordures

ménagères.

La gazéification Lorsque l’on chauffe un déchet dans une atmosphère en défaut d’air mais enrichie en vapeur

d’eau et/ou dioxyde de carbone (agents réactionnels), les matières volatiles émises ne subiront

pas de processus de combustion et le carbone fixe se mettra à réagir avec la vapeur d’eau et

CO2 à des températures de 850-900oC, dans des réactions endo/exothermiques de

transformation thermochimiques, dites de gazéification.

Si l’on veut obtenir un gaz à pouvoir calorifique élevé, donc riche en hydrocarbures, dont le

méthane, on doit travailler à une pression élevée et à une température relativement faible qui

doit être toutefois compatible avec la cinétique des réactions thermochimiques.

Par contre, si l’on s’intéresse à l’obtention d’un gaz riche en CO et H2 en vue d’une

valorisation énergétique, on a intérêt à opérer à basse pression et à température élevée.

Les réactions de gazéification sont globalement endothermiques, et l’apport d’énergie

calorifique nécessaire est en général réalisé en brûlant une faible partie de la charge.

Bien que les techniques de gazéification sont développées pour le charbon, elles ne sont pas

encore appliquées (du moins à l’échelle industrielle) aux déchets.


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III : Principes généraux de l’incinération

Au niveau d’une usine de traitement des déchets ménagers par incinération deux difficultés

sont à considérer :

- Les problèmes mécaniques liés à la manutention et ses conséquences (usure,

coincement, etc.) ;

- Les problèmes liés à la combustion

Les solutions sont fonction de la composition des déchets qu’il est possible de ramener à trois

constituants essentiels :

- Les matières combustibles ;

- Les inertes ;

- L’eau.

A ces trois constituants correspondent les trois phases successives de la combustion :

- Le séchage ;

- La combustion proprement dite ;

- La fin de combustion et le refroidissement des mâchefers

L’état de compactage, la teneur en eau et le pouvoir calorifique des déchets déterminent le

temps de séjour des déchets dans le four et conditionnent donc son débit. La conception des

fours doit permettre une souplesse de fonctionnement pour tenir compte de la grande diversité

des déchets tout en assurant une bonne robustesse et une facilité d’entretien.

1. Caractéristiques particulières des ordures ménagères (OM)

Pour l’incinération, les caractéristiques importantes des OM qui ont une incidence sur la

combustion des déchets et la manutention de l’installation sont précisées ci après.

Masse volumique :

Elle varie selon l’endroit où elle est mesurée (dépend de l’état de compactage). Avant

enfournement elle varie entre 0.25 et 0.35 tonne/m3.

Hétérogénéité :

Elle revêt trois aspects :

dimensionnelle : depuis les fines jusqu’aux gros objets (encombrants). Certaines

installations sont équipées de cisaille et broyeur pour réduire la taille des objets avant

enfournement.

La compacité, ou état d’aération des déchets. Une charge de papier froissée netterra

par exemple moins de temps pour brûler que la même quantité de journaux en liasse.


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La variation dans la compacité de la charge rend difficile l’obtention du mélange

intime (air- combustible) nécessaire à une bonne combustion.

L’hétérogénéité dans la composition de la charge (non homogénéité du pouvoir

calorifique) impose une variation de la quantité d’air nécessaire à la combustion.

Les problèmes dus à l’hétérogénéité peuvent être résolus par un broyage préalable des

déchets. Cette solution ajoute une complication au circuit des déchets en plus des coûts

afférents qui ont une incidence sur le coût de traitement des déchets.

Humidité :

Elle a une grande incidence sur le procédé d’incinération. Avant la combustion

proprement dite, l’eau contenue dans les déchets doit être vaporisée (séchage) ce qui

consomme beaucoup d’énergie (environ 583.6 Kcal/kg).

La teneur en eau des déchets (humidité) varie selon l’origine, les saisons et l’état

atmosphérique du moment (pluie). Elle se situe, en général entre 25 et 60% de la masse

des déchets.

Matière combustible :

Elle est constituée des produits cellulosiques (PCI de l’ordre de 4000 kcal/kg) : papier,

bois, végétaux etc. et des matières à haut pouvoir calorifique (PCI de l’ordre de 6000 à

9000kcal/kg) : les matières plastiques, les déchets de caoutchouc (pneus usagés) etc.

La teneur en combustible varie en général entre 15 et 50%. La détermination de la teneur

en combustibles s’effectue par la mesure de la perte au feu à 500°C, pendant 4 heures,

d’échantillons d’ordures ménagères préalablement séchés.

Les inertes :

Ils sont constitués des matières minérales et des métaux contenus dans les déchets

ménagers. La teneur en poids des inertes varie entre 15 et 40%. En fin de combustion les

inertes se retrouvent sous forme de mâchefer : matière sombre qui recouvre la grille à la

base du four qui se refroidie par soufflage d’air. La proportion d’inerte importante dans les

déchets ménagers nécessite des temps de combustion assez long pour éviter la présence

d’imbrûlés.

On a l’égalité : 100% = %eau + %combustibles + %inertes

1. Pouvoir calorifique des déchets ménagers

Le pouvoir calorifique d’un combustible est la chaleur dégagée après combustion complète de

l’unité de masse du combustible. Le combustible et le comburant (oxygène, air) sont pris à

une température et une pression de référence et les produits de combustion sont ramenés à la

même température.

Le pouvoir calorifique supérieur (PCS)

Se définit en supposant que l’eau, provenant du combustible ou formée par la combustion

(combustion de H2) se retrouve en totalité à l’état liquide dans les produits de combustion. Le

PCS comprend donc la chaleur de vaporisation de l’eau contenue dans les produits de

combustion.


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Le pouvoir calorifique inférieur (PCI)

Se définit en supposant que toute l’eau provenant du combustible ou formée par la

combustion (combustion de H2) se retrouve en totalité à l’état vapeur dans les produits de

combustion. Le PCI ne comprend donc pas la chaleur de vaporisation de l’eau contenue dans

les produits de combustion.

En pratique le PCS est mesuré directement à la bombe calorifique et le PCI s’en déduit par

calcul.

Relation entre le PCI et le PCS

Le PCS est mesuré sur produit sec et le PCI est calculé sur produit brut. La relation entre le

PCI et le PCS en se référant aux conditions d’atmosphère standard (P = 1 atm et T = 25 °C)

est :

HHuHu

PCSPCI 983.5100

1

- Le PCS et le PCI sont exprimés en Kcal/kg

- Hu et H sont respectivement les pourcentages en masses des teneurs en eau et en hydrogène

des déchets.

Utilisation des pouvoirs calorifiques

Dans les applications industrielles, on utilise le PCS qui représente l’énergie totale disponible

dans le combustible. Il est mesuré sur échantillon de produit sec.

Par contre dans le cas des ordures ménagères, le PCI est intéressant car il traduit le

fonctionnement réel du four.

Détermination du PCI

Des méthodes indirectes peuvent être utilisées telle que la détermination à l’aide de la relation

ci avant à partir du PCS lui-même mesuré à partir d’un échantillon représentatif. Cependant

on préfère quand c’est possible la détermination par méthode directe.

Dans ce cas un bilan thermique est établi sur un ensemble four- chaudière. Dans ce bilan le

four joue le rôle de calorimètre. On mesure l’énergie récupérée par la chaudière et on estime

(par calcul ou par mesure) l’énergie perdue par l’ensemble four chaudière. Le bilan permet de

déduire le PCI.

)(incinérée M

chaudière)-four ensemblel'(par Q chaudière) la(par Q

perduerécupérée PCI

Il est à noter que cette mesure directe du PCI se fait sur un essai réel et permet d’éliminer les

erreurs d’échantillonnage inhérentes aux méthodes indirectes.

Les pertes à estimer sont :

- Chaleur sensible des fumées

- Chaleur sensible des mâchefers


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- Chaleur perdue par imbrûlés dans les mâchefers, cendres volantes et fumées

- Chaleur dissipée par rayonnement et convection vers l’environnement du four-

chaudière.

Soit , le rendement thermique de l’ensemble four- chaudière. On a :

récupéréeperdue

récupérée

QQ

Q

et

1.

M

QPCI

récupérée

Les valeurs usuelles du PCI des ordures ménagères s’étalent entre 1000 et 2500 kcal/kg.

3. La combustion

Ordures ménagères = matières combustibles + Inertes +Eau

La fraction combustible est composée grossièrement de carbone et d’hydrogène. La teneur des

déchets en ces deux éléments leur confère leurs caractéristiques thermiques : débit d’air

nécessaire à la combustion, débit des fumées, pouvoir calorifique.

3.1 Combustion théorique sans excès d’air

Caractéristiques de l’air (comburant)

Composition volumique : neutres) gaz de tracesdes avec(%2.79%8.20(sec) 22 NOAir

Composition massique : neutres) gaz de tracesdes avec(%92.76%08.23(sec) 22 NOAir

Masse volumique de l’air (à 0°C et 1 atm) = 1.293kg/Nm3.

Combustion du carbone

Réaction complète : moleKcalCOOC / 05.9422

Rappelons que : Volume d’une mole de gaz parfait = 22.32 litres dans les conditions

normales.

Réaction incomplète : moleKcalCOOC / 41.262

12

Elle a lieu en milieu réducteur (insuffisance d’air, donc d’oxygène)

C’est la première étape de la combustion du carbone ; celle-ci se poursuit par la combustion

de l’oxyde CO si la quantité d’air est suffisante :

moleKcalCOOCO / 64.672

122

Cette deuxième étape de la combustion s’opère avec une flamme bleue caractéristique.

L’excès d’air assure une combustion complète et évite le dégagement du CO et une perte de

chaleur de réaction représentant 70% du pouvoir calorifique disponible.


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Combustion de l’hydrogène

La réaction est la suivante : moleKcalvapOHOH / 8.57 )(2

1222

Si l’eau est revenue à l’état liquide dans les produits de combustion on récupère en plus la

chaleur d’évaporation de l’eau (583.6 Kcal/kg d’eau)

moleKcalliqOHOH / 8.326 )(2

1222

Dans les fours d’incinération, l’eau produite par la combustion reste à l’état de vapeur et le

dégagement de chaleur à considérer est 57,8 Kcal/mole.

Combustion de produits complexes

La connaissance de la composition élémentaire permet la détermination de la quantité

d’oxygène nécessaire à la combustion d’un produit complexe. Cependant elle ne permet pas le

calcul du dégagement calorifique en se basant uniquement sur les combustions élémentaires.

En effet les chaleurs de formation des corps considérés interviennent également. Du fait de la

composition complexe des déchets, on conçoit que le calcul de la chaleur dégagée, par une

telle procédure, serait très complexe.

Quantité d’air nécessaire (air théorique)

Les principaux éléments intervenant dans les réactions de combustion sont le carbone et

l’hydrogène. Cependant pour des calculs plus précis il faut tenir compte aussi de la teneur en

oxygène et en soufre.

Compte tenu des réactions de combustion élémentaires et de la composition de l’air, la

formule suivante permet la détermination du volume d’air nécessaire à la combustion d’un

kilogramme d’un combustible quelconque (déchet) :

xOxSxHxCVa 0335.00335.02685.0095.0

Où Va est le volume d’air nécessaire en Nm3 par kg de combustible. C, H, S et O sont les

teneurs en carbone, hydrogène, soufre et oxygène exprimées en % de la masse de

combustible.

Va est aussi appelé air théorique ou pouvoir comburivore du combustible.

3.2 Combustion avec excès d’air

L’air théorique représente la quantité stœchiométrique d’air nécessaire à la combustion

complète du combustible considéré. Cependant, même avec cette quantité d’air, la

combustion complète n’est pas assurée. Si toute la part combustible doit être brûlée il est

indispensable d’admettre de l’air en excès pour assurer un mélange intime air- combustible.

L’excès d’air est la différence entre la quantité d’air réellement délivrée par unité de masse de

combustible et l’air théorique.

On a : kgNme

VaVaréel / 100

1 3

d’où : 100% x

Va

VaVae réel ; airdExcèse '


17

L’excès d’air se mesure dans les fumées par la détermination de leur teneur en oxygène. Il

peut être également obtenu par la mesure de la teneur en CO2 dans l’hypothèse d’une

combustion complète.

Conditions et nécessité d’emploi d’excès d’air

L’excès d’air jusqu’à un certain point améliore l’efficacité de la combustion et permet de

tendre vers une combustion complète qui permet d’obtenir le maximum de dégagement

thermique et permettra l’obtention d’une température de combustion maximale. Au-delà de

cet optimum tout excès d’air sert plus à une dilution des fumées et un abaissement de la

température à l’intérieur du four. C’est un moyen de régulation important. Cette régulation

doit tenir compte des exigences suivantes :

- La température des gaz dans la chambre de combustion doit être inférieure à 1000°C

pour éviter la fusion et le ramollissement des cendres et mâchefers (problèmes

d’entretien).

- Il doit assurer une combustion complète (amélioration du rendement dans le cas de la

récupération de la chaleur) et maintenir la température à un niveau supérieur à 850 °C

pour minimiser la formation de certains produits toxiques (notamment les dioxines).

Les difficultés de régulation proviennent entre autres de l’hétérogénéité des déchets. Dans un

four qui fonctionne dans des conditions bien régulées la température varie dans la gamme

850°C-1000°C.

Les valeurs typiques de l’excès d’air s’échelonnent entre 80% et 150%.

4. Constitution et refroidissement des gaz de combustion

4.1 Constitution

Lors du fonctionnement réel d’un four d’incinération, on peut faire le bilan massique sur les

éléments entrants et les éléments sortant du four.

Les entrants = déchets ménagers + air (total) + eau de refroidissement ou lavage des gaz et

des mâchefers.

Les sortants = Gaz sortant de la cheminée + Mâchefers humides et fines extraits + Cendres

volantes.

En termes de masse on a :

feuaupertetotalairdDébitgazdeDébit '

Compte tenu de la composition habituelle des ordures ménagères, la perte au feu représente

environ 10% de la masse des gaz (eau + part combustible).

4.1 Refroidissement des gaz

La température des gaz à la sortie de la chambre de combustion est comprise entre 850°C et

1000°C. Lorsqu’il n’y a pas de récupération, cette température doit être ensuite abaissée

jusqu’à 300°C avant l’introduction au dépoussiéreur. En cas de récupération, à la sortie de la

chaudière, la température peut varier entre 150°C et 300°C suivant l’importance de la

récupération.


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Nécessité du refroidissement

Ce sont les éléments de l’installation situés à l’aval du four: gaines, dépoussiéreurs,

ventilateurs et cheminée qui imposent une limitation de la température des fumées pour des

raisons de dimensionnement et de bonne tenue des matériaux. La valeur limite se situe aux

environs de 300 °C.

Les types de refroidissement

Dans une installation avec récupération, la chaudière assure le refroidissement des gaz.

Dans les installations sans récupération, les gaz sont refroidis soit par dilution soit par

échangeur thermique.

Refroidissement par dilution

La dilution peut se faire à l’eau ou à l’air.

Dans le cas de la dilution à l’air, l’excès d’air y participe. Son action peut être complétée par

l’injection d’air supplémentaire dans le circuit des fumées en amont du dépoussiéreur. Les

quantités sont importantes étant donné que les fumées doivent passer de 950°C à 300°C.

L’augmentation du volume des fumées conduit dans ce cas à des installations de

dépoussiérage et de tirage (ventilateurs) de grandes dimensions ce qui alourdit les charges

d’investissement et d’exploitation.

Dans le cas de la dilution à l’eau, celle-ci est pulvérisée dans le circuit des gaz de façon à

obtenir une évaporation rapide. Vu la chaleur d’évaporation de l’eau élevée, les quantités de

vapeur générées sont faibles (comparées à la dilution par l’air) ce qui n’induit pas un

surdimensionnement des installations de traitement des fumées. Cependant cette solution a

aussi ses inconvénients : coût de l’eau, corrosion du système de refroidissement, fumées trop

humides pour le dépoussiérage mécanique ou électrique.

Pour pallier aux inconvénients de chacune des deux solutions de dilution, on utilise

fréquemment le refroidissement par dilution mixte : air – eau.

Refroidissement par échangeur thermique

C’est le même principe que la récupération par la chaudière.

Ce type de refroidissement a l’avantage de ne pas augmenter le volume des gaz dans les

fumées (pas de dilution).

5. Récupération de la chaleur dans les gaz de combustion

L’incinération des déchets génère de l’énergie. Le contenu énergétique des ordures ménagères

est de l’ordre de 2300 kWh par tonne (8280 kJ/kg). Ils peuvent être comparés à un

combustible pauvre tel que la tourbe (50% de carbone) ou la lignite (70% de carbone).

Considérant le fait que cette énergie après combustion est libérée sous forme de gaz chauds à

haute température (850°C à 950°), que de toutes les façons il faut refroidir jusqu’à 300°C au

minimum, la récupération de l’énergie s’impose.

Cependant, le choix de récupérer ou de ne pas récupérer dépend des coûts supplémentaires

engendrés par le système de récupération (chaudière) et des recettes à en attendre qui

dépendent du coût actuel de l’énergie. Le dilemme économique du choix de récupération


19

semble pencher vers la récupération dans le cas d’incinérateurs de grande capacité. Les

statistiques présentées en introduction montrent qu’en France actuellement 94% des tonnages

incinérés font l’objet d’une valorisation énergétique.

La récupération de la chaleur contenue dans les gaz de combustion s’opère essentiellement à

l’aide de chaudières (boilers) qui stockent l’énergie thermique récupérée sous forme de

vapeur d’eau. Cette vapeur peut être valorisée selon trois voies :

- Production de chaleur uniquement comme alimentation d’un réseau de chauffage

urbain ou privé.

- Production d’électricité uniquement par le biais d’une turbine à condensation.

- Production combinée d’électricité (par une turbine à contre pression) et de chaleur.

Sur le plan des statistiques récentes (France 2002), le tableau ci-dessous présente le bilan

énergétique des installations d’incinération qui font de la valorisation énergétique.

Bilan de l’énergie produite (France 2002)

* Pour 4 installations, on ne dispose d’aucune information concernant la production d’énergie. Ces

Installations représentent environ 4% du tonnage traité en valorisation énergétique

En 2002, la production combinée électrique / thermique est dominante en tonnages traités

comme en quantité d’énergie produite. Ce type de valorisation énergétique représente 58 %

du tonnage incinéré avec valorisation énergétique et 71 % de l’énergie totale produite.

Toutefois, les installations ne produisant que de l’énergie thermique sont encore nombreuses

(46 sur 112).


20

6. Traitement des fumées

Malgré ses aspects positifs, l'incinération des déchets présente des limites : elle génère des

émissions polluantes. On estime généralement qu’une tonne d'ordures ménagères génère 5200

m3 de fumées qui contiennent des polluants qu'il faut capter, tels les poussières, métaux

lourds, les dioxines ou les oxydes d’azote et de soufre. L'équipement pour le traitement des

fumées peut comporter plusieurs modules :

le dépoussiérage;

la neutralisation des gaz acides;

le traitement des dioxines et furanes;

le traitement des oxydes d'azote.

En ce qui concerne les odeurs, elles sont normalement détruites par le niveau de température

régnant dans la chambre de combustion et qui doit dépasser (pendant au moins 2 secondes) le

seuil de 750 °C.

Pour s’opposer à la pollution de l’atmosphère, les pays ont instauré des réglementations. Le

niveau de concentration toléré est de plus en plus réduit. La sévérité des lois actuelles pour

les composés contenant des halogènes, métaux, oxydes de soufre et d’azote est telle que la

concentration tolérée est de l’ordre du ppm.

Au niveau des normes pour les émissions, la directive de la communauté européenne la plus

récente, Directive2000/76/CE qui sera applicable à partir de la date du 28 décembre 2005

(pour les NOx à partir du 1er janvier 2008) précise les taux suivants à respecter :

Dioxines et furannes = 0,1 ng/Nm3

COT (carbone organique total) = 10 mg/Nm3

HCl (acide chlorhydrique) = 10 mg/Nm3

SO2 = 50 mg/Nm3

NOx (oxydes d'azote) = 200 mg/Nm3

Poussières = 10 mg/Nm3

6.1 Le dépoussiérage des fumées

L’objet du dépoussiérage est d’éviter le rejet dans l’atmosphère de quantités importantes de

poussières et d’éviter ainsi leur retombée sur les zones urbanisées.

Pour le dépoussiérage des fumées, on utilise des équipements basés sur les principes suivants :

- Centrifugation : les dépoussiéreurs basés sur ce principe sont les cyclones

- Filtration mécanique : On fait traverser aux gaz une ou plusieurs couches filtrantes

(tissus de verre ou d’amiante). Il s’agit de filtres mécaniques.

- Filtration électrostatique : les appareils basés sur ce principe sont les électrofiltres.

6.2 Neutralisation des gaz - Traitement des dioxines et furanes

Le dépoussiérage des fumées était appliqué depuis longtemps alors que la neutralisation des

gaz et le traitement des dioxines et furanes sont récents après l’exigence des nouvelles

réglementations.

La neutralisation des gaz utilise le plus souvent la technologie d'absorption sèche, par voie

humide ou combinée. Le traitement des émissions gazeuses par la méthode d'absorption par

voie humide consiste à neutraliser les contaminants à l'aide d'un liquide d'épuration (souvent

l’eau). Ce liquide d'épuration, dont la nature varie en fonction des contaminants à traiter, est

mis en contact avec les émissions gazeuses. Les contaminants sont alors captés par le liquide


21

et extraits de l'effluent gazeux. À la sortie du système, les eaux d'épuration peuvent être

rejetées dans le réseau d'égout municipal ou, si leurs caractéristiques l'exigent, dirigées vers

un système de traitement.

Le traitement des oxydes d’azote peut se faire par voie catalytique (exemple peau

d’échappement des automobiles) ou par d’autres techniques innovantes (domaine récent).

Pour le traitement des dioxines et furanes, c’est l’injection de charbon actif dans les fumées

qui est le plus utilisé. Les contaminants sont adsorbés dans la matrice du charbon.

6.3 La dispersion des fumées

Les fumées traitées (dépoussiérage, neutralisation, …) contiennent encore, dans les limites de

la réglementation certaines poussières non captées par les filtres et des éléments chimiques

polluants. L’atténuation de la pollution au stade d’éjection est basée sur la dispersion.

Le rôle de dispersion est assuré par la cheminée en plus de son rôle d’extraction des gaz vers

l’extérieur. La dispersion dépend essentiellement de la hauteur de la cheminée, de la vitesse

d’éjection des fumées et des conditions atmosphériques. Dans la conception des cheminées il

s’agit de déterminer la hauteur minimale en fonction de la concentration maximale de

poussières admises au sol.

6.4 Statistiques récentes (France)

En 2002, 125 incinérateurs (sur les 165 existants), sont équipés d’un traitement de

dépoussiérage et neutralisation des gaz acides. 55 incinérateurs traitent les dioxines et les

furanes, principalement par injection de charbon actif.

Taux d’équipement en traitement des fumées

13 incinérateurs ont un traitement des oxydes d’azote (7 font appel à un traitement catalytique

et 6 à un traitement non catalytique). Les installations qui traitent les oxydes d’azote

représentent 15 % du total des déchets incinérés.

L’épuration des fumées génère des résidus appelés REFIOM (Résidus d’Epuration des

Fumées des Incinérateurs des Ordures Ménagères). Une tonne d’ordures ménagères incinérée

génère 25 à 40kg de REFIOM.

7. Mâchefers – Cendres volantes

Les produits solides de la combustion sont composés des inertes non volatiles présents dans

les déchets ménagers (métaux, verres, cendres des produits combustibles…). Les inertes qui

représentent 15 à 40 % du poids des déchets se retrouvent :


22

à 90% sous forme de mâchefers qui sont les résidus de la combustion proprement

dite ;

à 10% sous forme de cendres volantes entraînées par les gaz de combustion et

recueillies ensuite dans les trémies sous chaudières et dans le système de

dépoussiérage.

Ces deux résidus sont examinés séparément.

7.1 Mâchefers

Les mâchefers ont l’aspect d’une « grave » grisâtre dont la granulométrie varie entre 0 et 30

mm et qui contient de nombreux éléments métalliques et des fragments de verre.

La teneur en eau des mâchefers dépend du mode de refroidissement, elle varie entre 10 et

20%. Après un certain temps de stockage elle se stabilise à 10%.

La température de fusion des mâchefers est comprise entre 1000 et 1100°C. Lorsque la fusion

des mâchefers est amorcée, deux risques apparaissent :

- formation d’une croûte de mâchefers étouffant la combustion et la rendant incomplète,

en l’absence de brassage des ordures.

- Enrobage de particules non brûlées dans les mâchefers pâteux s’il y a brassage.

Dans les deux cas on obtient une augmentation d’imbrûlés.

Il est donc impératif, pour éviter le colmatage des grilles et des fumisteries et éviter

l’augmentation des imbrûlés (efficacité de la combustion) de maintenir un excès d’air

suffisant pour limiter la température des gaz en cours de combustion autour de 900 à 1000°C.

La composition des mâchefers est en moyenne :

- 1 à 5% d’imbrûlés

- 10 à 15% métaux libres

- 80 à 90% de scories

A titre indicatif, le tableau ci après donne une analyse type de scories (composante principale

des mâchefers) :

Carbonates 1.85%

Chlorures 0.01%

Sulfates 0.83%

Anhydride phosphorique 0.75%

Chaux 11.23%

Magnésie 1.97%

Oxyde de potassium 0.91%

Oxyde de sodium 7.88%

Silice 53.61%

Alumine 6.14%

Oxyde ferrique 9.76%

Plomb 0.17%

Zinc 0.21%

Chrome 0.02%

Cuivre 0.20%

Manganèse 0.17%

Nickel 0.02%

Etain 0.06%

Titane 0.12%


23

Les teneurs importantes en Al2O3 (alumine), SiO2 (Silice) et CaO (Chaux) confèrent aux

mâchefers des propriétés proches de celles des ciments.

La valorisation des Mâchefers de l’Incinération des Ordures Ménagères (MIOM) apparaît

comme un enjeu important pour les industriels du BTP. Cependant, les MIOM sont souvent

considérés avec méfiance car ils ne possèdent pas les qualités environnementales et

géotechniques d’un granulat naturel. Il convient donc d’apprendre à en maîtriser les propriétés

et à faire preuve d’innovation afin d’en faire un matériau aux caractéristiques physico-

chimiques bien maîtrisées.

Pour être conformes à la réglementation, les MIOM transitent par une Installation de

Maturation et d’Elaboration (IME). Après ce passage à l’IME, le matériau traité est maturé et

calibré.

En France, les MIOM sont principalement utilisés dans les terrassements, remblais et couches

de forme, ainsi que dans les structures de chaussées et de parkings. D’autres utilisations sont

étudiées par les professionnels, comme la consolidation de carrière ou comme charge de

bétons, pour des travaux n’ayant aucune incidence mécanique sur la tenue d’un ouvrage.

En 2002, 80 % des mâchefers issus de l'incinération sont valorisés. Sur les 3 millions de tonnes de mâchefers issus du traitement thermique, 2,3 millions de tonnes de mâchefers sont valorisés, principalement en travaux publics, dont 0,4 millions directement après l’incinération et 1,9 millions après une période de maturation.

7.2 Cendres volantes

Les cendres sont les particules entraînées par les gaz de combustion. Leur proportion

augmente avec la vitesse des gaz sortant de la couche des ordures en combustion. Elles sont

recueillies dans les trémies sous chaudière et dans le système de dépoussiérage. Elles forment

une poudre grisâtre dont la granulométrie varie de quelques m à quelques centaines de m.

Bien que la température de fusion en moyenne des cendres se situe autour de 1000°C, une

certaine fraction peut fondre en deçà de cette valeur (600 à 650°C). Elles se déposent alors sur

les tubes de la chaudière sous formes d’incrustations très dures et très adhérentes. Cette

couche (de composition plutôt isolante) diminue l’échange thermique de la chaudière et nuit à

l’efficacité des systèmes de ramonage. De plus les composants des cendres fondus

(essentiellement sels et métaux alcalins) sont corrosifs vis-à-vis de l’acier constituant les tubes

de la chaudière.

La valorisation des cendres récupérées (REFIOM) est difficile. Elles sont souvent mises en

décharge (centre de stockage des déchets de classe 1 en France).


24

IV : Les installations

1. Description générale

La figure ci-dessous représente un schéma typique des équipements qui interviennent dans

une installation d’incinération qui peuvent être séparés grossièrement en trois blocs :

Réception et tri : regroupe le quai de déchargement, la fosse, et les différents

équipements optionnels de traitement avant enfournement. Ces traitements dont l’objectif est

le tri et l’obtention d’une meilleure texture des déchets avant incinération comportent

plusieurs opérations : le criblage (élimination des fines), déferraillage (récupération de la

ferraille), broyage- cisaillage (réduction de la taille des encombrants et homogénéisation des

déchets). Le déferraillage peut aussi être effectué après incinération sur les mâchefers.

Incinération : Ce bloc comporte le four, le circuit d’alimentation en air et le dispositif

de refroidissement des gaz et de récupération des mâchefers. C’est dans ce bloc que sera

incorporée la chaudière dans le cas d’une installation avec option de récupération d’énergie.

Traitement des fumées : Dans ce bloc se retrouvent tous les dispositifs de traitement

des fumées discutés ci avant à savoir : dépoussiérage, neutralisation des gaz, élimination des

dioxines et furanes et traitement des NOx. Cette partie se termine, juste après l’analyseur,

par une cheminée pour le rejet et la dispersion des gaz.

L’installation, en plus des équipements ci-dessus, comporte des circuits auxiliaires

(pompage et circuits d’eau, circuits d’air comprimés, circuits électriques, de contrôle et de

commande) et les bâtiments principaux et annexes.


25

2. Les fours

Les fours utilisés pour l’incinération sont très diversifiés et connaissent un développement

continu. La plupart utilisent, au moins pour une partie de leur fonctionnement, le principe de

four à grille décrit ci-dessous. .

Schéma de description d’un four à grille

Le four se compose essentiellement de :

La grille et ses annexes : organe de manutention et support de combustion

La chambre de combustion

Bien que, au coeur d’une installation d’incinération, le four et ses auxiliaires ne sont qu’un

élément de la chaîne d’incinération et ne représentent du point de vue coût que 25 à 50% du

coût de l’ensemble.

2.1 Grille et annexes

Cet ensemble comporte :

- un dispositif d’introduction des déchets dans le foyer ;

- un support de combustion ;

- un dispositif d’avancement des déchets ;


26

- un dispositif de retournement des déchets.

Selon les procédés utilisés, une ou plusieurs des fonctions ainsi définies peuvent être assurées

par un seul organe.

2.2 Chambre de combustion

Elle est située au dessus de la grille et est formée de parois revêtues intérieurement de

réfractaire. Une ouverture permet l’évacuation des gaz, soit vers la chaudière (en cas de

récupération) soit vers le carneau d’évacuation.

La chambre de combustion a pour buts :

- d’assurer un mélange intime entre l’air secondaire introduit au dessus de la grille et

les gaz imparfaitement brûlés, afin de réaliser une combustion aussi complète que

possible ;

- de réchauffer par rayonnement les ordures fraîches et les sécher.

- de maintenir grâce à sa grande inertie thermique un seuil de température dans

l’ensemble du four (T > 850°C) afin de réaliser une bonne combustion des gaz et

éviter la formation de certain produits toxiques (dioxines et furanes).

Dans le design de certaines installations avec récupération, la partie supérieure de cette

chambre est tapissée de tubes écrans d’eau.

2.3 Capacité et dimensionnement d’un four

Pour le dimensionnement des fours, d’un point de vue thermique, on considère les données

suivantes :

o la charge pondérale incinérée au mètre carré de surface de grille : de 250 à 450 kg

d’ordure par m2 par heure ;

o la charge calorifique au m2 de surface utile de grille : de 500 000 kcal à 900 000 kcal

par m2 et par heure ;

o la charge calorifique au m3 de chambre de combustion : 80 000 à 150 000 Kcal par m

3

et par heure.

Les fours d’incinération sont classés en deux catégories principales selon leur capacité

thermique.

Les fours de capacité thermique inférieure à 2500 103 kcal/h. Ce sont des fours à

petite ou faible capacité. Le chargement des ordures est souvent discontinu et ils

nécessitent des brûleurs d’appoint.

Les fours de capacité thermique supérieure à 2500 103 kcal/h. Ce sont des fours à

grande et moyenne capacité. Le chargement des ordures est continu.

Les fours à grande capacité sont les mieux adaptés à la récupération de l’énergie thermique.

Comme on l’a vu, les statistiques montrent que, en 2002 en France, 70% (116 sur 165) du

nombre d’unités d’incinération existantes sont à récupération d’énergie et traitent 94% des

déchets incinérés. Ce qui montre une nette dominance des installations de grande capacité.


27

Pour illustration, on présente ci-dessous le schéma d’une installation avec four à grille de la

société VonROLL Inova mise en fonctionnement récemment en Allemagne (2001). Avec le

schéma du four à grille et la photo des grilles à l’intérieur du four.


28


29

V Le coût de l’incinération

Le coût net de l’incinération (hors recettes) s’échelonne de 450 F à 900 F/t.

La capacité nominale de l’installation est le principal facteur de variation

pour les petites installations, de 20 000 t/an en moyenne (production de 70 000 à 80 000 habitants), le coût se situe entre 750 et 900 F/t ;

les installations de taille moyenne, entre 60 000 et 120 000 t/an (150 000 à 300 000 habitants), constituent une catégorie où le coût net apparaît beaucoup plus bas, de l’ordre de 500 à 700 F/t ;

dans les grosses installations, au-delà de 120 000 t/an (300 000 habitants), les coûts se stabilisent entre 450 et 500 F/t.

Les autres déterminants ayant un impact fort sur la variation des coûts sont les suivants :

le taux d’utilisation : l’unité d'incinération peut être surdimensionnée pour tenir compte des augmentations potentielles de production de déchets ; elle est alors sous-utilisée pendant la phase de démarrage. Une diminution de 10 % du taux d’utilisation induit une augmentation d'environ 10 % du coût net total par tonne.

le mode de valorisation énergétique : avec une capacité nominale donnée de 75 000 t/an (10 t/h), la variation du coût d’incinération se situe généralement entre 500 F et 600 F/t ; la borne basse de la fourchette correspond à des valorisations thermiques optimales, et la borne haute à des cas de cogénération très défavorables.

le nombre de lignes : le surcoût est de l’ordre de 10 % par ligne supplémentaire.

le mode de traitement et le transport des sous-produits : par exemple, la substitution de la valorisation des mâchefers en travaux publics par un stockage en CET de classe II à 200 km induit une augmentation du coût net total de 15 %.

La structure des coûts est très capitalistique : les investissements représentent de 40 à 45 % du coût brut total, et les coûts de fonctionnement fixes de 20 à 30 %. La gestion des sous-produits (mâchefers et REFIOM) est un des postes secondaires les plus onéreux (environ 20 %). Ce poste a connu une croissance sensible ces dernières années.

Les principaux leviers pour réduire le coût de l’incinération

Un dimensionnement optimal de l’installation.

Une meilleure valorisation énergétique.

La limitation du nombre de lignes.

L’amélioration des conditions de transport et de traitement des mâchefers.


30

ANNEXES


31

Annexe 1 :

Dispositions générales pour l'incinération de déchets contaminés dans une

usine d'incinération de résidus urbains

Ces dispositions générales sont résumées dans l’arrêté (concernant la législation française) qui

réglemente une telle opération.

Arrêté du 23 août 1989 relatif à l'incinération de déchets contaminés dans

une usine d'incinération de résidus urbains

(JO du 8 novembre 1989)

Texte abrogé à compter du 28 décembre 2005 (Arrêté du 20 septembre 2002, article 35) (JO du 1er

décembre 2002)

Vus

Le secrétaire d'Etat auprès du Premier ministre chargé de l'Environnement et de la Prévention

des risques technologiques et naturels majeurs,

Vu la loi du 19 juillet 1976 relative à la législation des installations classées pour la protection

de l'environnement et notamment son article 7,

Vu le décret n° 77-1133 du 21 septembre 1977,

Vu le Code de la santé publique,

Vu l'arrêté du 9 juin 1986 et notamment son article 1er,

Vu la consultation du ministère de la Solidarité, de la Santé et de la Protection sociale,

Vu l'avis du Conseil supérieur des installations classées en date du 28 juin 1989,

Arrête :

Article 1er de l'arrêté du 23 août 1989

Les dispositions qui suivent sont applicables au titre de la protection de l'environnement à

toute installation d'incinération de résidus urbains incinérant des déchets contaminés, au sens

de la réglementation sanitaire.

Article 2 de l'arrêté du 23 août 1989

L'incinération de ces types de déchets ne pourra être autorisée dans une usine d'incinération de

résidus urbains à fonctionnement discontinu d'une capacité totale inférieure à 3 tonnes par

heure qu'après consultation du Conseil supérieur des installations classées.

Par ailleurs, il sera interdit de procéder à l'incinération :

- des sels d'argent, produits chimiques utilisés pour les opérations de développement, clichés

radiographiques périmés...;

- des produits chimiques, explosifs, à haut pouvoir oxydant;

- des déchets mercuriels;

- des déchets radioactifs;

- des pièces anatomiques et cadavres animaux destinés à la crémation ou à l'inhumation.


Transport

Le manutention et le transport des récipients se font dans des conteneurs rigides clos et à

fonds étanches, de manière à préserver l'intégrité de ces récipients jusqu'à leur introduction

dans le four.


32

Après déchargement, les conteneurs sont lavés et désinfectés intérieurement et extérieurement

sur le site avec des produits agréés.

Les eaux de lavage des conteneurs sont soit détruites sur le site, soit désinfectées avant rejet à

l'extérieur.

Les arrêtés préfectoraux pris au titre de la loi du 19 juillet 1976 sur les installations classées

pourront néanmoins prévoir un système de protection des récipients autre que celui prévu aux

alinéas précédents à condition que le système envisagé offre des garanties équivalentes quant

à la protection de l'intégrité des récipients.


Conditionnement imposé pour l'acceptation des déchets contaminés

Les déchets contaminés ne pourront être acceptés que s'ils sont conditionnés dans des

récipients étanches pouvant assurer une bonne résistance, à usage unique, en bon état et avec

un marquage apparent indiquant la nature des déchets et leur provenance.

Les récipients qui devront, par ailleurs, être facilement incinérables, feront l'objet, à leur

réception, d'un contrôle visuel.

La détection de toute anomalie sur les déchets par rapport aux présentes prescriptions

entraînera le refus des déchets voire même du lot concerné.


Stockage et manutention

Le transit des déchets contaminés par la fosse de stockage des résidus urbains est interdit.

Les déchets sont incinérés 24 heures au plus tard après leur arrivée.

Si les récipients ne sont pas introduits directement dans le four dès leur arrivée, les conteneurs

pleins sont stockés dans un local fermé prévu à cet effet, qui sera périodiquement nettoyé et

désinfecté avec des produits agréés.

Les conteneurs vides, propres et désinfectés, s'ils ne sont pas immédiatement repris, sont

stockés dans un local distinct prévu à cet usage.


Introduction dans le four

Les déchets sont introduits directement, sans manipulation humaine, dans le four, par

l'intermédiaire d'une trémie, d'un sas de chargement gravitaire ou avec un poussoir. Toute

détérioration des récipients devra être évitée. Trémie, sas et poussoir seront désinfectés

périodiquement.

La conception des installations des fours et de leur mode d'exploitation doit être telle qu'il n'y

ait aucun risque de contamination des résidus (eaux, cendres, mâchefers) quittant la chaîne

d'incinération ou ses abords immédiats.

Le système doit permettre de traiter les déchets dans l'ordre de leur arrivée.


Exploitation

Les déchets contaminés ne peuvent être enfournés que lors du fonctionnement normal de

l'installation, qui exclut notamment les phases de démarrage ou d'extinction du four.

L'exploitation se fait de manière telle que ces déchets soient introduits périodiquement dans le

four, afin d'assurer l'homogénéité de la charge et de moduler le P.C.I.

Un quota maximum de déchets doit être fixé, sans toutefois dépasser 10 p. 100, afin que le

P.C.I. résultant du mélange avec les ordures ménagères reste dans la fourchette pour laquelle

le four d'incinération a été construit.


33


Combustion

Avant tout enfournement, il conviendra de s'assurer du caractère optimal de la combustion.

L'installation devra donc être équipée d'appareils de mesure en continu de la température, du

monoxyde de carbone et de l'oxygène. Un système automatique ne devra autoriser

l'enfourchement que si :

- la température de l'ensemble des gaz de combustion, contrôlée en continu, est supérieure à

850° C;

- la teneur en CO est inférieure à 80 mg/Nm3 sur gaz humide à 7 p. 100 de CO2 ou à 100

mg/Nm3 sur gaz sec à 9 p. 100 de CO2 ou 11 p. 100 de O2.

Dans le cas où les conditions de référence choisies reposeront sur les pourcentages en CO2,

un analyseur en continu du CO2 devra également être installé.

Par ailleurs, la teneur en imbrûlés dans les mâchefers est limitée en permanence à 3 p. 100.

Cette teneur sera vérifiée au moins trimestriellement.

L'exploitant doit enregistrer les dates et heures d'introduction de déchets hospitaliers dans le

four, et la température du four au moment de leur incinération.

Ces données seront tenues à la disposition de l'inspecteur des installations classées.


Contrôle des circuits d'élimination

Tout déchet contaminé arrivant à l'usine d'incinération d'ordures ménagères doit être

accompagné d'un bordereau de suivi qui devra avoir été établi et être utilisé dans les formes

établies par l'arrêté du 4 janvier 1985.

Par ailleurs, au début de chaque trimestre, un récapitulatif de l'élimination des déchets

contaminés conforme au modèle figurant à l'annexe 4-3 de cet arrêté ministériel devra être

envoyé au service chargé du contrôle de cette usine au titre des installations classées.

Enfin, une comptabilité des récipients sera réalisée sur chaque lot réceptionné.

Les indications ainsi recueillies seront comparées aux renseignements contenus sur les

bordereaux ainsi que sur tout autre document accompagnant les déchets.


Analyses

L'inspecteur des installations classées peut faire procéder aux frais de l'exploitant à toute

analyse, notamment chimique ou bactériologique, sur :

- les résidus de la combustion (cendres et mâchefers);

- les locaux de stockage des conteneurs et de traitement des matériels de manutention;

- les eaux ayant servi pour l'extinction des machefers et le lavage des conteneurs ou des

locaux susvisés.

Les résultats des analyses seront communiqués à l'inspecteur des installations classées dès

leur réception.


L'exploitant définit sous sa propre responsabilité des consignes d'exploitation et de sécurité

relatives aux dispositions à adopter pour la conduite de l'incinération de ces déchets, en cas

d'incidents, accidents et arrêts du four.

En cas d'arrêt intervenant moins de deux heures après le dernier chargement de déchets

hospitaliers, si les déchets subsistant à l'intérieur du four doivent être repris, ceux-ci sont

remis en conteneurs pour être incinérés à nouveau après réparation en respectant les

conditions prévues dans les articles 5, 6 et 7.


34

Si le four ne peut être réparé rapidement, ces déchets seront envoyés dans une autre

installation autorisée. En aucun cas ils ne doivent aller en décharge.


Tout incident grave ou accident doit être immédiatement signalé à l'inspecteur des

installations classées à qui l'exploitant remettra dans les plus brefs délais un rapport détaillé

précisant les causes et les circonstances de l'accident ainsi que les mesures envisagées pour

éviter le renouvellement d'un tel fait.


Le directeur de l'eau et de la prévention des pollutions et des risques et les préfets sont

chargés de l'exécution du présent arrêté, qui sera publié au Journal officiel de la République

française.


35

Annexe 2 : Dioxine

La dioxine est la 2,3,7,8 tétrachlorodibenzodioxine ou TCDD.

Les dioxines sont les polychlorodibenzo-p-dioxines ou PCDD. Mais sous cette appellation

sont couramment comprises d'autres familles de molécules qui ont de nombreuses propriétés

en commun avec les PCDD :

Les Furanes ou PCDF

Les Pyralènes ou PCB

Les furanes ou polychlorodibenzo-furanes ou PCDF sont une famille de molécules

chimiques. Ils se différencient des dioxines par la présence d'un seul atome d'oxygène dans le

cycle central. Certaines d'entre elles sont toxiques pour l'homme.

On a identifié 419 types de composés apparentés à la dioxine, dont 30 seulement sont

considérés comme ayant une toxicité importante, la TCDD étant la plus toxique.

Sources

Les dioxines sont des résidus essentiellement formés lors de combustions incomplètes. Elles

trouvent par conséquent leur origine dans les moteurs à explosions, dans la combustion de

bois, ou encore de tabac. Mais la plus grande source de dioxine libérée dans l'environnement

sont les incinérateurs de déchets.

Propriétés chimiques

Ces molécules sont très stables ; et elles sont d'autant plus stables que le nombre d'atomes de

chlore est important. Cette stabilité explique la difficulté à les détruire.

http://fr.wikipedia.org/wiki/TCDD

http://fr.wikipedia.org/wiki/Polychlorodibenzo-p-dioxine

http://fr.wikipedia.org/wiki/Polychlorodibenzo-furane

http://fr.wikipedia.org/wiki/Pyral%C3%A8ne

http://fr.wikipedia.org/wiki/Dioxine

http://fr.wikipedia.org/wiki/Atome

http://fr.wikipedia.org/wiki/Oxyg%C3%A8ne

http://fr.wikipedia.org/wiki/Dioxine_de_Seveso

http://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur_%C3%A0_explosions

http://fr.wikipedia.org/wiki/Incin%C3%A9rateur

http://fr.wikipedia.org/wiki/Chlore


36

Effets sur l'Homme

Du fait de leur lipophilie, elles se concentrent essentiellement dans la masse graisseuse des

animaux. On la retrouve ainsi tout le long de la chaîne alimentaire. L'homme étant au bout de

cette chaîne, la voie alimentaire est sa principale voie d'exposition aux dioxines.

Une exposition à court terme à des teneurs élevées en dioxine peut être à l'origine de lésions

cutanées, chloracné et formation de taches sombres sur la peau par exemple, ainsi qu'une

altération de la fonction hépatique.

Une exposition prolongée peut endomager le système immunitaire, perturber le

développement du système nerveux, être à la source des troubles du système endocrinien et de

la fonction de reproduction.

La dioxine de Seveso est la seule dioxine reconnue cancérigène pour l'homme, d'après le

Centre International de Recherche sur le Cancer. Cependant, plusieurs autres dioxines sont

reconnues comme étant tératogènes et induisant une fœtotoxicité, des baisses de la fertilité,

ainsi que des troubles endocriniens.

Réglementation française

Le Comité Européen de Normalisation a adopté le 27 décembre 1996 la norme EN 1948 de

mesure des dioxines à l'émission. Cette norme a été transcrite sous la forme de norme

AFNOR (association française de normalisation) NF EN 1948.

La directive du 16 décembre 1994, transposée en droit français par l'arrêté du 10 octobre

1996, impose une valeur limite à l'émission de 0,1 ng/m³ en dioxines aux installations

d'incinération de déchets industriels spéciaux. Cette valeur limite est applicable sans délai aux

installations nouvelles et à compter du 1er

juillet 2000 aux installations existantes éliminant

ces déchets spéciaux.

Dioxine de Seveso

La 2,3,7,8-tétrachlorodibenzo-p-dioxine ou TCDD, surnommé dioxine de Seveso (en

référence à la catastrophe de Seveso éponyme), est une molécule de la famille des

Polychlorodibenzo-p-dioxines.

D'après le Centre International de Recherche sur le Cancer, c'est l'une des dioxines les plus

toxiques pour l'homme, et la seule considérée comme cancérigène.

Catastrophe de Seveso

La catastrophe de Seveso intervient le 10 juillet 1976. Un nuage contenant de la dioxine

s'échappe d'un réacteur de l'usine chimique Icmesa, située dans la commune de Meda, et se

répand sur la plaine lombarde (Italie). Quatre communes, dont Seveso, sont touchées.

Cet accident industriel est dû à la surchauffe d'un réacteur fabricant du 2,4,5-trichlorophénol

qui a libéré un nuage toxique contenant plusieurs produits mal identifiés sur le moment. On a

d'abord pensé qu'il s'agissait seulement de 1,2,4,5-tétrachlorobenzène et de polyéthylène-

http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Lipophilie&action=edit

http://fr.wikipedia.org/wiki/Cha%C3%AEne_alimentaire

http://fr.wikipedia.org/wiki/Syst%C3%A8me_nerveux


http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Centre_International_de_Recherche_sur_le_Cancer&action=edit

http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=T%C3%A9ratog%C3%A8ne&action=edit

http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=F%C5%93totoxicit%C3%A9&action=edit

http://fr.wikipedia.org/wiki/Fertilit%C3%A9

http://fr.wikipedia.org/wiki/Comit%C3%A9_Europ%C3%A9en_de_Normalisation

http://fr.wikipedia.org/wiki/27_d%C3%A9cembre

http://fr.wikipedia.org/wiki/1996

http://fr.wikipedia.org/wiki/AFNOR


http://fr.wikipedia.org/wiki/Catastrophe_de_Seveso

http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89ponyme

http://fr.wikipedia.org/wiki/Polychlorodibenzo-p-dioxine

http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Centre_International_de_Recherche_sur_le_Cancer&action=edit

http://fr.wikipedia.org/wiki/10_juillet


http://fr.wikipedia.org/wiki/Dioxine

http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Icmesa&action=edit

http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Meda&action=edit

http://fr.wikipedia.org/wiki/Lombardie

http://fr.wikipedia.org/wiki/Italie

http://fr.wikipedia.org/wiki/Seveso


37

glycol, les réactifs de départ. C'est seulement au bout de quatre jours, quand apparurent les

premiers cas de chloracné que les laboratoires Hoffmann-Laroche identifièrent l'agent

responsable, le 2,3,7,8-TCDD, produit plus connu sous le nom de dioxine de Seveso, dont 1 à

5 kg ont été dispersés. L'usine Icmesa, située à Meda, commune limitrophe de Seveso

appartient à la société Givaudan, filiale du groupe suisse Hoffman-La Roche.

A l'époque, la toxicité de la dioxine pâtit d'une absence quasi complète de données

scientifiques. On sait en revanche que l'une des substances libérée est composante des

défoliants utilisés au Viêt Nam par l'armée américaine. La question de dangers éventuels pour

la santé est rapidement posée.

Peu après l'accident, les feuilles des arbres jaunissent et les animaux familiers meurent par

dizaines. Il n'en faut pas plus pour faire basculer Seveso de « catastrophe environnementale »

à « la plus grande catastrophe depuis Hiroshima ».

Le bilan exact sera connu sept ans plus tard, au moment de l'ouverture du procès des

responsables des différentes sociétés incriminées. 193 personnes, soit 0,6 % des habitants de

la zone concernée, ont été atteintes de chloracné, essentiellement des enfants. Aucune n'est

décédée, un petit nombre seulement a gardé des séquelles. Parallèlement, la moyenne des

cancers et des malformations fœtales n'a pas augmenté de manière significative.

En revanche, sur le plan écologique, la catastrophe est tangible : outre les 3 300 animaux

domestiques morts intoxiqués, il faut abattre près de 70 000 têtes de bétail. Par ailleurs, les

sols agricoles et les maisons nécessiteront de lourds travaux de décontamination.

Cet accident, qui a donné son nom depuis à tous les sites de production classés à risques en

Europe (1 249 rien qu'en France), a étalé au grand jour les dangers des activités industrielles

chimiques, notamment en milieu urbain.

En 2001, Une usine classée seveso a explosé à Toulouse: AZF.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Chloracn%C3%A9


http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Givaudan&action=edit

http://fr.wikipedia.org/wiki/Suisse

http://fr.wikipedia.org/wiki/Hoffman-La_Roche

http://fr.wikipedia.org/wiki/Toxicit%C3%A9

http://fr.wikipedia.org/wiki/Vi%C3%AAt_Nam

http://fr.wikipedia.org/wiki/Arm%C3%A9e

http://fr.wikipedia.org/wiki/Environnement

http://fr.wikipedia.org/wiki/Hiroshima

http://fr.wikipedia.org/wiki/Cancer

http://fr.wikipedia.org/wiki/Malformation

http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89cologie

http://fr.wikipedia.org/wiki/Agriculture

http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=D%C3%A9contamination&action=edit

http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Site_class%C3%A9_%C3%A0_risque&action=edit

http://fr.wikipedia.org/wiki/France

http://fr.wikipedia.org/wiki/Industrie

http://fr.wikipedia.org/wiki/AZF

Incinération Des Déchets-GDS 2012--Projetection (1)

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