Rapport EREP Audit Romainville

EST ENSEMBLEEST ENSEMBLEEST ENSEMBLEEST ENSEMBLE Communauté d’agglomérationCommunauté d’agglomérationCommunauté d’agglomérationCommunauté d’agglomération FFFF----93232932329323293232 ROMAINVILLEROMAINVILLEROMAINVILLEROMAINVILLE

AuteursAuteursAuteursAuteurs : Juliana LEON, Adèle MOTTET, Yves MEMBREZ (EREP SA) Emmanuel ADLER (Cabinet ACONSULT) EREP SA Tél. : +41 (0) 21 869 98 87 Chemin du Coteau 28 Fax : +41 (0) 21 869 01 70 CH – 1123 ACLENS [email protected] SUISSE www.erep.ch N° de document : 12-4102- AM/JL/YM Version 1.0 Le Le Le Le 12 octobre 201212 octobre 201212 octobre 201212 octobre 2012

Mission d’audit pour le centre de traitement multifilière de ROMAINVILLE et Port de BOBIGNY

Lot n°2 : Analyse environnementale de la fraction fermentescible issue du procédé de tri mécano-

biologique au regard de la production de compost et de biogaz valorisables

RAPPORT FINAL

TABLE DES MATIERES

1. INTRODUCTION .................................................................................................................................... 1

1.1. Démarche de travail ............................... ............................................................................... 2

1.2. Situation de la filière méthanisation appliquée au traitement mécano-biologique, en Europe............................................. ....................................................................................... 2

2. ANALYSE DU TMB SOUS L’ANGLE DE LA PRODUCTION DE COMPOST VALORISABLE ...... 5

2.1. Contexte et objectifs de l’analyse ................ ......................................................................... 5

2.2. Analyse du contexte réglementaire relatif à la valo risation des composts urbains........... 5

2.2.1. Contexte communautaire .............................................................................................................. 5

2.2.2. Contexte français ......................................................................................................................... 7

2.2.3. Comparaison des valeurs limites concernées .............................................................................. 10

2.2.4. Cas des teneurs en cuivre et zinc................................................................................................ 11

2.2.5. Perspectives .............................................................................................................................. 13

2.3. Analyse bibliographique des travaux relatifs à la q ualité et l’utilisation de composts et digestats urbains ................................. ................................................................................ 15

2.3.1. Méthodologie et bibliographie ..................................................................................................... 15

2.3.2. Audit des plates-formes de compostage de déchets organiques en France avec analyse de composts, d'eaux de ruissellement et bilan des aides ADEME au compostage des déchets verts . 15

2.3.3. Audit du compost et du digestat en Suisse .................................................................................. 17

2.3.4. Etude de la qualité agronomique et sanitaire des digestats .......................................................... 18

2.3.5. Etude intitulée "Les TMB, des outils flexibles en réponse aux contraintes locales" ....................... 20

2.3.6. Etude JRC conduite au niveau européen, 2011-2012 .................................................................. 21

2.3.7. Etude comparative de la qualité de composts et de digestats issus de la fraction fermentescible d'ordures ménagères, collectées séparément ou en mélange ...................................................... 24

2.3.8. Etude destinée à « comprendre les attentes et réticences du monde agricole et des autres parties prenantes sur l’utilisation de composts issus de déchets ménagers » ........................................... 26

2.3.9. Expertises d'installations de traitement biologique d'OMR et de biodéchets .................................. 27

2.3.10. Rappel des enseignements scientifiques acquis par les essais agronomiques de longue durée réalisés en France sur des composts urbains (programme Qualiagro de l’INRA) .......................... 28

2.3.11. Autres travaux et documents....................................................................................................... 30

2.4. Recensement des installations de TMB en France .... ........................................................ 31

2.4.1. Acteurs et intérêts divers du secteur du compost et des traitements biologiques des déchets ....... 31

2.4.2. Description du parc des installations ........................................................................................... 32

2.4.3. Caractéristiques du parc des unités de TMB ................................................................................ 35

2.4.4. Elément relatif au marché du compost en France ........................................................................ 36

2.5. Analyse des performances sur 3 installations de TMB ..................................................... 38

2.6. Analyse du procédé de TMB mis en œuvre sur des inst allations existantes et comparaison avec le projet de Romainville ......... .............................................................. 40

2.7. Analyse environnementale de la valorisation agronom ique du compost de Romainville et comparaison avec la fertilisation minérale ..... ............................................................... 44

2.7.1. Cohérences réglementaires ........................................................................................................ 44

2.7.2. Cohérence avec les critères de qualité du compost ..................................................................... 45

2.7.3. Cohérence avec les conditions d’utilisation du compost ............................................................... 48

2.7.4. Cohérence en termes de transport du compost depuis l’usine de production ................................ 53

2.7.5. Cohérence historique.................................................................................................................. 53

2.7.6. Recommandations pour une valorisation agronomique pérenne et performante ........................... 56

3. IDENTIFICATION DES DEBOUCHES POUR LA VALORISATION DE BIOGAZ .......................... 57

3.1. Production de biogaz .............................. ............................................................................ 57

3.2. Choix de la valorisation du biogaz ................ ..................................................................... 60

3.3. Valorisation du biogaz par cogénération ........... ................................................................ 60

3.3.1. Généralités ................................................................................................................................ 60

3.3.2. Épuration du biogaz.................................................................................................................... 61

3.3.3. Cogénération ............................................................................................................................. 64

3.4. Valorisation du biogaz par injection dans le réseau de gaz naturel ................................. 7 1

3.4.1. Généralités ................................................................................................................................ 71

3.4.2. Faisabilité de l’injection de biométhane ....................................................................................... 71

3.4.3. Dimensionnement ...................................................................................................................... 72

3.5. Conclusions ....................................... .................................................................................. 74

4. ANALYSE DES DYSFONCTIONNEMENTS SUR D’AUTRES INSTALLATIONS .......................... 75

4.1. Installation de Montpellier ....................... ............................................................................ 75

4.1.1. Présentation de la chaine de traitement ....................................................................................... 75

4.1.2. Description de l’incident / dysfonctionnement .............................................................................. 77

4.1.3. Actions correctives ..................................................................................................................... 78

4.1.4. Différences avec Romainville ...................................................................................................... 78

4.2. Installation de Nostián (La Corogne-Espagne) ...... ............................................................ 79





4.3. Installation Ecoparc 2 (Barcelone-Espagne) ........ .............................................................. 81





4.4. Installation de Havré (Mons-Belgique) ............. .................................................................. 84





4.5. Installation de Osterode am Harz (Göttingen-Allemag ne) ................................................. 86

4.5.1. Description de la chaîne de traitement ........................................................................................ 86

4.5.2. Description de l’incident .............................................................................................................. 86



4.6. Installation de Daugendorf ........................ .......................................................................... 88

4.6.1. Description de la chaîne de traitement ........................................................................................ 88

4.6.2. Description de l’incident .............................................................................................................. 89



4.7. Intégration des retours d’expériences dans le proje t de Romainville............................... 91

4.7.1. Structure et construction des digesteurs ...................................................................................... 92

4.7.2. Sécurité pression sur les digesteurs ............................................................................................ 92

4.7.3. Décantation d’inertes et bouchage des digesteurs ....................................................................... 92

4.7.4. Procédures et formation du personnel ......................................................................................... 93

5. REPONSE AUX ATTENTES DU COMITE DE PILOTAGE .............................................................. 95

5.1. Compost ........................................... ................................................................................... 95

5.2. Biogaz ............................................ ...................................................................................... 96

5.3. Dysfonctionnements ................................ ........................................................................... 96

N° document 12-4102-AM/JL/YM, version 1.0 1

1. INTRODUCTION

La mission confiée au bureau d’ingénieurs EREP SA par le SYCTOM s’inscrit dans le contexte du moratoire sur le démarrage des travaux du centre de traitement multifilière de ROMAINVILLE et PORT DE BOBIGNY. Au cours de cette période un audit technique et environnemental du projet doit être réalisé par des experts indépendants sous le contrôle d’un comité de pilotage. La composition de ce dernier ainsi que l’ensemble des documents et comptes-rendus relatifs à cette mission sont disponibles sur le site internet www.audit-methanisation-romainville.fr, qui est géré par le garant, Monsieur Jean-Pierre TIFFON. L’objet du lot n°2 de cet audit est de dresser un b ilan de la qualité des composts issus d’un procédé de tri mécano-biologique des ordures ménagères résiduelles (OMR) ainsi que la valorisation énergétique possible du biogaz issu de la méthanisation. L’étude doit également analyser les dysfonctionnements constatés sur d’autres installations de TMB-méthanisation et apprécier l’intégration de ces retours d’expériences dans la conception du projet de ROMAINVILLE. Les trois thématiques de l’analyse environnementale sont développées en fonction des axes et interrogations suivants : a) Compost (qualité du compost issu d’un tel procédé) ;

- la nature et la qualité des déchets entrants ont-elles une influence importante sur la qualité des composts ?

- des différences qualitatives notables sont-elles observées sur la qualité de ces déchets entrants, selon les territoires ?

- en quoi les techniques de préparation des déchets entrants modifient-elles la qualité du digestat et du compost ?

- quelles sont les conditions de valorisation des composts conformes à la réglementation en vigueur ?

- quels sont les débouchés territoriaux et les clients possibles pour valoriser les composts issus de Romainville ?

- quelles seraient les conséquences de modifications réglementaires actuellement en discussion sur la valorisation des composts issus de Romainville ?

b) Biogaz (potentiel de valorisation énergétique)

- quelles sont les hypothèses de production d’énergie brute et nette (en tenant compte de l’autoconsommation de l’usine) ?

- quelles valorisations du biogaz sont envisageables ?

- cogénération : quelles sont les valorisations possibles à proximité du site pour la chaleur résiduelle (réseaux de chaleur existants ou projetés) ?

- biométhane : quelles sont les procédés de préparation ? quelles sont les possibilités locales d’injection ?

c) Dysfonctionnements (retours d’expériences et prise en compte dans la conception)

- la conception et le dimensionnement du projet ont-ils pris en compte les retours d’expériences des dysfonctionnements ?

2 N° document 12-4102-AM/JL/YM, version 1.0

1.1. Démarche de travail

La méthodologie adoptée pour cet audit comporte les démarches suivantes :

- prise de connaissance et évaluation des documents relatifs au dossier de demande d’autorisation d’exploiter (DDAE) et à l’autorisation d’exploiter délivrée par le Préfet le 17 janvier 2011. Demandes complémentaires de documents au SYCTOM

- recherche, consultation et analyse de la bibliographie relative aux trois thématiques de l’analyse environnementale

- recherche d’interlocuteurs compétents auprès d’organismes et d’entreprises et réunions téléphoniques avec ces personnes concernant les thèmes de l’analyse environnementale.

- compilation et analyse des données et informations récoltées - élaboration du rapport intermédiaire d’audit et présentation au comité de pilotage - recherche d’informations complémentaires auprès des acteurs du projet - rédaction du rapport d’audit et présentation au comité de pilotage

1.2. Situation de la filière méthanisation appliqué e au traitement mécano-biologique, en Europe

Le traitement mécano-biologique des déchets s’est, à l’origine, développé en Allemagne et en Autriche pour se diffuser ailleurs en Europe et au-delà, par la suite. Ce concept de traitement est appliqué aussi bien au traitement d’ordures ménagères (sans ou avec peu de séparation de matières recyclables) qu’au traitement d’ordures ménagères résiduelles (avec des dispositifs de recyclage). Complétant la préparation mécanique des déchets une étape de traitement biologique est intégrée au concept. Celle-ci peut se dérouler sous forme d’une stabilisation aérobie ou sous forme d’une digestion anaérobie (méthanisation). Dans cette dernière option et selon les objectifs retenus on obtient un matériau stabilisé, un produit assimilable à du compost (digestat) et du biogaz. En Europe, le nombre d’installations de traitement mécano-biologique s’est accru de 60% de 2005 à 2011, pour atteindre le total de 330 installations. Dans le même temps, un accroissement de 70% des capacités de traitement a été observé, pour atteindre 33 millions de tonnes1. Les pronostics prédisent que dans les cinq années à venir le nombre d’installations dépassera 450 unités pour une capacité de 45 millions de tonnes2. Dans les pays où le traitement mécano-biologique est répandu, la situation se présente comme suit :

� Allemagne

Le tableau suivant présente la répartition du parc des installations. L’objectif du traitement mécano-biologique est de produire un matériau pouvant être mis en décharge ou valorisé thermiquement après extraction des matières valorisables.

1 Source : "MBA in Deutschland und Europa-Entwicklung, Stand und Perspektiven" ; Nelles M., Mor-scheck G. et Grünes J. ; 2012 2 Source : Ecoprog-Market Study MBT 2011


Type d’installation Capacité (t/a) Nombre

installations Parts

Marché

TMB-méthanisation 887 500 8 15%

TMB-stabilisation aérobie 2 211 100 19 37%

TMB-méthanisation + stabilisation aérobie 297 000 3 5%

Stabilisation MB ou mécano-physique 2 548 000 18 43%

TOTAL 5 943 600 48 100%

Tableau 1 : Statistiques sur les installations de TMB en Allemagne.

La stabilisation mécano-biologique consiste à sécher biologiquement les déchets afin d’obtenir un combustible à valeur calorifique élevée. La stabilisation mécano-physique consiste à mettre en œuvre des moyens mécaniques et physiques également dans le but de produire un combustible de substitution. Sur ce parc de 48 installations, 12 mettent en œuvre une unité de méthanisation. Cinq d’entre elles utilisent une technologie de méthanisation liquide. Six une technologie de méthanisation sèche et une un système de percolation. Le tableau ci-dessous présente la liste de ces douze installations :

Site d’implantation Constructeur (procédé) Année mise en service Capacité

Bassum

Münster

Pohlsche Heide

Kapiteltal

Hannover

Rostock

Freienhufen

Göttingen

Lübeck

Schaumburg

Wiefels

Kahlenberg

OWS

OWS

OWS

OWS

VALORGA

KOMPOGAS

HAASE

HAASE

HAASE

HORSTMANN

HORSTMANN

WEHRLE/ZAK

1997

2005

2005

1999

2005

2009

2005

2006

2006

2005

2006

2005

13 500 t/a

26 000 t/a

26 000 t/a

20 000 t/a

105 000 t/a

40 000 t/a

25 000 t/a

55 000 t/a

55 000 t/a

40 000 t/a

65 000 t/a

90 000 t/a

Tableau 2 : Liste des installations de TMB-méthanisation en Allemagne (Source : K. Ketelsen, Stand der Restabfallvergärung in Deutschland, 2011)

� Autriche

On dénombre 16 installations de traitement mécano-biologique dans ce pays, pour une capacité autorisée de 741 000 t/a et un tonnage effectivement traité de 684 000 t/a. Aucune de ces unités n’intègre une ligne de méthanisation, alors qu’on recense des usines de méthanisation pour le traitement de biodéchets triés à la source.


� Italie

Avec 133 installations, c’est le pays européen qui compte le plus d’installations de traitement mécano-biologique. On observe une grande différence entre les capacités de traitement autorisées (14 millions de tonnes par an) et celles concernant réellement les ordures ménagères résiduelles (5,6 millions de tonnes par an). Ceci peut s’expliquer par le fait que de nombreuses usines sont en phase de révision et de transformation. Une autre explication est liée au fait que plusieurs installations ont été reconverties pour le traitement de déchets organiques collectés séparément ; la quantité ainsi traitée se situait, en 2009, à 3,5 millions de tonnes. Quatorze installations de méthanisation traitent des déchets urbains provenant de collectes séparées de la fraction organique ou triées mécaniquement, en codigestion avec des boues d’épuration. Les digestats sont principalement mis en décharge. Des autorisations particulières peuvent être délivrées, de cas en cas, pour un épandage agricole du digestat stabilisé ; c’est notamment le cas pour des opérations de remise en culture.

� Espagne

Actuellement une trentaine d’installations de traitement mécano-biologique d’une capacité totale de plus de 4,5 millions de tonnes y sont opérationnelles. Deux installations sont en construction et cinq autres en planification ; elles porteront la capacité de traitement à 5 millions de tonnes. Un inventaire datant de 2009 recensait 23 usines intégrant un procédé de méthanisation (14 en méthanisation liquide et 9 en méthanisation sèche). Les capacités de traitement de ces unités se situent entre 20 000 et 160 000 t/a. La collecte sélective n’est développée que dans le nord du pays, notamment en Catalogne, ce qui permet de produire un compost de qualité. Dans les autres régions ayant renoncé à cette pratique, le compost produit est également valorisé en agriculture sur la base de normes nationales.

� Portugal

En 2010, ce pays comptait une installation combinée de traitement mécano-biologique et de méthanisation de biodéchets. Six autres usines sont planifiées d’ici 2016.

� Grande-Bretagne

Aucune installation de traitement mécano-biologique n’est en fonctionnement dans ce pays mais plusieurs projets sont en construction ou en planification. Cette filière répond aux objectifs nationaux dans le domaine du recyclage et des énergies renouvelables et elle est soutenue par le Ministère de l’environnement, des affaires rurales et de l’alimentation (DEFRA). Trois installations de méthanisation de biodéchets de commerces ont été mises en service en 2010 dans le Lancashire : Farrington Waste Recovery (105 000 t/a), Thornton Waste Recovery (105 000 t/a) et Viridor Waste Management Newton Heath (100 000 t/a).


2. ANALYSE DU TMB SOUS L’ANGLE DE LA PRODUCTION DE COMPOST VALORISABLE

2.1. Contexte et objectifs de l’analyse

Afin d’évaluer les conditions optimales de production d’un compost d’OMR conforme à la norme française d’application obligatoire NFU44051 homologuée en avril 2006 par l’AFNOR, plusieurs opérations ont été nécessaires :

– analyse du contexte réglementaire et de ses perspectives d’évolution évaluées sous l’angle du projet européen du statut de « sortie de déchet »,

– constitution d’une bibliographie récente sur la qualité des composts urbains produits en France par des usines de TMB,

– rappel des enseignements scientifiques acquis par les essais agronomiques de longue durée réalisés en France sur des composts urbains,

– élaboration d’une liste récente des usines TMB produisant du compost,

– analyse des performances sur 3 installations de TMB sur OMR,

– éléments de comparaison du procédé TMB mis en œuvre sur le projet de Romainville avec des installations existantes

– analyse environnementale de la valorisation agronomique du compost de Romainville et comparaison de son utilisation agricole avec une filière classique de fertilisation minérale.

2.2. Analyse du contexte réglementaire relatif à la valorisation des composts urbains

Compte tenu du poids du contexte réglementaire, et en particulier des travaux engagés par la Commission Européenne pour définir les critères de sortie du statut de déchet des composts en application de la directive de 2008 (critères de « end of waste » ou EoW en anglais), une analyse de l’avancement de ces travaux a été effectuée. Cette recherche a en outre été utilement complétée par une réflexion prospective sur l’évolution du contexte réglementaire français, et tout particulièrement de la norme d’application obligatoire NFU44051 relative aux composts (à l’exclusion de toute adjonction de boues d’épuration).

2.2.1. Contexte communautaire

Pour mémoire, la directive cadre relative à la gestion des déchets 2008/98 a précisé, dans son article n°6 intitulé « fin du statut de déchet », que « certains déchets cessent d’être des déchets […] lorsqu’ils ont subi une opération de valorisation ou de recyclage et répondent à des critères spécifiques à définir dans le respect des conditions suivantes » :

a) la substance ou l’objet est couramment utilisé à des fins spécifiques ; b) il existe un marché ou une demande pour une telle substance ou un tel objet ; c) la substance ou l’objet remplit les exigences techniques aux fins spécifiques et

respecte la législation et les normes applicables aux produits; d) l’utilisation de la substance ou de l’objet n’aura pas d’effets globaux nocifs pour

l’environnement ou la santé humaine.


L’article 22 de cette même directive déchets mentionne aussi que « les déchets de construction et de démolition, certaines cendres et scories, la ferraille, les granulats, les pneumatiques, les textiles, le compost, les déchets de papier et le verre » sont éligibles au processus de sortie du statut de déchet. Enfin, la Communication de la Commission au Conseil et au Parlement Européen du 18 mai 2010 (COM(2010)235 final) a établi la feuille de route des « prochaines étapes en matière de gestion des biodéchets dans l'Union européenne ». C’est donc dans cette démarche, que la Commission a confié un mandat au Joint Research Center (JRC) de Séville3 qui a alors engagé début 2011 une campagne d’échantillonnages et d’analyses de composts de divers types au niveau européen dans l’objectif d’arrêter, d’une part, des critères de qualité et des paramètres de process, et d’autre part, la nature des intrants dans une liste positive exclusive. Après la définition de critères relatifs au recyclage du papier, des métaux non-ferreux et du verre, la définition des seuils et des paramètres de qualité pour les composts a fait l’objet d’un premier atelier d’échanges en comité restreint le 2 mars 2011, auquel ont participé une cinquantaine de représentants des Etats membres et d’associations européennes. A ce jour, 3 rapports intermédiaires ont été rendus publics. Un premier document, daté du 21 février et suivi d’une réunion restreinte le 21 mars 2011, présente un état des lieux de la filière compost. Les informations et propositions de ce document proviennent en grande partie de travaux réalisés par des consultants fédérés au sein de l’association basée en Allemagne ECN (European Compost Network - www.compostnetwork.info). Le second rapport est daté du 11 octobre 2011 et propose alors des valeurs seuils jugées pénalisantes par les participants professionnels concernés par les composts sur OMR et sur boues d’épuration. Une troisième réunion est alors organisée les 24 et 25 octobre 2011 à Séville, suivie du troisième et dernier rapport4 à ce jour, daté du 10 août 2012. Il est apparu, au cours de ce processus encore inachevé malgré la feuille de route officielle, l’existence d’un front5 constitué par des représentants de divers pays et province dont l’Allemagne, l’Autriche, les Pays-Bas et la Flandre, partisans de l’approche exclusive de la collecte sélective des biodéchets pour la fabrication d’amendements organiques de haute qualité vendus dans le commerce. Une telle position, excluant, sans débat, tout compost issu d’usines de TMB, est bien entendu de nature à faire peser des menaces sur les Etats membres disposant d’unités de TMB produisant du compost sur OMR (France, Espagne, Pologne…) mais également ceux, plus nombreux, concernés par le compostage des boues d’épuration. Compte tenu de son poids géographique dans la Communauté européenne et de son nombre d’unités de TMB, la France est directement visée par la position de la Commission européenne qui fait ainsi peser une relative menace sur le cadre cohérent français des 2 normes NFU44051 et NFU44095.

3 Plus précisément, ces travaux sont pilotés par le Joint Research Centre’s Institute for Prospective Technological Studies (JRC-IPTS). 4 Une analyse des travaux réalisés est présentée au § 2.3.5 5 On peut noter qu’il s’agit d’Etats à faible valorisation agricole des boues d’épuration, et qui se carac-térisent par une forte densité d’élevage et de centrales thermiques, un climat plus froid que la France, et surtout des habitudes culturelles très différentes.


2.2.2. Contexte français

� Position des acteurs français vis-à-vis du projet « end of waste » pour les composts

Synthèse de l’expression de la réaction quasi-unanime6 des professionnels français, l’association AMORCE (www.amorce.asso.fr), qui se situe au carrefour des collectivités territoriales et des professionnels de la gestion des déchets et des réseaux de chaleur, « a toujours défendu le principe de non discrimination des technologies employées en matière de valorisation organique, et qui défend avant tout des critères de qualités agronomiques et d’innocuité des composts ». C’est pourquoi AMORCE défend une approche pragmatique, dans laquelle « la démarche d’exclure un certain type de compost à cause de son origine paraît extrêmement préjudiciable et alimente inutilement la défiance vis à vis des composts des collectivités dans leur globalité ». Dans un communiqué, AMORCE conclut « enfin, si les composts d’OMR sont exclus, ils devront sortir de la norme NFU44051 et ne pourront a priori être utilisés qu’en plans d’épandage, le ministère approuvant cependant l’intégration du compost d’OMR dans une liste positive ». L’association envisagerait même de déposer un recours7 devant la cour de justice de l’UE « pour faire annuler le règlement si ces seuils ne s’appuient pas sur des analyses de risques… » Quant à la FNADE, fédération professionnelle regroupant les principales organisations syndicales des activités du déchet, elle s’est clairement déclarée « pour le maintien d’un statut produit en France pour les composts de TMB et de boues… En l’état actuel des discussions européennes, La FNADE considère qu’il existe aujourd’hui un risque significatif pour les composts de boues et de TMB d’être inéligibles au statut « end of waste » soit du fait d’impositions spécifiques sur les conditions de collecte des fermentescibles soit du fait de la fixation de valeurs limites inatteignables sur les éléments traces métalliques (cuivre et zinc notamment). » Le Syndicat des professionnels du traitement de déchets demande enfin aux Autorités françaises « que ce principe de la poursuite du statut de produit soit d’ores et déjà annoncé par les pouvoirs publics, avant même la finalisation des travaux à l’échelle européenne ». C’est précisément dans ce sens que le Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable, du Logement et des Transports, a précisé son point de vue dans un courrier en date du 2 mars 2012 adressé à l’attention de l’association METHEOR, qui fédère collectivités et industriels impliqués dans la méthanisation des déchets ménagers. Dans sa lettre à Guy Geoffroy, Président de METHEOR et député, Marie Bonnet, directrice de Cabinet de la Ministre, précise que « la France demande donc que les composts issus de matières non prises en compte par la liste positive communautaire, puissent, le cas échéant, continuer d’être produits sous la responsabilité des Etats membres et utilisés sur leur territoire national. En application de l’article 6.4 de la directive 2008/98, la France aurait alors la possibilité d’édicter ses propres critères de sortie du statut de déchet ».

6 A l’exclusion de l’association Compost Plus, qui structure les collectivités de la filière de collecte sélective des biodéchets en France, et de diverses associations environnementales. 7 Déchets Infos n°6 — 12 septembre 2012, p2


� Evolution de la norme NFU44051

Comme le rappelle un ouvrage de référence récent8, « la valorisation biologique par TMB impose ainsi au maître d’ouvrage un objectif de production d’un compost de qualité, conforme aux critères de la norme NFU44051 « Amendements organiques : dénominations, spécifications et marquage ». Dans ces conditions et sous l’angle strictement hexagonal, dans sa version homologuée d’avril 2006 rendue d'application obligatoire par l’arrêté du 21 août 2007, la norme NFU44051 constitue l’élément déterminant des conditions de valorisation du compost d’OMR. Or, engagée dans une révision officielle début 2012, la norme est désormais susceptible d’évoluer, en particulier sous la pression de divers acteurs qui souhaitent établir une distinction entre les amendements organiques produits à partir de matières issues du « tri à la source » et la catégorie « collectés en mélange » (type 5.b). Il s’agit là, à l’instar de la norme NFU44095 pour les boues d’épuration, de doter le compost fabriqué à partir d’OMR de critères spécifiques, à savoir, de créer une dénomination propre établie sur des critères de qualité. A l’issue de l’enquête publique, une première réunion s’est tenue le 27 juin 2012 afin de procéder au dépouillement des remarques enregistrées, une seconde réunion étant planifiée pour fin octobre 2012. Ainsi et à titre d’exemple, pour l’association ACF, Agriculteurs Composteurs de France, « les matières organiques ne donnent pas les mêmes garanties de qualité des matières entrantes, en particulier en terme de risques d’éléments trace ou d’indésirables. Dans la continuité du Grenelle, mais aussi pour préparer les applications des directives et règlements européens, dans la phase de révision d’une norme française, la France ne peut plus garder dans la même norme ces matières non triées à la source. Il faut profiter de cette révision 2012 de la NFU44051 pour sortir l’origine 5.b de la norme version 2012 ». En revanche9, côté Pouvoirs Publics, « le Ministère n'envisage pas de retrait du marché des produits répondant à la dénomination de type 5 puisqu'aucune alerte sanitaire n'a été signalée. Il n'est pas en faveur du développement d'une norme séparée pour ce type de produits. Mais il demande que ces produits soient clairement identifiés et étiquetés dans la future norme. Il demande que soit interdit le mélange de produits répondant à la dénomination de type 5.a et de produits répondant à la dénomination de type 5.b. Il informe les participants de la mise en place, sur ces produits, d'un plan de suivi par le MAAF. La DGPAAT propose que les produits répondant à la dénomination de type 5b ne puissent être constitués que de fraction fermentescible des ordures ménagères résiduelles et des déchets verts acceptés comme structurants ». A noter que lors de la discussion qui suivit cette présentation, il a été envisagé d’étudier avec soin l'exclusion des déchets agro-alimentaires de la composition des produits de la dénomination de type 5b au profit des seules OMR (ordures ménagères résiduelles). Enfin point positif pour le devenir des composts issus d’usines de TMB, il a été admis que « la qualité des composts issus de tri mécano-biologique se rapproche de celle des produits issus de déchets collectés sélectivement, en particulier pour les critères chimiques; des progrès restant encore à faire sur le taux d'inertes ». En parallèle, il faut noter que les acteurs de la fertilisation ont souhaité se regrouper dans une seule structure de normalisation, afin de renforcer : (1) la position de ce secteur auprès des pouvoirs publics nationaux et européens, (2) la cohérence de la normalisation sur l’ensemble de la fertilisation, et enfin l’optimisation du temps de travail des experts.

8 Vade-mecum des Traitements Mécano-Biologique des déchets ménagers, ASTEE 2012 9 Avis du ministère de l’Agriculture (Mmes GUILHOU et MARTHON-GASQUET) - Compte Rendu de la réunion du 27 juin 2012 de la commission AFNOR U44A


Pour mémoire et jusqu’à présent, la normalisation des matières fertilisantes et supports de culture était gérée par 2 instances, à savoir : (1) pour les engrais et amendements minéraux basiques par le Bureau de Normalisation des Amendements Minéraux et Engrais (BNAME), et (2) pour les amendements organiques et supports de culture par la Commission AFNOR-U44A. Mais, depuis le 1er juillet 2012 et en application de la décision d’agrément de ce nouveau Bureau nommé « Normalisation des matières fertilisantes, des supports de culture, des paillages, de leurs composants et de leurs additifs, ainsi que des méthodes permettant de les caractériser » au Bulletin Officiel du ministère de l’Economie et des Finances, c’est le BN FERTI qui pilote les travaux en cours du BNAME et de la commission AFNOR-U44A.

� Elaboration d’un fascicule CCTG (Cahier des Clauses Techniques Générales) relatif à la construction des installations de trai tement mécano-biologique

Dans la lignée du fascicule n°85 relatif à la const ruction d’installations de broyage de déchets ménagers, document d’application obligatoire publié en 1985 et aujourd’hui abrogé, mais également d’autres référentiels plus récents10, un nouveau fascicule (actuellement sans numéro) est en cours d’élaboration. Ce document, dont la rédaction a commencé en 2009 sous l’égide conjointe des ministères de l’Economie, des Finances et de l’Ecologie11, vise à définir les règles générales applicables à la construction d’installations de traitement mécano-biologique. Son élaboration est conforme à la logique du Cahier des clauses administratives générales applicables aux marchés publics pour les travaux (CCAGT) et du Cahier des Clauses Techniques Générales Travaux (CCTGT). Il fait l’objet d’une mission confiée à la FNADE. L’objectif de ce référentiel, dont la publication est annoncée pour fin 2013, vise à définir « les process de TMB … sur l’ensemble de la chaîne de collecte et de traitement des déchets ménagers et autres déchets non dangereux avec en amont ou en aval différentes opérations de prévention, recyclage et valorisation ». Document de référence pour les collectivités, ce fascicule s’applique à la rénovation, l'extension ou la mise en conformité de ces installations et concerne l’ensemble des déchets reçus dans les installations de TMB (ordures ménagères résiduelles, déchets industriels banals organiques, autres biodéchets collectés sélectivement, certaines boues de station d'épuration et, en tant que structurant carboné, déchets verts). Document essentiel du marché des TMB, ce fascicule est approuvé par arrêté du ministre chargé de l’économie et des ministres intéressés, et fixe les dispositions techniques applicables à toutes les prestations d’une même nature. Il s’impose donc à l’ensemble des prestations exécutées pour des collectivités dans le domaine de la construction d’usines de TMB (études, travaux, mise en service, réception…).

10 En particulier le récent Fascicule n°82 du CCTG du 26/06/2008 relatif à la construction d'installa-tions d'incinération de déchets ménagers et de tous autres déchets non dangereux avec valorisation énergétique et/ou matière ainsi que les installations dans lesquelles il est procédé à l’incinération con-jointe de ces déchets et de déchets d’activités de soins à risques infectieux (DASRI). Peut également être cité le Fascicule n°70 relatif aux ouvrages d’ assainissement (réseaux & ouvrages de recueil, de restitution et de stockage des eaux pluviales)ou le Fascicule n°81 pour la construction d'installation s de pompage pour le relèvement ou le refoulement des eaux usées domestiques, d'effluents industriels ou d'eaux de ruissellement ou de surface, mais également pour la conception et l’exécution d'installa-tions d'épuration d'eaux usées. 11 Arrêté du 30 mai 2012 relatif à la composition du cahier des clauses techniques générales appli-cables aux marchés publics de travaux de génie civil.


2.2.3. Comparaison des valeurs limites concernées

Afin de disposer d’éléments de comparaison, le tableau suivant présente les valeurs seuils proposées par le projet EoW, les recommandations de l’ECN et la norme française NFU44051 :

Valeurs seuils des paramètres limites

Projet EoW (août 2012)

Charte qualité ECN (2011)

NFU44051 (2006)

(MO/MS) en % 15 15 -

(MO/MB) en % - - 20 ou 25

As en mg/kg MS - - 18

Se en mg/kg MS - - 12

Cd en mg/kg MS 1,5 1,3 3,0

Cr en mg/kg MS 100 60 120

Hg en mg/kg MS 1,0 0,45 2,0

Ni en mg/kg MS 50 40 60

Pb en mg/kg MS 120 130 180

Cu en mg/kg MS 100 200 (>110 D) 300

Zn en mg/kg MS 400 600 (>400 D) 600

(inertes/MS) en % 0,5 0,5 -

(films + PSE*)>5mm en % de MS - - 0,3

autres plastiques>5mm en % MS - - 0,8

verre+métaux>2mm en % MS - - 2,0

graines viables 2/litre 2/litre -

Salmonella absence dans 25 g absence dans 25 g -

E. Coli en CFU/g matière brute** 1000 - 1000

Entérocoques CFU/g matière brute** - - 100 000

PCB7 en mg/kg MS (∑ PCB 28, 52, 101, 118, 138, 153,180) 0,2 - -

HAP 16 en mg/kg MS 6 - 4 (fluorenthène)

PCDD/PCDF*** en ng I-TEQ/kg MS 30 - -

PFC en mg/kg MS (∑ PFOA et PFOS)**** 0,1 - -

* plastiques souples majoritairement en polyéthylèn e ** Colonie Formant Unité *** dibenzo-p-dioxin es et dibenzo-p-furanes polychlorés (PCDD/PCDF) **** perfluorooctan e sulfonate (PFOS) et acide perfluorooctanoique (PF OA)

Tableau 3 : Comparaison des valeurs seuil du compost

Il apparaît notamment d’importantes différences sur les seuils en cuivre et zinc, oligoéléments pourtant essentiels en agriculture. En outre, les exigences communautaires sont supérieures aux seuils de la norme française pour les inertes, et divers paramètres chimiques dont les PCD et les PFC font leur apparition sans justification en termes d’évaluation de risques sanitaires.


2.2.4. Cas des teneurs en cuivre et zinc

� Dans les OMR

Sur la base d’analyses récentes et comme le montrent le tableau et le graphique ci-dessous, les teneurs en cuivre et zinc des composts issus d’usines de TMB ne posent pas de problèmes :

Critères de la Norme NF U44-051

en mg/kgMS

Année 2011

Année 2011

Année 2011

Année 2010

Année 2010 Année 2012

Varennes -Jarcy Calais Fos-sur -

Mer Valence

SBV Valence

BRB Trivalandes Trivalonne

TMB avec méthanisation sur

procédé VALORGA TMB sans méthanisation

Analyse Seuils Valeur moyenne Valeur fourchette

Cuivre total (Cu) 300,00 104,21 71,06 123,65 131,06 169,83 139 à 170 134 à 248

Zinc total (Zn) 600,00 335,44 241,38 416,50 295,54 399,03 495 à 516 443 à 471

Tableau 4 : Comparaison des teneurs en Cu et Zn des composts de TMB sur 7 usines (données exploitants)

Figure 1 : Comparaison (en % à la norme) de la teneur en Cu et Zn des composts de TMB sur 5 usines

� Cas des matières fertilisantes issues des déjection s porcines

En agriculture, cuivre et zinc constituent des éléments d’intérêt nutritionnel12 pour les animaux d’élevage et plus particulièrement les porcs13. Aussi et pour ne pas prendre de risque d’exploitation, les teneurs des aliments des porcs à l’engrais ont-elles souvent été considérées comme excessives, avec par exemple pour le cuivre, des valeurs jusqu’à 12 fois les besoins du porcelet et du porc charcutier. Aussi, les lisiers de porc sont-ils de longue date bien pourvus en cuivre et zinc, avec des concentrations comprises entre 700 et 2g/kg MS pour un lisier de post-sevrage. Au début des années 2000, diverses études mettent en évidence une augmentation de la teneur (sur sec) en cuivre et zinc des fumiers, la concentration en zinc pouvant ainsi atteindre des valeurs voisines de 700 mg/kg MS après compostage. De telles valeurs ont

12 Teneurs en éléments-trace métalliques des aliments et des lisiers de porcs à l’engrais, de truies et de porcelets - P. LEVASSEUR et al - Institut Technique du Porc, Pôle Techniques d’Élevage - 2001. Journées Rech. Porcine en France, 33, 57-62. 13 L’objectif est de maximiser la production, avec des performances de croissance pouvant atteindre le ratio de 843 g/j.


alors posé problème compte tenu des exigences de la norme NFU 44-051 qui, pour le zinc, fixe le seuil tolérable à 600 mg/kg MS. Mais, dans l’objectif de limiter les risques environnementaux dus à l’accumulation de éléments-traces métalliques dans les sols agricoles, le règlement européen n°1334/2003 a imposé des réductions des teneurs en cuivre et zinc des aliments. Ainsi pour les porcs charcutiers, alors que 175 ppm de cuivre étaient autorisés jusqu’à un âge de 16 semaines et 100 ppm de la 17ème semaine à 6 mois, ces seuils ont été réduits à 25 ppm sur toute la phase d’engraissement. Pour le zinc, les teneurs maximales admissibles dans les aliments sont désormais de 150 ppm contre 250 ppm auparavant. Néanmoins, malgré cette baisse imposée par la réglementation européenne, les teneurs en cuivre et zinc des composts produits à partir de lisier porcin sont souvent critiques. C’est pourquoi la norme française NFU44051 a prévu une dérogation sur les valeurs seuils exprimées sur la matière organique (MO) comme suit :

mg/kg MS mg/kg MO

Cu 300 600

Zn 600 1 200

� Cas des sols naturels riches ou pauvres en cuivre e t zinc

Autre cas de figure susceptible de poser des difficultés, certains sols14 peuvent être, naturellement ou non, riches ou très pauvres15 en cuivre ou zinc. Considérant le cas du cuivre, cet élément est présent naturellement dans les roches et les sols mais en quantités faibles (la valeur médiane est d’environ 14 mg/kg et 95% des valeurs sont inférieures à 54 mg/kg). Les sols formés dans des roches magmatiques basiques riches en minéraux ferromagnésiens contiennent de grandes quantités de cuivre. Les roches granitiques sont également riches en cuivre, surtout lorsqu’elles ont subi une minéralisation additionnelle. En effet16, s’il existe des zones déficientes en cuivre disponible pour les plantes (Landes de Gascogne, Vosges, grande partie du Massif central, Sologne, sud de la Bretagne), certaines terres cultivées de manière intensive se caractérisent par leur richesse relative en cuivre disponible (nord du Bassin parisien, grand Sud-Ouest, Beauce et régions viticoles et arboricoles (Bordelais, Languedoc-Roussillon, pourtours des vallées de la Saône et du Rhône). Si, pour les régions viticoles, le cuivre en excès provient de son utilisation dans les produits phytosanitaires (bouillie bordelaise), au nord et à l’ouest de la Bretagne, ce sont les lisiers de porc qui sont responsables. En revanche, à l’exception des sols viticoles, les teneurs en cuivre sont nettement déficitaires dans les sols de Champagne (Aube, Haute-Saône). Le cas des sols naturellement enrichi en cuivre, comme ceux des Antilles françaises, de l’Île de la Réunion ou du Massif Central, qui, par leur origine volcanique, présentent fréquemment des teneurs relativement élevées en éléments traces métalliques peut être souligné. Zinc et cuivre s’accumulent en effet relativement dans les sols selon leur degré d’altération, en même temps que le fer. C’est pourquoi, pour établir des dérogations spécifiques, les Ministères élaborent actuellement un arrêté relatif aux teneurs limites modifiés pour l'Île de La Réunion, mais aussi pour d'autres zones telles que le Cantal et l'Indre.

14 Baize D. et Tercé (coord.), 2002. Les Éléments traces métalliques dans les sols – Approches fonc-tionnelles et spatiales. Paris : INRA Éditions, 570 p. 15 Les agriculteurs qui suspectent une carence peuvent réaliser des apports au sol cu 16 L’état des sols de France 2011 - http://www.gissol.fr/RESF/Rapport_BD.pdf


Enfin, dans le but de souligner le cas particulier du cuivre et zinc qui sont des éléments majeurs de la composition des sols (avec le fer et l’aluminium), sont rappelées ci-après les critères d’innocuité de la norme NFU44051 applicables aux éléments trace métalliques :

Figure 2 : Comparaison des valeurs limites en ETM de la norme NFU44051 en mg/kgMS

2.2.5. Perspectives

En synthèse et dans une première analyse de courte portée, il apparait donc un avenir relativement incertain pour le statut des composts issus de TMB. En effet, même si de façon officielle la France affirme son souhait de poursuivre la valorisation du compost produit sur OMR sans plan d’épandage, la révision engagée de la norme NFU44051 couplée au projet de définition d’un statut pour le « end of waste » européen mettent en péril la situation française. En revanche et dans le cadre d’une analyse plus globale, on se rappellera de façon opportune que, depuis l’historique Directive 1986/278 relative à la valorisation agricole des boues, divers projets ont été élaborés et proposés par la Commission européenne pour encadrer la valorisation de matières fertilisantes produites à partir de déchets fermentescibles. Restés sans suite à ce jour, 3 projets ont été portés par la Commission européenne pour la révision de la directive relative à la valorisation agricole des boues. Ces « drafts » ont été mis en enquête publique entre 1999 et 2000 (projet n°1 du 4/10/1999, n°2 du 12/01/2000 et n°3 du 27/04/2000), suivis par 2 projets de directive relative à la qualité des biodéchets (n°1 du 20/10/2000 et n°2 du 27/04/2 001). Ainsi est-il possible d’anticiper que le présent projet « end of waste » pour définir la qualité des composts, actuellement en discussion, connaisse le même sort et ne fasse donc l’objet d’aucune validation au niveau communautaire pour devenir applicable aux Etats membres. En outre et en application du principe communautaire de subsidiarité, la France demeure maître des règles applicables aux plans d’épandage, disposition très spécifique à l’Hexagone et sans équivalence dans les pays du front anti-TMB. Autre facteur de nature à impacter le cadre réglementaire applicable aux matières fertilisantes (dont les composts), la révision actuellement engagée du règlement communautaire n°2003/2003 relatif aux engrais minér aux.


Cette procédure est par ailleurs couplée à une réflexion en cours dont l’objectif vise à simplifier les échanges commerciaux intra-communautaires des intrants agricoles. Par ailleurs, avec près d’une centaine d’installations de TMB en fonctionnement et/ou en construction ou en projet (cf. § 2.4.1), la France constitue un poids lourd du secteur qui, sous réserve d’amélioration de la qualité des composts d’OMR principalement en termes d’inertes, devrait pouvoir conserver sa filière spécifique. Enfin, les impacts possibles de ce projet européen sur la filière de recyclage des boues d’épuration, en France comme dans de nombreux autres pays (Grande Bretagne, Espagne, Italie, Suède, Danemark) devraient aussi susciter des oppositions des acteurs concernés. Et « last but not least », des aspects strictement techniques seraient susceptibles de compromettre la mise en œuvre du projet européen. En effet, les résultats issus des travaux entrepris depuis le début des années 2000 par le Comité Européen de Normalisation (« CEN TC 400 Horizontal ») en vue de procéder à l’élaboration de standards horizontaux pour l’analyse de micropolluants dans diverses matrices organiques (boues d’épuration, composts, digestats, biochars…) apparaissent très contrastés, soulignant la grande difficulté à développer des méthodes analytiques fiables, robustes et applicables à une large palette de matières fertilisantes. En conséquence, soumis de longue date à des tensions constantes, l’avenir du secteur de la transformation biologique des déchets en vue de produire un compost valorisable en agriculture en France ne semble pas compromise à court et moyen termes.


2.3. Analyse bibliographique des travaux relatifs à la qualité et l’utilisation de composts et digestats urbains

2.3.1. Méthodologie et bibliographie

La recherche et l’identification d’études récentes relatives à la qualité des composts élaborés industriellement à partir de déchets organiques urbains (ordures ménagères résiduelles (OMR), boues de stations d’épuration…) a permis d’identifier une petite dizaine de travaux, lesquels permettent ainsi de disposer d’un état des lieux relativement exhaustif sur la question de la qualité des composts urbains produits par des installations de traitement biologique des déchets. Le tableau ci-après énumère les études qui ont été analysées :

Année Titre Commanditaire

2007

Audit des plates-formes de compostage de déchets organiques en France avec analyse de composts, d'eaux de ruissellement et bilan des aides ADEME au compostage des déchets verts

ADEME

2007

Compost et digestat en Suisse Étude n°1 : Micropolluants organiques dans le compo st et le digestat Étude n°2 : Influences des composts et des digestat s sur l’environnement, la fertilité des sols et la santé des plantes

Office fédéral de l’environnement Suisse

2010 Programme Qualiagro de suivi aux champs de la qualité agronomique et de l’efficacité de diverses matières fertilisantes résiduaires

INRA et VEOLIA

2011 Qualité agronomique et sanitaire des digestats ADEME et Ministère de l’Agriculture

Etude TMB "les TMB, des outils flexibles en réponse aux contraintes locales" FNADE et ADEME

2012 Etude comparative de la qualité de composts et de digestats issus de la fraction fermentescible d'OM, collectées séparément ou en mélange

INERIS

2012 Etude de la qualité des composts en Europe Commission Européenne

en cours Expertises d'installations de traitement biologique d'ordures ménagères ou de biodéchets ADEME

Tableau 5 : Caractéristiques des études relatives à la qualité des composts urbains

2.3.2. Audit des plates-formes de compostage de déc hets organiques en France avec analyse de composts, d'eaux de ruissell ement et bilan des aides ADEME au compostage des déchets verts

Cette vaste étude, conduite sur une durée de 18 mois par un groupement formé de 9 partenaires (Biomasse Normandie, Awiplan, RITTMO, LDAR, APESA, Biophyt, Divergent, GIRUS, Orgaterre) de janvier 2006 à juin 2007, a visé à obtenir un panorama complet de l’activité du compostage des déchets urbains (déchets verts, boues d’épuration, biodéchets des ménages, et enfin, autres déchets organiques) en France. Il faut cependant souligner l’exception notable des ordures ménagères résiduelles, alors supposées inaptes par l’ADEME pour obtenir un compost de qualité.


Plus précisément, après inventaire exhaustif des sites de compostage, une analyse détaillée des 100 plateformes sélectionnées a été réalisée afin d’établir un bilan technico-économique des principales caractéristiques et performances des installations. Des prélèvements de composts et d’eaux de ruissellement ont été effectués en phase 5 de l’audit. Une centaine de composts et 200 lixiviats collectés ont ainsi été analysés du point de vue de leur efficacité agronomique et de leur innocuité. La phase 6 a enfin permis d’effectuer une analyse des données obtenues afin de proposer des recommandations. Les résultats de cet audit, jamais publiés17, ont mis en avant que : - sur une production de 620 000 t de produits finis, 80% est constituée par des fertilisants

organiques (composts, composts formulés, engrais organiques), le solde étant valorisé sous forme de supports de cultures et matériaux de paillages,

- les caractéristiques agronomiques (valeur fertilisante et neutralisante) des composts

sont intéressantes et, « plutôt secs, ces produits contiennent des teneurs élevées en matière organique et une concentration qui renforcent l’intérêt agricole, certains produits dépassant les seuils des normes ». Le tableau ci-dessous présente une synthèse des données agronomiques obtenues :

Unité Déchets verts

Boues d’épuration

Biodéchets des ménages

Autres déchets

Nombre d’échantillons 45 20 15 18 Matières sèches

g/100g MB (matière brute)

59 65 63 55 Matières organiques 46 52 40 55

Azote organique 1,4 1,9 1,6 2,2

Azote ammoniacal 0,1 0,4 0,1 0,2

Phosphore (P2O5) 0,6 3,4 1,1 1,6

Potasse (K2O) 1,4 1,0 1,7 2,7

Chaux (CaO) 7,8 8,8 8,6 8,4

Magnésie (MgO) 0,7 0,7 0,8 0,7

pH - 8,3 7,6 8,3 8,1

Tableau 6 : Synthèse des données agronomiques obtenues par l’audit ADEME de 2007

- en termes d’innocuité, « les composts respectent les seuils des normes NFU, quelques valeurs, notamment pour les déchets verts, augmentent sensiblement la moyenne (mercure, plomb…) ». Pour les composés traces organiques, aucune pollution n’est relevée. Pour les critères microbiologiques, 3 sites de compostage de déchets verts et de biodéchets dépassent le seuil de la norme NFU44-051 pour la salmonelle et 6 composts de boues d’épuration ne respectent pas les seuils de la norme NFU44-095. Pour les agents pathogènes (œufs d’helminthes), 2 composts de boues d’épuration ne sont pas conformes. Pour les impuretés visuelles (indésirables), les composts respectent la norme NFU44-051 mais l’on peut constater une teneur élevée en matières minérales grossières (cailloux/terre) dans les composts de déchets verts et de biodéchets, ce qui peut dans certains cas « diluer » sensiblement la matière organique et occasionner des difficultés

17 Les données présentées sont issues de la présentation faite à l’ASTEE le 2 octobre 2008 par l’un des bureaux d’études.


vis-à-vis des normes (qui exigent une concentration minimale, variable selon le type de compost fabriqué).

- l’agriculture constitue l’exutoire majeur des composts, mais services municipaux,

paysagistes et particuliers écoulent également une partie du produit.

En synthèse, cet audit, le premier du genre conduit en France sur des plateformes de compostage (et jamais renouvelé depu is), a permis d’établir un état des lieux relativement représentatif du secteu r organique, à l’exception notable des composts sur ordures ménagères résiduel les (OMR) et des digestats issus de la transformation anaérobie de b oues d’épuration ou d’OMR.

2.3.3. Audit du compost et du digestat en Suisse

Réalisée à la demande de l’Office fédéral de l’environnement OFEV en 2007, cette étude se divise en 2 volets, l’un consacré aux teneurs en micropolluants organiques dans le compost et le digestat, et l’autre aux influences des composts et digestats sur l’environnement, la fertilité des sols et la santé des plantes. Dans ces travaux, des échantillons de compost, de digestat et de jus de pressage issus de déchets organiques collectés sélectivement ont été prélevés sur 32 installations de compostage et 7 installations de méthanisation en Suisse (pour une production totale de 0,8 Mt/an de compost). Ces installations sont représentatives de divers procédés : par compostage en plein air (19 andains triangulaires et 3 andains tabulaires), par méthanisation thermophile (6), combinaison méthanisation et compostage (5), compostage en boxes aérés (3), compostage en halle (2), méthanisation mésophile (1) et vermicompostage (1). Pour la première étude, l’influence de divers paramètres (1- nature du traitement, à savoir, aérobie ou anaérobie ; 2- caractéristiques des intrants ; 3- aire urbaine ou rurale et 4- variabilité saisonnière) a été établie au moyen de tests statistiques non paramétriques qui ont mis en évidence qu’en matière d’innocuité des composts : - un large cocktail a été identifié (avec des substances au µg par kg de matière sèche

pour les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), polychlorobiphényles (PCB), dibenzo-p-dioxines et dibenzo-p-furanes polychlorés (PCDD/PCDF), PCB de type dioxine, retardateurs de flamme bromés, composés alkylés perfluorés (PFA), produits phytosanitaires, phtalates et paraffines chlorées), mais le nonylphénol (NP) n’a pas été détecté,

- les teneurs les plus importantes ont été observées pour les HAP (600 à 12 470 µg/kg de

MS), un quart des échantillons dépassant la valeur indicative applicable au compost de 4000 µg/kg MS,

- les digestats présentent en général des concentrations en micropolluants organiques

supérieures à celles du compost, à l’exception des PCB, des PCDD/PCDF et des PFA, - l’analyse de risque écotoxicologique réalisée pour les PCDD, HAP et PCB a permis

d’exclure tout risque inacceptable et, dans l’ensemble, les résultats ont indiqué que « la dissémination de micropolluants organiques par épandage de compost ou de digestat


ne présente aucun risque immédiat pour le sol. Mais les lacunes importantes affectant les connaissances sur les écosystèmes terrestres empêchent d’exclure tout effet néfaste ».

Pour la seconde partie de l’étude, l’influence des divers paramètres a permis de d’établir des « Recommandations pour les collaborateurs des installations de méthanisation et de compostage » qui précisent en autres que : - « le système de compostage n’influencent pas de man ière déterminante la qualité

des produits. Les deux principaux facteurs responsa bles pour les propriétés des composts et digestats sont les intrants utilisés et la conduite du processus »,

- « la qualité des intrants joue un rôle important su r la teneur en matières

indésirables, en particulier en plastiques, des com posts produits. Des infrastructures techniques, comme les aspirateurs à plastiques, peuvent permettre d’améliorer en partie la situation; toutefois, pour obtenir un compost exempt de corps étrangers, la méthode la plus efficace est de ne travailler que des intrants ne contenant pas ces matières. Outre cet aspect, les intrants utilisés influencent principalement la teneur des composts et digestats en éléments nutritifs et la salinité des produits. En ce qui concerne ce dernier point, une évolution claire peut être observée selon la période de livraison des intrants, les composts d’été étant plus riches en sels que ceux d’hiver. De manière générale, les eaux de pressage sont sensiblement plus riches en éléments fertilisants et en sels que les digestats et les composts, à l’exception du calcium.».

- « il est possible de produire du compost de qualité à partir de digestat. Certains points

sont cependant à observer pour réaliser avec succès cette opération : le point le plus important est la conduite de l’humidité. Si le digestat frais s’assèche, l’azote minéral, présent sous forme d’ammonium, est perdu sous forme gazeuse (ammoniac). Pour éviter ceci, il est indispensable d’avoir une humidité suffisante de son produit ».

- « le post-traitement de digestat nécessite entre 6 et 8 semaines. Ainsi, le temps

nécessaire au compostage n’est pas réduit par une méthanisation, seules les molécules facilement dégradables étant attaquées par ce processus. Une place suffisante pour le post-traitement du digestat doit donc être prévue lors de la planification d’une telle installation ».

En synthèse, ces deux études conduites en Suisse on t permis d’établir un état des lieux relativement représentatif de la qualité et de l’efficacité de diverses matières fertilisantes organiques, à l’exception no table des composts sur ordures ménagères résiduelles (OMR) et des digestat s issus de la transformation anaérobie de boues d’épuration ou d’ OMR, puisque ceux-ci ne sont plus produits en Suisse depuis de nombreuses a nnées.

2.3.4. Etude de la qualité agronomique et sanitaire des digestats

Il s’agit d’une étude réalisée pour l’ADEME et le Ministère de l’Agriculture par RITTMO Agroenvironnement, Uteam, FIBL, INERIS, LDAR. Cette étude a identifié 168 types de digestats distincts dont 110 proviennent en direct de l’enquête menée par les bureaux d’études. Sur ce panel, seules 31 analyses sont en provenance d’usines situées en France (à rapprocher des 90 valeurs obtenues en


Allemagne, soit 3 fois plus !). Près de 70% des digestats étudiés sont issus de procédés en « infiniment mélangé », avec des températures de digestion anaérobie mésophiles (35-40°C) pour 66% des données recueillies. Sur les 168 données, 46 sont relatives à des boues d’épuration, 15 à des digestats sur OMR ou biodéchets, le solde concernant des digestats agricoles à base de déjections animales et de matières végétales. L’échantillon relatif aux digestats de TMB concerne 10 unités alors que les biodéchets ne concernent qu’une seule usine. Le tableau ci-dessous détaille les caractéristiques des unités concernées par les échantillons de digestats analysés :

Catégorie Type MS initiale Prétraitement MS

introduite Technologie

Déchets solides

Biodéchets 20-40 % Tri/Broyage 20-40 % Piston sec

Dilution/pulpage 8-12 % Infiniment mélangé

OMR (FFOM) 50-70 % Tri/Broyage/Dilution 20-40 % Piston sec

Tri / Broyage 50-70 % Batch

Déchets agroalimentaires

Déchets de restauration

10-20 % Hygiénisation/ pulpage 10-12 % Infiniment

mélangé

Tableau 7 : Caractéristiques des installations étudiées

En matière d’innocuité, le tableau ci-après illustre les différences entre digestats :

Digestats de FFOM

compostés avec déchets verts Boues de station

d’épuration digérées Digestats agricoles et

agroalimentaires

Seuils NFU 44051 et

44095

nombre de sites 19 non précisé 4

nbre analyses 19 22 18

Paramètres unités moy méd min max moy méd min max moy méd min max

Fluoranthène

µg/kg MS

521 460 400 764 466 370 77 1630 94 55 4 383 4000

Benzo(b)fluoranthène 235 235 130 340 272 191 50 970 59 50 4 164 2500

Benzo(a)pyrène 203 205 130 272 228 173 50 770 61 36 4 164 1500

Somme des 7 PCB non requis 218 140 67,8 880 non requis 800

Tableau 8 : Caractéristiques des analyses de composés organiques réalisées

Quant aux caractéristiques agronomiques, le nombre de résultats analytiques exploitables obtenus pour les digestats issus de TMB est présenté pour chacun des paramètres dans le tableau suivant :


Figure 3 : Caractéristiques des analyses agronomiques réalisées

Il faut enfin souligner que cette étude a analysé et synthétisé dans des fiches un total de 86 articles et études relatives aux digestats.

En synthèse, cette étude a permis de mettre en évid ence la qualité de divers digestats. Initiée par les Pouvoirs Publics dans la perspective du développement d’une norme française spécifique pour les digestats permettant d’éviter la phase de compostage postérieure pour un e conformité à la norme produit NFU44051, cette étude a souligné la grande variété des qualités de digestats produits en France et à l’étranger. Ce projet de norme « digestats » apparaît complexe compte tenu de l’hétérogénéité des résultats analytiques.

2.3.5. Etude intitulée "Les TMB, des outils flexibl es en réponse aux contraintes locales"

Cette étude, réalisée par le Bureau d’études BIPE pour la FNADE et l'ADEME sur des données relatives aux années 2009/2010/2011, a permis d’établir des comparaisons entre les pratiques de traitements biologiques des déchets entre différents Etats Membres, ce qui illustre les choix stratégiques propres à chaque pays. Ainsi, le tableau ci-dessous (congrès FNADE du 21 juin 2012) met en évidence les divers dispositifs à caractère réglementaire mais également facultatif (système assurantiel) mis en œuvre dans 4 pays voisins de la France :

Pays Système réglementaire

Espagne Décret Royal Fertilisants - 3 classes de qualité (A, B, C)

France Une norme NFU 44-051 mais pas de système de certification

Allemagne Système de certification RAL

Royaume Uni Système de certification PAS 110 et PAS 100 + QCP Tableau 9 : Dispositif réglementaire et assurantiel relatif à la qualité des composts et digestats


Le graphique ci-dessous permet quant à lui de souligner la très faible proportion de composts produits à partir de digestats d’installations de méthanisation en France (comme au Royaume Uni et en Espagne), au regard des tonnages correspondants en Allemagne, pays se caractérisant par le nombre très élevé d’unités de méthanisation (plus de 7000) :

Figure 4 : Origine et production de compost en kg/hab/an dans 4 pays européens

En synthèse, cette étude, menée sur 4 pays de l’UE, a permis de mettre en évidence les différences de stratégie (en termes de collecte, de fiscalité et d’assurance qualité en particulier) en matière de r ecyclage des déchets organiques. Les filières de compostage et de méthan isation sur déchets ménagers apparaissent ainsi très contrastées sur l’ échantillon étudié.

2.3.6. Etude JRC conduite au niveau européen, 2011- 2012

Comme détaillé plus haut dans ce rapport, la Commission européenne a engagé une étude appuyée sur une campagne d’échantillonnage et d’analyse afin de proposer des critères de qualité pour les composts et digestats. Dans son dernier document daté d’août 2012, la Commission a précisé la méthodologie employée18. Ainsi, un total de 120 échantillons (constitué par des composts issus de la fraction fermentescible des ordures ménagères (FFOM), de déchets verts, de boues de STEP, d’effluents d’élevage…), dont 35 français (la France étant le plus important contributeur), a été analysé par ce service spécialisé de la Commission Européenne. Pour la filière globale de production de compost à partir de TMB (avec ou sans méthanisation), le graphe ci-dessous met en évidence le rôle de la France, suivi par le Portugal et le Royaume Uni :

18 Technical report for End-of-waste criteria on Biodegradable waste subject to biological treatment - Third Working Document, August 2012 – IPTS Seville, Spain


Figure 5 : Détail des échantillons fournis par les Etats Membres

Pour la filière de production de compost à partir de TMB avec méthanisation, le graphe ci-dessous met en évidence le rôle de 3 pays (France, Finlande et Pays Bas) :

Figure 6 : Détail des échantillons de compost de TMB avec méthanisation fournis par les Etats Membres

A noter par ailleurs que de nombreuses analyses ont été conduites par le JRC sur des substances actuellement non réglementées en France pour les matières fertilisantes (en particulier les dioxines, les PBDE, les muscs polycycliques (tonalide et galaxolide), le


perfluorooctane sulfonate (PFOS), l’acide perfluorooctanoique (PFOA), et l’acide perfluorononanoique (PFNA)), le taux d’inertes (verre et plastique), qui constitue un paramètre essentiel de la norme française NFU44051, n’a pas été pris en compte dans les recherches. Enfin, en comparaison avec le document précédent du JRC (automne 2011), de nouveaux seuils ont été créés pour les polluants organiques (PCB7, HAP16, PCDD/F et PCF). Dans ce document de travail en cours de validation, une dizaine de composts de TMB a été analysé, avec quelques dépassements sur certains paramètres comme le présente le tableau ci-dessous :

Nombre de non-conformités Observation

Métaux lourds Impuretés Polluants organiques

Déchets verts (n=25) Ni=1 ; Cu=1

-

valeurs élevées en HAP et dioxines

Biodéchets compostés (n=30) Ni=4 ; Cu=1

valeurs élevées en HAP

Compost de TMB (n=11)

Cr=1 ; Pb=4 Cd= 4 ; Ni= 1 nombreuses

pour Cu et Zn

7 sur 7 analyses valeurs élevées

en HAP

Boues compostées (n=18)

Cr=1 ; Cd=1 Ni= 1

nombreuses pour Cu et Zn

1 sur 3 analyses valeurs élevées en HAP et PCF

Biodéchets digérés (n=13)

Cd=1 nombreuses

pour Cu et Zn - -

TMB + métha (n=2) aucune représentativité

Tableau 10 : Détails des non conformités notées par le JRC (2012)

Le JRC en a conclu que les seuils en métaux lourds proposés étaient atteignables, donc les maintient, ce qui pose des difficultés pour les composts français. Point majeur, ce document n°3 autorise en liste pos itive les composts et digestats de boues et de TMB (3.03 Municipal solid waste - not s ource separated). Il faut par ailleurs constater que des seuils pour les polluants organiques (PCB7, HAP16, PCDD/F et PCF) ont été introduits avec un poids important, même si le JRC admet qu'aucune technologie ne garantit de la présence de polluants organiques. Le relèvement des seuils en Cu et Zn demandé par lors de la précédente réunion d’octobre 2011 n'a pas été pris en compte, le JRC argumentant qu'augmenter ces seuils ouvrirait la porte à d'autres matériaux contaminés comme les sacs plastiques non dégradables ou les peintures. Enfin, il convient de constater qu’il n'est à priori pas prévu d'ajustement pour les régions ayant des teneurs déjà élevées en certains métaux lourds dans leurs sols (demande formulée par divers acteurs de la Région Réunion dans le cadre de la révision de la norme NFU44051 pour les seuils en Ni, Cu et Fe).


En synthèse, cette étude a permis de démontrer que des polluants organiques étaient susceptibles de contaminer de façon équival ente des composts de diverses origines. Le JRC reconnaît également qu'au cune technologie ne permet d’éviter leur présence dans les composts et digestats, autorisant ainsi dans la liste positive les composts et digestats de boues et de TMB. La campagne d’analyse conduite par le JRC a en outr e permis de valider le sérieux des analyses fournies par les installations françaises de TMB, le rapport soulignant que « les résultats d’analyses sur des échantillons résu ltant de prélèvements inopinés réalisés par les équipes d u JRC correspondent globalement très bien avec les résultats d’analyse des échantillons envoyés par les installations elles-mêmes ».

2.3.7. Etude comparative de la qualité de composts et de digestats issus de la fraction fermentescible d'ordures ménagères, collec tées séparément ou en mélange

Cette étude réalisée par l’INERIS a été motivée par les travaux engagés par la Commission Européenne sur les critères de sortie de statut de déchet (« end-of-waste ») pour les composts. Ce travail a été confié par le Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable, des Transports et du Logement à l’INERIS afin de faire un point sur la qualité de divers composts, à savoir, (1) de biodéchets collectés séparément et (2) d’OMR triées en usine afin de disposer d’éléments de comparaison. Sur la base d’un parc de 50 usines identifiées et des données acquises sur 30 plateformes (400 analyses relatives aux paramètres de la norme), ce sont 15 unités traitant des biodéchets collectés séparément, et 15 TMB qui ont été analysés. A noter que seuls 7 de ces 30 sites disposent d’une méthanisation préalable. Le premier tableau ci-dessous présente la synthèse des résultats relatifs aux ETM (Eléments Traces Métalliques), paramètre clef de l’analyse réalisée par le JRC. Les données font ainsi apparaître des teneurs très proches entre compost issus de collecte séparative et TMB :

Métaux Limites NFU44051

FFOM collecte séparative

TMB tri mécanique de la FFOM

Moyenne Écart-type Moyenne Écart-type

Arsenic 18 5,34 3,34 3,58 1,78

Cadmium 3 0,59 0,21 1,10 0,63

Chrome 120 26,4 9,9 43,0 16,1

Cuivre 300 65,7 32,4 128 53,3

Mercure 2 0,19 0,15 0,51 0,33

Nickel 60 17,1 6,1 26,1 8,7

Plomb 180 57,1 27,2 93,3 33,7

Zinc 600 230 79,4 356 110

Tableau 11 : Teneurs en ETM des composts analysés


On note par ailleurs que la moyenne en arsenic (18 mg/kg de MS = valeur limite de la NFU 44-051) est supérieure pour le compost de biodéchets que pour celui issu de TMB ! On soulignera à ce propos que le JRC n’a pas retenu cet élément pour fixer des seuils de concentrations dans les composts « end of waste ». Point intéressant à souligner, étudiée finement sur un Syndicat, il apparaît que « la collecte séparée des DEEE n’a pas eu d’influence significative sur les teneurs du compost en arsenic ou en sélénium. Les teneurs pour l’ensemble de ces éléments sont toujours inférieures à 35% des valeurs limites de la norme ». En revanche, des améliorations notables ont été enregistrées pour le cuivre et surtout le zinc. Autre point sensible, la teneur en indésirables qui souillent les composts. Le tableau ci-après illustre les différentes approches analytiques en matière de détermination des inertes, variables selon les différents pays européens, ce qui conduit à des résultats différents au niveau des résultats analytiques :

Norme NFU-44051 2006 (FR)

Ecolabel 2001 (UE)

BSI PAS 100 2005 (UK)

Proposition du JRC

Août 2012 Films, PSE > 5 mm 0,3 Autres plastiques > 5 mm 0,8 Verre, métaux > 2 mm 2 Verre, métal, plastique >2 mm et tout autre que pierres, cailloux

0,5 0,5 0,5

Tableau 12 : Comparaison des valeurs limites en inertes des composts dans différents référentiels

Les 2 graphiques ci-dessous démontrent que pour les films et PSE > 5 mm et pour les autres plastiques > 5 mm, le compost de TMB est en général conforme à la valeur seuil de la norme NFU4405119, à l’exception de rares échantillons hors norme, et qu’il est donc comparable au compost de biodéchets :

Figure 7 : Teneurs en films et PSE > 5 mm des différents composts

19 La norme NFU44051 d’application obligatoire fixe à 2% la limite pour « verre + métaux > 2mm », à 0,3% pour « films plastiques et PSE* » et 0,8% pour « autres plastiques ». (* PSE : films plastiques souples majoritairement en polyéthylène). A noter que le protocole analytique est défini par la norme U44164 sur les inertes et impuretés dans les composts, développée par le CEMAGREF de Rennes homologuée par l’Afnor en janvier 2004.


Figure 8 : Contenu en autres plastiques > 5 mm des différents composts

En synthèse de cette étude française, pour des trai tements de compostage après ou sans méthanisation, les résultats des anal yses en éléments traces métalliques (ETM), en composés traces organiques et en inertes effectués sur divers intrants (biodéchets et OMR), démontrent que la qualité de ces composts est équivalente et conforme aux exigences de la norme française NFU 44-051. La collecte sélective du biodéchet ne serait donc p as LA solution pour prévenir la présence de certains contaminants chimiques dans les composts produits à partir de déchets ménagers. Il convient pourtant de nuancer ce constat en notan t quelques dépassements sur certains ETM et sur les inertes.

2.3.8. Etude destinée à « comprendre les attentes e t réticences du monde agricole et des autres parties prenantes sur l’util isation de composts issus de déchets ménagers »

Cette étude, non publiée à notre connaissance, a été réalisée pour Veolia Propreté par Bruno Rebelle, dirigeant du Cabinet Transitions Strategy, Engineering and Communication for Sustainable Development. Les éléments de synthèse présentés ci-après sont issus d’une présentation datée de juillet 2012 lors des Assises des Déchets, les 3 et 4.07.2012, à Paris. A partir d’entretiens semi-directifs avec une vingtaine d’acteurs de divers horizons, plusieurs enseignements ont pu être formulés. En effet, acteurs agricoles (FNSEA, APCA, CA de Bretagne, SAF, FNAB, In Vivo), associations de défense de l’environnement (FNE, CNIID, WWF), associations de collectivités spécialisées (Compost plus, FNCC, AMORCE), acteurs industriels de l’agroalimentaire (CERAFEL, AGRIAL, TIPIAK, McDonalds, Carrefour) et enfin, Institutions (ANSES, ADEME, MEDDE, Min. Agriculture) ont précisé leurs attentes en matière de qualité des fertilisants organiques.


Parmi les éléments de conclusion présentés, on peut souligner : - l’intérêt de l’apport au sol de matière organique produite à partir de déchets

ménagers de façon conjointe avec la réaffirmation que les sols ne peuvent être un exutoire pour les déchets,

- l’existence de risques réels mais maîtrisables du retour au sol des composts d’OMR, - le caractère insuffisant de la norme NFU 44-051 en particulier sur certains

paramètres (ETM, pathogènes, impuretés, résidus médicamenteux). - et enfin, l’attente d’un dispositif d’assurance qualité reposant sur un tiers certificateur

gouverné par une instance associant directement les utilisateurs En synthèse, cette enquête française sur les condit ions d’acceptabilité des composts sur ordures ménagères résiduelles (OMR) a souligné la diversité des acteurs concernés par la problématique du retour au sol des composts urbains. Si des tensions pèsent sur la filière organique, en particulier sous la pression de représentants du monde agricole sur la création d’une norme spécifique pour le compost de TMB, il ressort que l’intérêt ag ronomique des matières fertilisantes issues de déchets urbains est en géné ral bien compris par tous.

2.3.9. Expertises d'installations de traitement bio logique d'ordures ménagères résiduelles et de biodéchets

Cet audit sous maîtrise d’ouvrage de l’ADEME a été lancé fin 2011 dans l’objectif de disposer d'expertises d'installations de traitement biologique d'ordures ménagères sur une sélection de 11 installations de gestion biologique des déchets ménagers et assimilés (dont plusieurs TMB). L’objet de cette investigation, conduite par le cabinet POYRY, est d’évaluer les résultats techniques et économiques de ces 11 installations, et de proposer des enseignements pour améliorer et capitaliser les expériences au bénéfice des projets d’installations à venir. L’entretien avec Philippe THAUVIN de l’ADEME a permis de préciser que « l’audit ADEME concerne les usines de Lille, Varennes-Jarcy, Le Robert, Calais et Saint-Lô, mais que les sites de Montpellier, Amiens et Marseille n’en font pas partie. Il ne sera pas terminé avant un l’été 2013. En outre, les résultats définitifs ne seront disponibles qu’en 2013, aucune donnée n’étant disponible à ce jour. »

En synthèse, cet audit français, en cours, devra pe rmettre de disposer de données précises sur le dimensionnement et le fonct ionnement d’unités récentes de traitement biologique des déchets.


2.3.10. Rappel des enseignements scientifiques acqu is par les essais agronomiques de longue durée réalisés en France sur des composts urbains (programme Qualiagro de l’INRA)

Programme français de recherche dédié à l’étude des impacts du compost urbain sur l’agriculture (qualité des sols et des cultures), QualiAgro est une opération collaborative montée entre l’Institut National de Recherche Agronomique (INRA) de Grignon et Veolia Environnement Recherche et Innovation. Initié en 1997 sur les parcelles expérimentales20 de Feucherolles (78), l'objectif de Qualiagro est de caractériser, à partir d'essais aux champs de longue durée (13 ans d’expérimentation en 2012) et de travaux en laboratoire, la valeur agronomique des composts urbains et de leurs impacts environnementaux, et ceci sur une longue durée afin d’évaluer la globalité des effets sur le long terme. Ce programme a également permis de préciser la pertinence de diverses méthodes pour évaluer la dynamique de transformation des apports organiques dans le sols, le tableau ci-dessous présentant les principaux outils disponibles :

Méthode Indicateurs Utilisation, Effet

Fractionnement biochimique (XPU 44-162) Indice de stabilité biologique Efficacité amendante (MO)

Incubations C (XPU 44-163) Proportion de Corg facilement minéralisable Effet sur activité biologique

Incubations N (XPU 44-163) N potentiellement disponible Valeur fertilisante N

Modélisation Paramètres du modèle Prévision C, N…

Test auto-échauffement, Solvita… Maturité des composts Gérer le procédé de

compostage

Test plantes Phytotoxicité Utilisation des composts en support de culture

Tableau 13 : Exemples d’outils et d’indicateurs disponibles pour la prévision de la dynamique de transformation des apports organiques

Parmi les nombreux résultats obtenus par Qualiagro, il convient de souligner que :

- l'épandage des composts urbains permet d'augmenter le rendement des récoltes au cours du temps,

- après 6 épandages de compost urbain sur maïs, le rendement atteint est identique à celui obtenu sur des parcelles uniquement fertilisée par de l’azote minéral apporté à dose optimale.

Ces résultats indiquent que les composts urbains peuvent potentiellement se substituer à une fertilisation minérale avec des rendements égaux sur maïs, les effets étant marqués sur le blé, avec certes des rendements en augmentation, mais inférieurs à ceux obtenus par fertilisation minérale.

20 Le protocole expérimental s’applique à une surface de 6 ha alternativement emblavée en blé ou maïs. Avec une fréquence d’épandage arrêtée à 2 ans, le compost est appliqué sur chaume de blé en fin d’été. Cette forte fréquence d’apport est supérieure aux conseils et aux pratiques classiques afin d’accentuer les effets des composts épandus. Les 5 traitements sont croisés avec 2 niveaux de fertili-sation minérale azotée (classique et faible). Le dispositif comprend 4 blocs, répétitions des différents traitements, soit 40 parcelles.


En termes de résultats agronomiques relatifs aux rendements des cultures après 10 ans et comme le démontrent les 3 graphiques ci-dessous, l'épandage de Produits Résiduaires Organiques (PRO) a engendré un effet positif significatif sur le rendement par rapport au témoin en l'absence de fertilisation azotée (+25%).

(en plein : cultures recevant une fertilisation azo tée optimale ; en hachuré : cultures ne recevant p as de fertilisation complémentaire) DVB : déchets verts; BIO : biodéche ts; FUM : fumier, OMR : ordures ménagères résiduell es, TEM :

témoin (fertilisation minérale classique)

Figure 9 : Rendements de grains exprimés en quintaux de MS/ha pour le maïs en 2008

(en plein les cultures recevant une fertilisation a zotée optimale, en hachuré les cultures ne recevant pas de fertilisation

complémentaire)

Figure 10 : Rendements en maïs (tiges et feuilles) exprimés en quintaux de MS/ha

Par ailleurs, une évolution positive du rendement des cultures suite à des épandages successifs est également constatée comme le montre la comparaison des rendements entre parcelles ne recevant que des PRO et parcelles témoins recevant de l'azote :


Figure 11 : Évolution des rendements relatifs des apports de compost sans fertilisation azotée par rapport au

traitement témoin avec fertilisation azotée optimale

De façon synthétique, ce programme de recherche a n otamment démontré l’intérêt agronomique d’apports de composts issus d es déchets ménagers fermentescibles. Ces apports permettent en effet, outre un accroisse ment du rendement des cultures, d’augmenter la teneur en matière organiqu e des sols agricoles, tout particulièrement en zones de grandes cultures sans apports de déjections

2.3.11. Autres travaux et documents

Enfin, peuvent également être cités d’autres travaux, plus ou moins anciens, mais toujours d’intérêt pour cerner la problématique et les enjeux liés à la valorisation du compost urbain :

- « Réflexions et pistes sur le traitement mécano-biologique » Cercle National du Recyclage, juin 2011 (57p) http://www.cercle-recyclage.asso.fr/images/stories/pdf2/dossier-tmb.pdf

- « Le traitement bio-mécanique des déchets : avantages, inconvénients, coûts et jeux

d’acteurs » Maud TAUVEL, 2006 (16p) www.agroparistech.fr/IMG/pdf/tauvel.pdf

- « Vade-mecum des Traitements Mécano-Biologiques des déchets ménagers »

ASTEE, juin 2012 (252p) http://www.astee.org/publications/bibliographie/collection/fichiers/presentation-et-BDC-TMB.pdf


2.4. Recensement des installations de TMB en France

2.4.1. Acteurs et intérêts divers du secteur du com post et des traitements biologiques des déchets

Si le domaine, relativement ancien, du compostage et du compost constitue l’objet majeur de diverses associations et organisations professionnelles, le plus récent secteur de la méthanisation s’est également fédéré autour de divers acteurs. En l’état actuel des acteurs majeurs21, le tableau ci-dessous présente leurs caractéristiques principales :

Nom de la structure Nature et Objectifs Qualité des membres Caractéristiques

METHEOR www.metheor.org

Association pour la Méthanisation Ecologique

des OM

Collectivités et firmes

environ 40 membres 0,8 Mt/an compost

11 usines

FNCC www.fnccompostage.fr

Association pour le Compostage des OM Collectivités 20 usines (3,5 Mhab)

1 Mt/an compost

COMPOST PLUS www.compostplus.org

Association pour le Compostage des

Biodéchets Collectivités

env. 10 membres + 10 usines (sur un total de 50 collectivités en collecte

séparative des biodéchets) 0,2 Mt compost

SYPREA www.syprea.org

Syndicat des Professionnels du

Recyclage en Agriculture Firmes

env. 10 membres+71 usines (5 Mm3 eaux usées IAA, 2 Mt boues épuration,

1 Mt compost*)

ARACQ www.compostqualite-rhone-

alpes.com

Association Pour la Qualité du Compost en

Rhône-Alpes

Firmes and Collectivités

env. 50 membres 25 usines

0,1 Mt compost

FNADE - Collège Biologique www.fnade.org

Syndicat professionnel des métiers du déchet Firmes env. 10 membres

ACF et AMF (Agriculteurs Composteurs et

Méthaniseurs France) www.composteursdefrance.com

Association pour le Traitement des déchets

organiques (compost & biogaz)

agriculteurs env. 50 membres

42 usines 0,5 Mt compost

CAS www.cas-asso.com

Chambre Syndicale des Améliorants Organiques et Supports de Culture

Firmes 26 producteurs de matières fertilisantes

AMORCE www.amorce.asso.fr

Association pour la gestion des déchets et des réseaux de chaleur

Municipalités et Firmes env. 700 membres

Club Biogaz ATEE www. biogaz.atee.fr

Association pour la Promotion du Biogaz Firmes env. 150 membres

Tableau 14 : Acteurs de la filière de traitement biologiques des déchets

21 D’autres acteurs existent également, comme L'Union des entreprises pour la Protection des Jardins et des espaces publics (UPJ), qui a en particulier mis en place une certification qualité sur les Amen-dements Organiques issus de la collecte de végétaux provenant de l'entretien des parcs et jardins (référentiel QUALITE-FRANCE SA I-303), ou l’Union des Industries de la Fertilisation (UNIFA).


Compte tenu de l’existence de cette dizaine de structures variées et non fédérées au sein d’une structure cohérente relative à la gestion des déchets organiques en France, la consolidation des données existantes pour bâtir un état des lieux n’est pas facile. Même si la base de données SINOE de l’ADEME permet, en partie, de recenser les installations en service la connaissance précise des usines et des tonnages traités et produits constitue une entreprise complexe en l’absence d’audit récent. Suite à l’enquête menée auprès de divers acteurs concernés, une liste des sites de compostage et de méthanisation des déchets urbains et un recensement exhaustif des unités de TMB, en fonctionnement et en projet, ont ainsi été réalisés.

2.4.2. Description du parc des installations

Avec une capacité totale de traitement de l’ordre de 5 Mt, le parc hexagonal des plateformes de compostage (hors compostage de déchets industriels) comprend près de 300 installations. Ces 300 unités sont alimentées pour près de la moitié des intrants par des déchets verts (42%), par des boues d’épuration (20%), par des déjections animales (15%), par des OMR (15%), le solde de 8% étant constitué de divers :

Figure 12 : Parc des plateformes de compostage en France en 2011 (SINOE, 2012)

La concentration des unités sur la moitié nord du pays et dans le quart sud-ouest illustre l’hétérogénéité des territoires en matière d’outils de traitements biologiques, reflet de la variabilité géographique de la densité humaine.


A partir d’un recensement récent des unités produisant du biogaz, une carte analogue a ainsi été réalisée comme suit :

Figure 13 : Parc des installations de méthanisation en France en 2011

Puis, regroupant unités de méthanisation et usines identifiées comme TMB, la carte précédente s’enrichit comme suit :

Figure 14 : Parc des plateformes de traitement biologique en France en 2011


Enfin, dans le cadre d’un focus sur le seul parc d’unités en TMB, un ensemble conséquent de 60 unités (dont 37 en fonctionnement et 23 au stade de projet avancé) est présenté dans la carte ci-dessous :

(en rouge : usines de TMB-méthanisation-compostage, en bleu : usines de TMB-compostage et en vert : us ines de

TMB-compostage-stabilisation/enfouissement)

Figure 15 : Parc des unités de TMB en fonctionnement et en projet au 30 août 2012

En comparaison avec le parc d’incinérateurs en service22 exprimé en nombre d’unités (129), la part représentée par le TMB (60) sur le parc total national des outils de traitement de déchets ménagers et assimilés est de 32%, soit près du tiers, ce qui constitue une part non négligeable. Il est à souligner que l’ensemble des installations de TMB, à l’exception de 5 unités fonctionnant en mode « prétraitement aérobie ou anaérobie/stabilisation avant enfouissement), produit un compost conforme à la norme NFU44051. Ce compost est aujourd’hui principalement valorisé dans le secteur agricole sur grandes cultures, à des doses de l’ordre de 10 t/ha/an.

22 http://www.incineration.org. A noter qu’un total de 261 décharges en service a été recensé.


2.4.3. Caractéristiques du parc des unités de TMB

L’analyse détaillée de la typologie des usines de TMB est présentée ci-après :

Figure 16 : Typologie des usines de TMB en France

Ce graphique met en évidence la large gamme de capacité des usines du parc de TMB, avec, aux 2 extrémités, une unité de 12 400 t/an et une de 320 000 t/an. On observe également que les plus grosses unités sont en méthanisation. Les deux graphiques ci-après présentent le détail du parc de TMB par nature de procédé :

Figure 17 : Ventilation des usines de TMB (en fonctionnement et en projet) par type de procédé

Il apparait ainsi que le parc, à terme, sera constitué pour 35% en nombre par des usines avec méthanisation qui traiteront 56% des flux admis (soit 3,2 millions de tonnes/an). Ainsi, réciproquement, 65% des usines ne disposeront que d’un compostage pour un flux admis de 44% ce qui traduit leur taille globalement plus petite. Le tableau ci-dessous détaille ainsi la capacité moyenne des usines :

Type d’usine

Capacité des usines en t/an en projet en fonctionnement à terme

méthanisation 92 500 78 278 86 405

compostage 43 855 32 889 35 982

moyenne totale 69 235 43 930 53 630 Tableau 15 : Capacité annuelle des usines de TMB (en fonctionnement et en projet) par type de procédé


Ainsi, en moyenne et à terme, les unités de TMB avec méthanisation ont-elles une capacité près de 3 fois supérieure à celle des usines en compostage seul. Il peut être noté que les usines actuellement en projet en méthanisation présentent, en moyenne, des capacités 15% plus élevées (92 kt/an) que celles en fonctionnement (78 kt). Enfin, uniquement ciblée sur la méthanisation, la carte ci-après présente le parc de la vingtaine d’usines en fonctionnement, mises en service au 30 avril 2012 et celles non réceptionnées et en projet :

Figure 18 : Carte des usines de TMB avec méthanisation (AMORCE, 2012)

2.4.4. Elément relatif au marché du compost en Fran ce

Compte tenu de leur qualité, les composts issus d’usines de TMB sont principalement valorisés en grande cultures. Mais, s’il n’a pas été possible d’établir un bilan des conditions de retour au sol des composts produits sur les usines de TMB en fonctionnement, une récente enquête annuelle conduite par la Chambre Syndicale des Améliorants Organiques et Supports de Culture (CAS) permet de mettre en évidence les filières d’écoulement des composts. Dans cette perspective, les 2 graphiques ci-dessous permettent d’apprécier les marchés exprimés en tonnage et en chiffre d’affaires des composts (sans détail sur l’origine et la nature des intrants) :


Figure 19 : Marchés des amendements organiques en 2010 (source CAS 2011)

Il ressort ainsi que si les terres amendées en compost sont principalement des grandes cultures (72%), la commercialisation dans le secteur de l’agriculture spécialisée constituant en termes financiers une niche intéressante.


2.5. Analyse des performances sur 3 installations d e TMB

Un tableau de synthèse a été réalisé à partir de diverses sources pour disposer d’éléments de comparaison entre les trois usines de TMB retenues pour l’audit.

Nom collectivité Amiens Métropole

SIVOM Vallée Yerres et Sénarts

Montpellier Agglomération

Commune implantation usine Amiens (80) Varennes-Jarcy (91) Montpellier (34)

Process méthanisation VALORGA KOMPOGAS

Date mise en service industrielle 08/1988 09/2002 12/2008

Type déchets majoritaire OMR

Capacité dimensionnée (t/an) 105 000 100 000 207 000 Tonnage traité 2011 (taux de charge en %) 78 594 (75%) 61 213 (61%) 95 262 (46%)

Temps de séjour digesteur (j) 21 21 à 38 18 à 24

Tps de séjour compostage / maturation (j) 28 15 28

Température digesteur 37-40°C 38°C 55°C

Flux compost normé dimensionnement (t/an) Flux compost normé effectif 2011 (t/an)

- 5 320

36 655 16 878 (46%)

28 000 0

Puissance installée (kW) 8 895 3 660 Volume biogaz produit dimension. (Nm3) Volume biogaz produit effectif 2011 (Nm3)

- 9 587 369

10 667 688 2 431 154

14 400 000 5 219 453

Investissement (€ HT) 18 832 122 94 903 256

Taux de valorisation organique (compost normé produit / flux entrée 2011) 6,8% 27,6%

0% (non représentatif) + 23,5% stabilisat

refus totaux / tonnage effectif 2011 en % 76,2% 52,9% 55,1% biogaz produit / tonnage entrant dans les digesteurs en 2011 (Nm3/t) 143 155 215

Tableau 16 : Eléments de comparaison entre 3 usines de TMB (source étude Amorce 2012 TMB/méthanisation)

Présentés sous forme graphique, les taux caractéristiques que sont le % de refus, de production de compost, et de production de biogaz de ces 3 usines apparaissent relativement dispersés :

Figure 20 : Eléments de comparaison entre 3 usines de TMB (source étude Amorce 2012 TMB/méthanisation)


Il faut souligner que, de nature déclarative, ces valeurs mettent en évidence :

- un parc relativement hétérogène avec des usines de conception distincte dans le temps et des capacités de traitement variables (2 usines VALORGA construites en 1988, avec alors un broyage en tête désormais proscrit, et 2002),

- un manque de données d’exploitation sur l’unité récente de Montpellier, - des taux de refus compris entre 52,9 et 76,2%, illustrant la variabilité des

performances des équipements de tri négatif, mais aussi la qualité des intrants (par exemple avec la présence ou non de journaux papier carton dans les OMR…),

En conséquence, si les procédés VALORGA (digesteur vertical après tri et affinage) et KOMPOGAS (digesteur horizontal après tri mais avant affinage) présentent respectivement avantages et inconvénients, les performances observées sont difficiles à être exploitées compte tenu des constats présentés ci-dessus. En synthèse, l’évolution des technologies comme des normes de qualité sur le compost, couplée au manque flagrant de données d’ex ploitation sur les usines de TMB, avec méthanisation ou sans, met en évidence la grande difficulté à analyser les performances réelles des unités en fonctionnement. Il convient d’espérer pour la pérennité de la filiè re, avec un parc d’usines de TMB proche d’une centaine unités à terme et à l’instar de dispositifs mis en œuvre à l’étranger pour promouvoir la qualité (BGK en Allem agne, VLAKO en Belgique…) qu’un organisme centralisateur (ADEME, Metheor, Ass ociation Française du Compostage….) puisse collecter annuellement les don nées d’exploitation acquises sur les nombreuses usines en fonctionnement. En l’absence d’une telle base de données, et malgré les quelques audits et expertises conduites sur le petit nombre d’usines en service ( cf §2.3), l’évaluation des performances réelles des installations constitue un exercice délicat.


2.6. Analyse du procédé de TMB mis en œuvre sur des installations existantes et comparaison avec le pro jet de Romainville

Une usine de TMB avec méthanisation peut se caractériser par sa chaine de prétraitement (existence ou non d’un BRS), mais également par son process d’affinage (avant ou après méthanisation), et enfin par son process de méthanisation stricto sensu. A ce jour, il n’existe en France que 2 procédés de méthanisation mis en œuvre sur OMR (VALORGA et KOMPOGAS), le système BEKON qui opère par bâchées n’ayant pas encore fait ses preuves. Usine de conception relativement récente puisque le marché a été attribué en 2009, le process Romainville se caractérise au niveau de la qualité finale du compost par un affinage en tête comme le présentent les 2 schémas ci-après :

Figure 21 : Prétraitement et affinage - bilan masse de l’usine de Romainville


Figure 22 : Chaine de prétraitement et d’affinage de l’usine de Romainville

Point particulier, dans le cas de l’usine de Romainville, la chaleur fatale récupérée sur la ligne du biogaz est valorisée pour améliorer le process de compostage par aération forcée, c'est-à-dire par soufflerie et non par engins mécaniques type chargeur ou roue Siloda (comme à Champagne sur Oise). La condition des 15 jours de process, la plus contraignante car consommatrice de surface au sol et de volume d’air à traiter, est totalement respectée dans le projet. En termes de process biologique anaérobie, le process VALORGA se caractérise par sa méthanisation sèche de type piston vertical avec brassage par injection de biogaz sous pression. En revanche, construite sur la base du brevet KOMPOGAS, les usines de Montpellier, d’Angers comme de St Lô mettent en œuvre une méthanisation sèche à effet piston horizontal avec brassage mécanique.


En outre, parce que le réacteur KOMPOGAS de méthanisation est horizontal et non vertical et donc moins susceptible de subir des sédimentations en fond de cuve, l’affinage est pratiqué après méthanisation, comme le présente le schéma ci-après :

Figure 23 : Chaine de d’affinage de l’usine de St Lô (procédé KOMPOGAS)

Enfin, les deux schémas ci-dessous présentent, d’une part le procédé OWS prochainement appliqué sur l’usine d’ORGANOM à Bourg en Bresse, et d’autre part, le procédé BEKON de méthanisation discontinue qui sera mis en œuvre à Beauvais et à Strasbourg :

Figure 24 : Chaine de méthanisation de l’usine de Bourg en Bresse (procédé OWS-DRANCO)


Figure 25 : Chaine de méthanisation avec le procédé BEKON

En synthèse et au regard des installations existantes, l’analyse du procédé de TMB mis en œuvre dans le projet de Romainville met en évidence des différences :

- en matière de process de méthanisation, - mais également au niveau de la chaine d’affinage, laquelle peut se placer avant

(URBASER) ou après la méthanisation (KOMPOGAS). Compte tenu du peu de retour d’expériences sur les unités de TMB avec méthanisation en fonctionnement, il n’est pas possible d’établir de façon rigoureuse un bilan des avantages et inconvénients de chacun des procédés considérés. En revanche, point clef pour analyser avec pertinence les performances des installations, l’acquisition en continue de données d’exploitation, via un réseau métrologique ad hoc sur chaque ligne de process, constitue un investissement nécessaire trop souvent négligé sur les unités existantes. Outil métrologique indispensable à l’évaluation des performances, il s’agit là de disposer d’un système de gestion centralisé capable de gérer des paramètres de fonctionnement (flux en tonnes/heure, humidité du produit…).


2.7. Analyse environnementale de la valorisation ag ronomique du compost de Romainville et comparaison avec la ferti lisation minérale

2.7.1. Cohérences réglementaires

� En termes de planification territoriale

Outil de planification administrative, le Plan Régional d’Elimination des Déchets Ménagers et Assimilés (PREDMA) établit des objectifs et précise les moyens à mettre en œuvre pour traiter les déchets de la région parisienne. Parce qu’il fait l’objet d’une décision du Préfet de région, donc de l’Etat, (après enquête publique) ce Plan est opposable aux tiers, c'est-à-dire qu’il susceptible de faire l’objet d’une décision judiciaire suite à un recours au Tribunal Administratif. Aussi, les préconisations du Plan doivent-elles être respectées par le projet de Romainville, sous peine d’annulation administrative. Un récent courrier a souligné23 que les objectifs de valorisation organique du Plan visent un doublement des flux de composts produits répondant aux normes NFU44051 et 4095 à l'horizon 2019, ceci afin de passer de 220 000 t à 440 000 t de composts produit en Ile-de-France. La part de composts issus de la filière de valorisation organique sur OMR devra alors représenter près de 50% de l'objectif à 2019 (211 000 t), le projet de Romainville pouvant participer à l'état actuel de sa définition à environ 20% de cet objectif régional. En l'état actuel de la réglementation sur le statut des composts issus d'ordures ménagères résiduelles, le projet du SYCTOM contribue fortement à l'objectif de doublement des quantités de composts produits en Ile de France à l'horizon 2019. Ainsi, la Région Ile-de-France, maître d’ouvrage de ce PREDMA, confirme-t-elle cette conformité impérative.

� En termes de définition du procédé de compostage

L’arrêté24 ICPE impose au procédé de compostage les critères de fermentation aérobie suivants :

Procédés de compostage Process

par retournements

- 3 semaines de fermentation - 3 retournements au minimum - 3 jours entre chaque retournement - 55°C au moins pendant 72 h

par aération forcée

- 2 semaines de fermentation - 1 retournement au minimum - 3 jours entre chaque retournement - 55°C au moins pendant 72 h

Figure 26 : Conditions pour une fermentation anaérobie selon le procédé de compostage

L’exigence réglementaire relative à la durée de la phase de fermentation thermophile est bien respectée par le projet, qui prévoit un temps de séjour dans les 37 tunnels de séchage. 23 Courrier du CRIF daté du 6 juin 2012 adressé au SYCTOM quant à la conformité du projet de Ro-mainville au Predma. 24 Cf. annexe I de l’arrêté du 22 avril 2008 fixant les règles techniques auxquelles doivent satisfaire les installations de compostage ou de stabilisation biologique aérobie soumises à autorisation en applica-tion du titre Ier du livre V du code de l'environnement.


2.7.2. Cohérence avec les critères de qualité du co mpost

� Rappel réglementaire

Matière fertilisante destinée à être valorisée agronomiquement, le compost élaboré sur l’usine de Romainville doit impérativement respecter les critères de qualité, exprimés en termes d’efficacité et d’innocuité. Pour mémoire, l’utilisation agronomique des matières fertilisantes et supports de culture (MFSC) est définie dans le Code Rural par : - l'article L 255-1 qui précise que "les matières fertilisantes comprennent (1) les engrais, les

amendements et, d’une manière générale, tous les produits dont l’emploi est destiné à assurer ou à améliorer la nutrition des végétaux ainsi que les propriétés physiques, chimiques et biologiques des sols, et (2) les supports de culture sont des produits destinés à servir de milieu de culture",

- l'article L255-2 pour la mise sur le marché des matières fertilisantes. - et enfin, l'article L255-3 qui précise que "les homologations prévues à l'article L255-2 ne

peuvent être accordées qu'aux produits qui ont fait l'objet d'un examen destiné à vérifier leur efficacité et leur innocuité à l'égard de l'homme, des animaux et de leur environnement dans les conditions d'emploi prescrites ou normales. Cette vérification peut notamment être effectuée par un contrôle de leur composition physique, chimique, biologique, éventuellement complété par des essais culturaux.

Mais, dans la pratique, c’est le plus souvent le volet relatif à l’innocuité qui interpelle les acteurs en termes de qualité, au détriment de la valeur agronomique. Aussi, sollicitée pour fournir tout élément permettant de justifier de la qualité du compost produit sur l’usine de Romainville, la société URBASER a-t-elle fourni diverses analyses obtenues sur des usines produisant un compost de TMB issu d’un procédé analogue (méthanisation horizontale puis compostage).

� Qualité du futur compost de Romainville

Si les paramètres d’efficacité agronomique ne posent en général pas de problème (voir plus bas), les teneurs en éléments traces métalliques, extraites des données analysées, sont présentées dans le tableau ci-dessous25 :

Critères de la Norme NF U44-051 en

mg/kgMS

Année 2011

Année 2011

Année 2011

Année 2010

Année 2010 Année 2012

Varennes-Jarcy

Calais Fos-sur -Mer

Valence SBV

Valence BRB

Trivalandes Trivalonne

Analyse Seuils Valeur moyenne Valeur fourchette

Arsenic (As) 18,00 3,58 4,68 4,13 2,78 2,42 5,83 à 6,01 6,04 à 7,95

Cadmium (Cd) 3,00 1,12 0,50 0,93 2,56 1,49 0,91 à 0,94 0,6 à 0,99

Chrome (Cr) 120,00 46,03 23,88 47,12 45,42 74,40 35,4 à 47,7 35,8 à 51

Cuivre total (Cu) 300,00 104,21 71,06 123,65 131,06 169,83 139 à 170 134 à 248

Mercure (Hg) 2,00 0,49 0,16 0,82 0,6 0,51 0,51 à 0,52 0,74 à 0,89

Nickel (Ni) 60,00 26,47 15,36 33,77 23,47 33,17 27,3 à 28,6 26,8 à 35

Plomb (Pb) 180,00 99,43 64,30 154,37 99,20 128,36 96,1 à 105 118 à 146,6

Sélénium (Se) 12,00 0,56 0,60 <1,5 < 0,6 < 0,6 < 0,5 à 0,67 < 0,5

Zinc total (Zn) 600,00 335,44 241,38 416,50 295,54 399,03 495 à 516 443 à 471

Tableau 17 : Comparaison de la qualité des composts de TMB sur diverses usines (données exploitants)

25 Les composts produits (sans méthanisation préalable) sur les 2 usines du Syndicat Trivalis ont été intégrés car ils permettent d’apprécier les inévitables variations, parfois saisonnière, de qualité.


Traduit sous forme graphique, il apparait une conformité systématique de l’ensemble des composts considérés :

Figure 27 : Comparaison (en % à la norme) de la qualité des composts de TMB sur diverses usines (données

constructeurs 2012)

Compte tenu des variations de qualité des intrants, soumis à saisonnalité, un focus sur le taux d’inertes du compost COMPOSYS de l’usine de Varennes-Jarcy26 permet de préciser les fourchettes observées sur les 12 lots analysés comme suit :

Figure 28 : Comparaison (en % à la norme) de la qualité du compost de l’usine de Varennes-Jarcy en 2011

Ce schéma met également en évidence un risque non négligeable de dépassement des seuils sur le paramètre « verre + métaux >2mm ». Même si la chaîne d’affinage de Romainville est plus performante que celle mise en œuvre sur Varennes-Jarcy, ce point constitue une vulnérabilité. Aussi, le constructeur a-t-il été sollicité pour préciser dans quelle mesure des améliorations pourraient être apportées au process de tri négatif. URBASER a ainsi porté à connaissance qu’une pré-étude datant de 2008 avec essais de performances (débit, efficacité) avaient été menée sur une table densimétrique d’extraction de la fraction inerte lourde (verre, cailloux, calcaire, métaux) et légère (plastiques) contenue dans les déchets issus de la chaîne de tri de l’usine de Varennes-Jarcy en sortie de trommel (maille de 30 mm) et sortie Liwel (maille de 12 mm).

26 Cette usine a produit en 2011 environ 20 000 t de compost conforme à la norme et valorisé en agri-culture sur une surface d’environ 850 ha pour la production de colza, betterave et blé.


Il convient toutefois de souligner que ces essais concerne un produit calibré 0-12 mm, tandis que le produit traité sur Romainville sera du 0-10 mm. Comme le conclut ce rapport confidentiel, « dans l’ensemble les résultats sont plutôt positifs. Pour les 2 produits les quantités de verre restant après passage dans la machine sont proche des valeurs que nous nous sommes fixées, à savoir moins de 1% de verre, métaux supérieur à 2 mm ». Il est donc raisonnable d’estimer que le constructeur dispose des compétences pour identifier sur le marché une table densimétrique appropriée pour permettre un meilleur affinage du compost et améliorer ainsi ses caractéristiques esthétiques par réduction du taux d’inertes. Il faut cependant faire attention aux conséquences d’un affinage plus poussé qui se traduira par un volume de compost moindre et un taux de refus supérieur. Les conséquences économiques et techniques ne sont donc pas à négliger. Enfin, paramètres de la qualité agronomique du compost, les teneurs en matières sèches et organiques, couplées au rapport carbone/azote (C/N), se caractérisent pour le compost de l’usine de Varennes-Jarcy par des variations toujours comprises dans les limites de la norme NFU44051 :

Figure 29 : Evolution de la qualité agronomique des composts de TMB sur l’usine de Varennes-Jarcy

A signaler que, dans une perspective marketing de valorisation agricole du compost, URBASER envisage d’apporter des compléments fertilisants au compost de Romainville. En l’état actuel des pratiques et des connaissances, une telle opération semble difficile justifier, en particulier sous l’angle économique. L’opportunité d’apporter une charge amendante calcique en vue d’agir sur le pH de sols agricoles acides peut néanmoins répondre à des besoins locaux ciblés, à l’instar des boues chaulées qui peuvent être très prisées par des agriculteurs. Ainsi et dans une approche théorique, sous l’angle de sa qualité, le compost qui sera produit sur Romainville sera conforme à la qualité exigée par la réglementation applicable. Aussi, de par sa qualité et grâce à l‘étape de compostage caractérisé, le compost de Romainville échappera-t-il ainsi aux contraintes applicables aux déchets, lesquels sont soumis à la procédure de « plan d’épandage », qui s’applique en particulier aux boues d’épuration non compostées (seul le compost de boues conforme à la norme NFU44095 dispose du statut de produit).


2.7.3. Cohérence avec les conditions d’utilisation du compost

� Rappels agronomiques

Pour assurer une gestion efficace de la fertilisation du sol, les agronomes considèrent divers paramètres, et en particulier, le taux de matière organique (associé à CaO et Mg), indicateur du pouvoir amendant, et la teneur en éléments (N, P, K), agents de la fertilisation. La teneur faible de l’azote dans le compost de TMB est modulée par sa disponibilité qui dépend de son degré de minéralisation. Le rapport Carbone sur Azote (C/N) est un des indicateurs de la maturité du compost. Pour le phosphore, la faible teneur du compost urbain est compensée par son caractère en grande partie directement assimilable, de façon analogue à un fumier bovin. Autre élément fertilisant majeur, la potasse, présente en faible teneur dans le compost urbain, est en grande partie directement assimilable, de façon analogue à un fumier bovin, même si sa teneur est moitié de celle d’un fumier bovin. Avec sa teneur élevée en calcium, le compost urbain présente un intérêt pour l'entretien calcique des terres. Localement, on estime en effet que la perte annuelle en calcium (lessivage et exportations) peut atteindre des flux de l'ordre de 200 à 500 kg de CaO/ha. Le calcium intervient au niveau des propriétés physiques des sols, de la disponibilité des éléments nutritifs (effet pH), du développement de la microflore et de la macroflore et de l'alimentation directe des végétaux. Il est nécessaire de rappeler que, pour de nombreux agriculteurs sur sols acides, la chaux constitue l’un des postes financiers les plus élevés au niveau des intrants pondéreux. Dans cette perspective, précisons que les paramètres intéressants pour la valorisation agronomique du compost sont :

- la matière organique Le compost est en effet un produit riche en matière organique, avec des taux de l’ordre de 30% minimum à 40% pour un compost mûr de 3 à 6 mois, teneur qui lui confère sa valeur en tant qu'amendement organique. - Caractéristiques agronomiques Azote : la teneur faible de l’azote dans le compost est par ailleurs modulée par sa disponibilité qui dépend de son degré de minéralisation. Phosphore : la faible teneur en phosphore du compost urbain est compensée par son caractère en grande partie directement assimilable, de façon analogue à un fumier bovin. Potasse : de façon analogue, la faible teneur en potasse du compost urbain est compensée par son caractère en grande partie directement assimilable, de façon analogue à un fumier bovin, même si sa teneur est moitié de celle d’un fumier bovin. Calcium et magnésium : avec sa teneur élevée en calcium, le compost présente un intérêt pour l'entretien calcique des terres. En synthèse et dans une approche de valorisation large du compost, peuvent être présentées ci-après les recommandations agronomiques classiques relatives aux effets positifs du compost et aux conditions de sa valorisation :


Usage Qualité souhaitée Actions attendues

Grandes cultures Grossier, moyen,

frais, mûr, Biostimulation, amendement

Viticulture Moyen, mûr, Amendement avant plantation

Grossier, frais, Anti érosion en mulch

Arboriculture Moyen, mûr Amendement, engrais avant plantation

Fin, très mûr Amendement, Entretien localisé

Maraîchage plein champ Fin, très mûr Engrais

Horticulture, pépinière

Fin, très mûr, mélangé Engrais, culture en pots

Fin, très mûr Engrais, amendement plein champ

Espaces verts

Fin, très mûr Amendement, engrais

Grossier, frais ou mûr avec de terre végétale Amendement

Figure 30 : Usages et préconisations agronomique des composts de TMB

� Fiche produit

En application de la norme NFU44051, pour assurer une commercialisation du compost normalisé, le producteur de la matière fertilisante mise sur le marché doit élaborer et remettre aux utilisateurs une fiche « produit ». Un exemple de tel support de commercialisation est présenté ci-après pour le compost d’OMR :

Figure 31 : Exemple de fiche produit pour le compost d'OMR


� Contraintes environnementales

Afin d’assurer une gestion efficace du compost produit, il est nécessaire de préciser, afin d’établir le calendrier prévisionnel des apports en matières organiques aux champs, opération conditionnée par la météo, les contraintes environnementales. Dans cette optique et pour mémoire, le programme d’action à mettre en œuvre pour assurer la protection des eaux contre la pollution par les nitrates (directive n°91/676/CEE), définit des contraintes en matière d’épandages comme suit :

Type de fertilisant Type I

Déjections avec litière

Type II Déjections sans

litière

Type III Fertilisants minéraux

Caractéristiques Contient de

l’azote organique C/N > à 8

Contient de l’azote organique

C/N < à 8

pas d’azote organique y compris

fertilisants uréiques de synthèse

Exemple de fertilisant Fumier Compost Lisier, Boues Ammonitrates

Engrais complets Prairies de plus de 6 mois

pâturées ou non (espaces verts compris)

Du 15 novembre au 15 janvier

Du 1er octobre au 31 janvier

Cultures d’automne (grandes cultures,

prairie de moins de 6 mois) Du 1er novembre

au 15 janvier Du 1er septembre au

15 janvier

Cultures de printemps (grandes cultures,

prairie de moins de 6 mois)

Du 1er juillet au 31 août

Du 1er juillet au 15 janvier

Du 1er juillet au 15 février

Cultures intermédiaires (pièges à nitrates, dérobées…)



Du 1er septembre au 15 février

Sols non cultivés ou non pâturés Toute l’année

Figure 32 : Contrainte en matière d'épandage définis dans la Directive Nitrates

� Analyse du projet URBASER

Sous respect d’une production de compost conforme à la norme NFU44051, et afin d’assurer de bonnes conditions de retour au sol du compost, divers courriers, plus ou moins positifs, ont été échangés par le SYCTOM et URBASER avec les chambres d’agriculture concernées et avec divers coopératives et négociants susceptibles de réaliser la prestation locale d’épandage du compost. Pour assurer cette valorisation agronomique du compost urbain issu de l’usine de Romainville, il convient d’identifier les débouchés potentiels susceptibles d’accepter des apports en fertilisants organiques à hauteur de 90 000 tonnes par an. Compte tenu des caractéristiques fertilisantes de l’amendement organique produit sur l’usine de Romainville, mais également des pratiques et des besoins exprimés en termes de surfaces, ce sont principalement les cultures de céréales, d’oléoprotéagineux, de betteraves sucrières et de pommes de terre qui constituent le débouché pour du compost urbain. Les divers échanges engagés entre le SYCTOM et URBASER et les acteurs agricoles (chambres d’agriculture, coopératives et négociants) permettent de considérer qu’il ne devrait pas être trop difficile de mettre en place une filière de valorisation des 90 000 tonnes/an de compost produit à raison d’une dose d’apport comprise entre 20 et 10 t/ha/an (soit 40 à 20 t/ha/2 ans), ce qui implique de disposer d’une surface minimale de 9 000 ha.


Compte tenu de l’existence d’une filière de valorisation agricole des boues d’épuration sur l’Ile de France, il importe (ce qui a été fait de façon partielle) d’assurer une coordination avec le SIAAP, maître d’ouvrage de l’assainissement francilien. En effet, il apparait opportun d’établir un rapide parallèle entre la question des OMR et des boues d’épuration issues de la dépollution des eaux usées des villes (et donc de ses habitants). En effet, le bassin desservant l’usine de Romainville est très majoritairement situé sur le territoire de près de 2000 km2 assaini par le SIAAP, Syndicat Interdépartemental pour l’Assainissement de l’Agglomération Parisienne. Et c’est le SIAAP, exploitant de 5 stations d’épuration, qui assume la gestion des boues issues de l’épuration des 2,5 millions de m3/j d’eaux usées rejetés par 9 millions de Franciliens sur 180 communes de 4 départements. La comparaison entre le compost de Romainville et le devenir des boues produites sur l’imposante usine Seine aval (située à Achères, 78) en 2010 est instructive27. En effet, c’est un flux équivalent de près de 110 000 tonnes brut, avec une siccité moyenne de 51%, qui doit être géré par la Collectivité. Issues d’un process biologique de type boues activées après décantation primaire, les boues subissent une première déshydratation suivie d’une hygiénisation par digestion, puis d’un conditionnement thermique et enfin d’une seconde déshydratation par filtre presse. En vue de leur évacuation/valorisation finale, ces boues sont livrées sur des parcelles agricoles avec des plans d’épandages pour 80% des flux et également transformées en produit normalisé sur plateformes de compostage pour le solde. Pour les boues recyclées dans le cadre de plan d’épandage (donc non compostées), c’est une surface d'épandage de plus de 10 000 ha pour un total de 315 d'agriculteurs concernés qui a été mobilisée. Il convient cependant de souligner qu’en raison des doses d’apport et des rotations culturales, la surface totale concernée par ces épandages et déclarées en Préfectures est de plus de 60 000 ha sur 13 départements ! La carte ci-dessous détaille le périmètre de 200km de ces épandages en 2011 :

27 ttp://www.seineavaldemain.siaap.fr/fileadmin/user_upload/pdf/BookletEpandage_2011%20DEF.pdf


Figure 33 : Carte des épandages de boues de la station d’épuration Seine aval en 2011 (SIAAP, 2012)

Il faut en effet également rappeler que le projet porté conjointement par le SIAAP et le SYCTOM sur la future usine de méthanisation de Blanc Mesnil, actuellement en cours d’adjudication, prévoit la production d’environ 20 000 tonnes/an d’un compost mixte biodéchets et boues d’épuration conforme à la norme NFU44095. Cette future production de l’usine de Blanc Mesnil nécessitera une surface d’environ 2000 ha, qui s’ajoute ainsi 63 400 ha identifiés dans les plans d’épandage du SIAAP. En conséquence et en soulignant que la carte ci-dessus ne présente pas les communes recevant le compost de boues du SIAAP, soit un flux supplémentaire d’environ 33 000 t/an, une concertation pérenne avec le SIAAP afin d’identifier les terres amendées en boues d’épuration et en compost de boues est vivement recommandée, éventuellement par la création d’une structure dédiée. La multiplication des intervenants, l’incontournable concurrence entre opérateurs et la relative fragilité médiatique du marché de la fertilisation organique, constituent des arguments en faveur de la création de cette structure dédiée qui pourrait ainsi assurer une mission d’observatoire des épandages (boues et composts d’OMR comme de déchets verts), à l’instar de l’ORDIF qui dispose d’une vision relativement claire et détaillée des conditions de gestion des déchets ménagers en Ile-de-France. Une telle structure devrait évidemment associer le monde agricole via les Chambres d’agriculture par exemple (ce qui est d’ailleurs le cas en Vendée pour la valorisation du compost du Syndicat Trivalis).


2.7.4. Cohérence en termes de transport du compost depuis l’usine de production

Sous l’angle de la gestion du compost, le projet peut se caractériser par l’existence d’un dispositif de transfert par containers chargés sur péniches depuis la plateforme portuaire programmée sur la parcelle de Bobigny. Ce système, qui impose a minima deux ruptures de charges, vise à réduire au maximum le recours au transport routier et à favoriser les transports alternatifs (péniches). Si les caractéristiques du port de chargement situé dans l’enceinte de l’usine de Romainville sont bien décrites, le site de déchargement des containers remplis de compost reste à préciser. Afin d’éclairer l’audit, diverses notes confidentielles ont été communiquées qui permettent d’attester de travaux préliminaires relativement avancés. En effet, sous réserve d’une desserte par péniche et dans la perspective de réaliser une valorisation agricole du compost, 3 départements ont été identifiés par URBASER, à savoir, l’Eure, l’Aube et l’Oise. Afin de préciser le projet, 7 sites ont fait l’objet d’une étude technico-économique comparative réalisée en 2010-2011. L’analyse s’est appliquée à une solution globale depuis l’acheminement des conteneurs de compost depuis de port de Bobigny, le brouettage routier lorsqu’il est nécessaire, le stockage du compost sur une durée de 6 mois, l’éventuelle complémentation, et enfin, le rechargement du produit. Compte tenu des enjeux fonciers liés à l’acquisition de la plateforme de maturation/stockage du compost frais, et aux délicates négociations avec les prestataires locaux en charge des opérations d’épandage du compost aux champs, il n’est pas possible à ce jour de disposer d’informations précises sur cette dernière étape en l’absence de tout contrat signé. Sachant que les délais entre la construction de l’usine et la production d’un compost de qualité peuvent atteindre les 2 à 3 ans pour un régime de croisière, une telle situation est compréhensible. Mais il importe désormais au SYCTOM et à son prestataire de déterminer avec précision les conditions d’écoulement agricole du compost et tout particulièrement le lieu de déchargement et le site de maturation/stockage. Point sensible à souligner, le transport de compost frais dans des containers est susceptible, tout particulièrement par saison chaude, d’engendrer la production de mauvaises odeurs comme de jus en raison de reprises de fermentations non contrôlées. C’est pourquoi, à l’instar de pratiques récentes sur les biodéchets contenant des sous-produits animaux, le choix d’un haut niveau de sécurité dans le choix du type de container est vivement recommandé. Un bac de récupération des jus comme un dispositif de gestion des gaz contenus dans le container doivent être étudiés sous peine d’engendrer des nuisances sérieuses.

2.7.5. Cohérence historique

S’il peut sembler à certains inintéressant voire inutile de rappeler brièvement le contexte historique de la gestion des ordures sur le site de Romainville, il est apparu, sous l’angle d’une logique de développement durable, instructif d’exhumer quelques faits et documents attestant d’un passé pas si lointain où les gadoues parisiennes fertilisaient les campagnes proches et lointaines. Ainsi, il y a presque 110 ans à St Ouen les Docks en 1893, sur l’un des tous premiers sites industriels en activité, les Sieurs Jeudy & Cie ont-ils présenté au Préfet une demande « à l’effet d’obtenir l’autorisation de recevoir des boues et immondices. Cette industrie consiste


essentiellement en un déchargement automatique sur wagons des ordures ménagères de la ville de Paris, après passage dans des triturateurs qui transforment la gadoue brute en un terreau homogène d’un emploi immédiat » :

Plus proche notre époque et cette fois-ci sur le site historique de l’actuelle usine, une plaquette de la TIRU datée des années 1960 montre le chargement de la gadoue produite dans des wagons :


Produit reconnu et apprécié par les agriculteurs, les gadoues de Paris criblées-broyées ont connu de beaux jours comme en atteste la plaquette et sa photo datées du début des années 1960, ainsi que l’encart commercial ci-dessous :


Il peut à ce propos être souligné28 que la région agricole de St Malo, qui se caractérisait alors par un faible élevage jusque dans les années 1960, utilisait de façon traditionnelle les gadoues de la ville de Paris à des doses pouvant alors atteindre 60 t/ha principalement sur cultures de pommes de terre ! Ainsi, si les doses d’apport pouvaient alors atteindre des records aujourd’hui proscrits par l’agronomie et la réglementation, force est de constater que la fertilisation des sols agricoles par les résidus urbains s’appuie sur une longue histoire… Sous cet angle et en intégrant les objectifs contemporains du Grenelle de l’environnement en matière de valorisation organique, la filière du retour au sol retenue pour l’usine de Romainville s’inscrit pleinement dans une longue logique historique.

2.7.6. Recommandations pour une valorisation agrono mique pérenne et performante

L’étude des conditions de valorisation agronomique de déchets organiques en Ile de France a mis en évidence l’existence de divers flux caractérisés par des qualités différences (boues d’épuration, compost de boues, compost d’OMR, compost de déchets verts…). Aussi, pour assurer une valorisation agronomique pérenne et performante du compost de Romainville, la mise en place d’une structure dédiée est-elle vivement conseillée. En effet, il s’agit d’une part d’éviter les concurrences locales entre les divers intrants et d’autre part de maîtriser le dispositif sur le plan économique et technique.

28 Malassis Louis. Contribution à l'analyse de l'économie de la production de la pomme de terre pri-meur. In: Bulletin de la Société française d'économie rurale. Volume 3 N°2, 1951. Compte rendu des réunions de travail des 6 et 7 Avril 1951. pp. 85-95.


3. IDENTIFICATION DES DÉBOUCHÉS POUR LA VALORISATION DE BIOGAZ

3.1. Production de biogaz

Le biogaz est un mélange de gaz issu de la dégradation de la matière organique par des micro-organismes dans un milieu sans oxygène. Le biogaz étant majoritairement composé de méthane, ce phénomène est connu sous le nom de méthanisation. Lors de la méthanisation des ordures ménagères, seule la fraction dite « fermentescible » de ces ordures est à la base de la production de biogaz. Sont inclus dans cette fraction les catégories de déchets suivants :

• Déchets putrescibles : déchets alimentaires, déchets de jardin ligneux ou non

• Papiers

• Cartons

• Textiles sanitaires La chaîne de tri mécanique en amont de l’unité de méthanisation, permet d’extraire cette fraction fermentescible des ordures ménagères. Le tableau suivant présente les hypothèses d’URBASER sur la composition des intrants à méthaniser obtenus après ce tri :

Tableau 18 : Hypothèses sur la composition des intrants de l’unité de méthanisation

Les potentiels méthanogènes29 retenus par URBASER sont les suivants :

• Papier-Carton : 206 Nm3CH4/tMSV

• Déchets de cuisine : 392 Nm3CH4/tMSV

• Déchets de jardin : 120 Nm3CH4/tMSV

soit un potentiel global de 229 Nm3CH4/tMSV.

29 Le bois est certes constitué de matière organique, cependant la lignine, son principal constituant, est la seule matière organique qui n’est pas dégradée par les micro-organismes anaérobies.

Matière fraîcheMatière fraîcheMatière fraîcheMatière fraîche Matière sècheMatière sècheMatière sècheMatière sècheMatière sècheMatière sècheMatière sècheMatière sèche

volatilevolatilevolatilevolatile

MFMFMFMF MSMSMSMS MSVMSVMSVMSV

[t[t[t[tMFMFMFMF/an]/an]/an]/an] [% de MF][% de MF][% de MF][% de MF] [% de MS][% de MS][% de MS][% de MS]

Papier - CartonPapier - CartonPapier - CartonPapier - Carton 90 465 58.0 84.1

Déchets de cuisineDéchets de cuisineDéchets de cuisineDéchets de cuisine 26 358 41.9 83.2

Déchets de jardinDéchets de jardinDéchets de jardinDéchets de jardin 12 196 41.9 83.2

Plastique - TextilePlastique - TextilePlastique - TextilePlastique - Textile 1 197 74.9 85.0

BoisBoisBoisBois 24 58.3 85.7

VCC - MétauxVCC - MétauxVCC - MétauxVCC - Métaux 4 326 95.0 -

SableSableSableSable 6 778 94.3 -

Diluant TFRDiluant TFRDiluant TFRDiluant TFR 193 100.0 64.8

TOTAL / MOYENNETOTAL / MOYENNETOTAL / MOYENNETOTAL / MOYENNE 141 537 56.7 72.7


La production annuelle de biogaz annoncée est de 23 985 045 Nm3 de biogaz sec par an pour une teneur en méthane de 55% . Rapporté au tonnage d’intrants total, cela équivaut à 169 Nm3

biogaz /t intrants .

� Validation de la production de biogaz

Cette prévision de production de biogaz est à comparer avec les performances des installations de méthanisation similaires à celle projetée à Romainville. L’association AMORCE publie chaque année un état des lieux de la méthanisation des déchets ménagers en France30. Le tableau ci-dessous regroupe les performances des unités de méthanisation en fonctionnement (données d’exploitation 2010) :

Tableau 19 : OMR : Ordures Ménagères Résiduelles – CS : Collectes Sélectives

L’installation de méthanisation de Romainville étant destinée à digérer des intrants issus de tri mécanique d’ordures ménagères, elle est dans ce sens comparable aux installations d’Amiens, de Varennes-Jarcy, de Montpellier, de Cavigny et de Fos-sur-Mer. Les données d’exploitation des installations de Cavigny et de Fos-sur-Mer sont celles de l’année de leur mise en service. La mise en service d’une installation de méthanisation est suivie d’une montée en charge progressive qui peut prendre plusieurs mois. Les rendements en biogaz observés lors de l’année de la mise en service ne sont pas comparables. Le rendement de production de biogaz de l’installation de Montpellier est bien supérieur à celui des installations d’Amiens et de Varennes-Jarcy. Cela peut être dû au mode thermophile sous lequel l’installation de Montpellier fonctionne. Pour un temps de séjour similaire et de l’ordre de ceux pratiqués par ces installations, la production de biogaz en mode thermophile est en effet plus élevée qu’en mode mésophile, car les réactions biologiques qui se déroulent dans le digesteur sont plus rapides. Cette différence de performance peut également être expliquée par la différence de procédé (KOMPOGAS pour Montpellier et VALORGA pour Amiens/Varennes-Jarcy). L’installation de Romainville, procédé VALORGA, est dimensionnée pour fonctionner en mode thermophile. Il n’existe donc pas d’installations strictement similaires avec lesquelles comparer la production de biogaz annoncée pour Romainville. Cependant, on peut s’attendre à ce que ce rendement soit supérieur à celui des installations d’Amiens et de Varennes-Jarcy, du même constructeur, qui digèrent le même type d’intrants avec le même temps de séjour mais en mode mésophile. Du côté des pays européens, l’Allemagne compte 6 installations de méthanisation similaires à celle projetée à Romainville (intrants issus de tri mécanique, digestion en voie sèche, mode thermophile). Les performances annoncées par ces installations s’étendent de 50 à 160 Nm3

biogaz/tintrants. Ces grandeurs sont données à titre indicatifs dans la mesure où la 30 AMORCE-ADEME, Méthanisation des déchets ménagers, Etat des lieux – mars 2011

Mise enMise enMise enMise en

serviceserviceserviceservice

IntrantsIntrantsIntrantsIntrants

digestiondigestiondigestiondigestion

Température Température Température Température

digestiondigestiondigestiondigestion

Temps Temps Temps Temps

séjourséjourséjourséjour

RendementRendementRendementRendement

biogazbiogazbiogazbiogazProcédéProcédéProcédéProcédé

ProvenanceProvenanceProvenanceProvenance

des intrantsdes intrantsdes intrantsdes intrants

[t[t[t[t intrantsintrantsintrantsintrants/an]/an]/an]/an] [j][ j][ j][ j] [Nm[Nm[Nm[Nm3333biogazbiogazbiogazbiogaz/t/t/t/t intrantsintrantsintrantsintrants]]]]

AmiensAmiensAmiensAmiens août.1988 67 262 mésophile 21 143 Valorga OMR

Varennes JarcyVarennes JarcyVarennes JarcyVarennes Jarcy sept.2002 17 888 mésophile 21 155 Valorga OMR

Le RobertLe RobertLe RobertLe Robert 2005 2 125 thermophile >30 113 Kompogas CS

MontpellierMontpellierMontpellierMontpellier déc.2008 33 870 thermophile 18-24 239 Kompogas OMR

CalaisCalaisCalaisCalais avr.2009 23 519 thermophile 21 133 Valorga CS

CavignyCavignyCavignyCavigny sept.2009 30 744 thermophile 20 33 Kompogas OMR

SéquedinSéquedinSéquedinSéquedin janv.2010 23 000 thermophile 21 45 Linde CS

Fos sur merFos sur merFos sur merFos sur mer janv.2010 15 373 mésophile 21 100 Valorga OMR

Romainville Romainville Romainville Romainville (prévisions) 141 537 thermophile 20 169 Valorga OMR


qualité des intrants en méthanisation n’est pas explicitement définie et est donc difficilement comparable avec celle des déchets à méthaniser sur Romainville.

� Validation du potentiel méthanogène

Le tri mécanique, tel qu’il est décrit, oriente vers les digesteurs la fraction des ordures ménagères dont la taille est inférieure à 10 mm. C’est en effet dans cette fraction que l’on retrouve la plus grosse proportion de déchets fermentescibles qui sont à l’origine de la production du biogaz. Une campagne de caractérisation des ordures ménagères de Romainville a été menée pendant l’hiver 2006/2007 par le BRGM31. Cette campagne a permis de déterminer la composition des ordures ménagères qui seront traitées par le futur centre de Romainville, selon la méthode décrite par la norme AFNOR X30-466 et selon les catégories de déchets MODECOMTM de l’ADEME. Après criblage des ordures ménagères passées à l’étuve pour les rendre sèches, la répartition des déchets fermentescibles entre les différentes fractions obtenues a été définie comme telle :

Tableau 20 : Répartition des déchets putrescibles entre les différentes fractions [en % sur sec]

Une campagne de caractérisation similaire et antérieure, réalisée par ANTEA32 présente quant à elle les résultats suivants sur la répartition des déchets fermentescibles entre les fractions granulométriques :

Cela montre que la majeure partie des déchets fermentescibles est bien contenue dans la fraction fine des ordures ménagères. En outre, la campagne de caractérisation du BRGM montre que la fraction granulométrique <20 mm représente quant à elle 22,7% du poids sec des ordures ménagères comme l’indique le tableau ci-dessous :

31 BRGM, Caractérisation et analyse des ordures ménagères du SYCTOM – 2006-2007 32 ANTEA, Caractérisation de déchets ménagers et assimilés sur le principe de base du MODECOM – 2005-2006

< 20 mm< 20 mm< 20 mm< 20 mm 20-50 mm20-50 mm20-50 mm20-50 mm 50-100 mm50-100 mm50-100 mm50-100 mm 100-350 mm100-350 mm100-350 mm100-350 mm > 350 mm> 350 mm> 350 mm> 350 mm

Déchets putresciblesDéchets putresciblesDéchets putresciblesDéchets putrescibles 79% 14% 5% 2% 0%

PapiersPapiersPapiersPapiers 2% 5% 19% 74% 0%

CartonsCartonsCartonsCartons 1% 4% 16% 55% 23%

Textiles sanitairesTextiles sanitairesTextiles sanitairesTextiles sanitaires 11% 15% 48% 27% 0%

0-50 mm0-50 mm0-50 mm0-50 mm 50-100 mm50-100 mm50-100 mm50-100 mm 100-350 mm100-350 mm100-350 mm100-350 mm

Déchets putresciblesDéchets putresciblesDéchets putresciblesDéchets putrescibles 66% 20% 14%

PapiersPapiersPapiersPapiers 11% 23% 66%

CartonsCartonsCartonsCartons 12% 23% 65%

Textiles sanitairesTextiles sanitairesTextiles sanitairesTextiles sanitaires 2% 49% 49%


Tableau 21 : Part de chaque fraction sur le poids sec des ordures ménagères

Le tri mécanique permet donc d’orienter la majorité de la fraction fermentescible des ordures ménagères vers l’unité de méthanisation. Lors de ces différentes campagnes de caractérisation, des tests méthanogènes ont été effectués sur chacune des fractions granulométriques des ordures ménagères. Les résultats montrent que pour la fraction des ordures dont il est ici question, celle dont la taille est inférieure à 20 mm, le potentiel méthanogène mesuré est compris entre 260 et 271 Nm3

CH4/tMSV, valeurs supérieures à celle prise comme hypothèse par URBASER.

3.2. Choix de la valorisation du biogaz

Le Dossier de Demande d’Autorisation d’Exploiter du centre de traitement multifilière des déchets de Romainville, tel qu’il a été déposé en juillet 2008, intègre deux solutions de valorisation du biogaz : la cogénération OU l’injection du biogaz dans le réseau de gaz naturel. Il est alors convenu que le choix de la filière de valorisation se fasse avant le démarrage des travaux. En juin 2010, l’évolution du cadre réglementaire autorisant l’injection du biogaz dans le réseau de gaz naturel n’étant toujours pas connu, le développement de la filière cogénération est privilégié. Fin 2011, les divers décrets et arrêtés créant ce cadre réglementaire sont publiés, la faisabilité technique de l’injection du biogaz dans le réseau de gaz naturel est avérée. Il revient donc désormais au SYCTOM de décider, au moment du lancement des travaux, du choix de la filière de valorisation du biogaz en fonction de l’intérêt des collectivités locales concernées.

3.3. Valorisation du biogaz par cogénération

3.3.1. Généralités

Le principe de la cogénération est :

• de produire de l’électricité grâce à la combustion du biogaz dans un moteur couplé à une génératrice et

• de récupérer la chaleur des circuits de refroidissement du moteur et des gaz d’échappement.

RépartitionRépartitionRépartitionRépartition

[en % sur sec]

< 20 mm< 20 mm< 20 mm< 20 mm 22.7%

20-50 mm20-50 mm20-50 mm20-50 mm 12.4%

50-100 mm50-100 mm50-100 mm50-100 mm 21.1%

100-350 mm100-350 mm100-350 mm100-350 mm 36.5%

> 350 mm> 350 mm> 350 mm> 350 mm 7.4%


L’électricité est injectée dans le réseau de distribution d’ERDF ou de transport de RTE. Elle est vendue à EDF et fait l’objet d’une obligation d’achat. Elle bénéficie d’un tarif d’achat défini par l’arrêté du 19 mai 2011 fixant les conditions d’achat de l’électricité produite par les installations qui valorisent le biogaz et ce, pendant 15 ans.

Quant à la chaleur, elle est récupérée et véhiculée sous forme d’eau chaude et de vapeur. Elle est valorisée ainsi :

• Maintien en température des digesteurs (autoconsommation)

• Chauffage de l’air des tunnels de séchage et des locaux (autoconsommation)

• Mise à disposition pour des clients « chaleur » (consommation externe)

3.3.2. Épuration du biogaz

Le biogaz en sortie du digesteur est saturé en eau. Il contient en majorité du méthane et du dioxyde de carbone mais également des gaz traces comme du sulfure d’hydrogène, de l’ammoniac ou encore des siloxanes. Sa composition peut être définie comme suit :

Tableau 22 : Composition type du biogaz issu de la digestion de déchets fermentescibles des ménages

Le méthane est le composant principal du biogaz. C’est un gaz incolore et sans odeur qui a une mauvaise solubilité dans l’eau. Il possède un pouvoir calorifique inférieur (PCI) de 9,94 kWh/m3 et un pouvoir calorifique supérieur (PCS) de 11,06 kWh/m3. De par son pouvoir calorifique, seul le méthane est intéressant. Il convient d’épurer le biogaz pour assurer le bon fonctionnement des équipements de valorisation par cogénération. Les exigences de ces équipements sont les suivantes :

Tableau 23 : Qualité du biogaz exigée pour une valorisation par cogénération

ComposantComposantComposantComposant TeneurTeneurTeneurTeneur

MéthaneMéthaneMéthaneMéthane CHCHCHCH4444 55 - 65 %

Dioxyde de carboneDioxyde de carboneDioxyde de carboneDioxyde de carbone COCOCOCO2222 35 - 45 %

EauEauEauEau HHHH2222OOOO

AzoteAzoteAzoteAzote NNNN2222 0 - 1 %

OxygèneOxygèneOxygèneOxygène OOOO2222 0,1 - 0,5 %

Sulfure d'hydrogèneSulfure d'hydrogèneSulfure d'hydrogèneSulfure d'hydrogène HHHH2222SSSS 100 - 6000 ppm

SiloxanesSiloxanesSiloxanesSiloxanes 1 - 2 mg/m3

Hydrocarbures halogénésHydrocarbures halogénésHydrocarbures halogénésHydrocarbures halogénés

Saturation

traces

ParamètresParamètresParamètresParamètres ExigencesExigencesExigencesExigences

TempératureTempératureTempératureTempérature max. : 30 - 40°C

PCIPCIPCIPCI 4,5 - 7 kWh/m3 (soit 45 - 70% CH4)

HHHH2222SSSS < 200 ppm

NHNHNHNH3333 < 50 mg / m3

SiloxanesSiloxanesSiloxanesSiloxanes 5 - 10 mg/m3

Humidité relativeHumidité relativeHumidité relativeHumidité relative max. : 60 - 80 %

Indice CHIndice CHIndice CHIndice CH4444 min. : 85


� Filtration

Afin de fournir un biogaz exempt de poussières aux systèmes de valorisation du biogaz, celui-ci subit une étape de filtration au travers de filtres maillés à 5 - 10 µm. Ces filtres sont dits condenseurs car ils ont l’avantage de condenser une partie de la vapeur d’eau que contient le biogaz. Les condensats et les poussières sont évacués grâce à des collecteurs.

� Déshydratation

La digestion anaérobie a toujours lieu dans un environnement humide et provoque alors l’évaporation de l’eau. La vapeur d’eau produite se retrouve dans le biogaz, en concentration saturée. L’humidité relative (HR) est donc de 100%. La concentration de la vapeur d’eau dans le biogaz lorsque celui-ci est saturé dépend de la température, comme le montre le graphique suivant :

Plus la température du biogaz est élevée, plus il contient de vapeur d’eau.

Pourquoi déshydrater le biogaz ? Une baisse de la température ou une augmentation de la pression du biogaz peut provoquer la condensation de la vapeur d’eau. C’est sous cette forme liquide que l’eau peut entrainer les nuisances suivantes :

• Corrosion : les réactions chimiques corrosives ont lieu dans un environnement aqueux

• Abrasion : les gouttelettes d’eau condensée peuvent agir comme des particules abrasives

• Accumulation : l’eau condensée peut s’accumuler dans les conduits de biogaz et peut entièrement les boucher (poches d’eau)

Le biogaz filtré est déshydraté selon la technique de condensation. Par diminution de la température du flux de biogaz, la vapeur d’eau qu’il contient se condense et est récupérée sous forme liquide (condensats). La déshydratation s’effectue en 2 étapes aux moyens d’échangeurs thermiques.

� Désulfuration

Le sulfure d’hydrogène (H2S) est un produit résiduel de la dégradation anaérobie des protéines animales et végétales. Sa concentration dans le biogaz dépend directement de la quantité de protéines méthanisées. Ce gaz, très toxique, a une bonne solubilité dans l’eau. La solubilité dans l’eau est en équilibre avec la forme dissoute et dépend du pH, comme le montre la figure suivante :


Plus le pH augmente, plus le H2S se trouve sous forme dissoute dans l’eau.

Pourquoi désulfurer le biogaz ?

• Forts risques d’intoxication

• Le H2S et ses produits dérivés sont très corrosifs.

• Lors de la combustion il provoque des émissions d’oxydes de soufre, polluants atmosphériques.

• Il réduit la durée de vie des huiles de moteur.

Selon URBASER, le biogaz issu de déchets ayant subi une étape de traitement en tube de fermentation au préalable possède des teneurs en H2S trop basses pour justifier une désulfuration classique (désulfuration biologique, etc.). En effet, l’efficacité d’une désulfuration biologique est amoindrie pour des teneurs en H2S telle qu’observées par URBASER sur ses références en fonctionnement (< 300 ppm). Des mesures de la teneur en H2S du biogaz sont prévues après sa déshydratation. Dans l’éventualité d’une teneur en H2S trop élevée au regard des exigences des fournisseurs de cogénérateur, URBASER prévoit une injection d’oxyde de fer en amont des digesteurs. Cette technique se base sur la solubilité élevée du H2S dans l’eau. Le réactif, mélangé aux matières entrantes, entre en réaction avec le H2S produit en cours de digestion et le précipite sous forme de sulfures qui sont ensuite évacués avec le digestat. Cette technique de désulfuration n’engendre pas d’investissements supplémentaires en termes d’équipements, mais seulement des frais d’exploitation pour l’achat du réactif.

� Élimination des siloxanes

Le nom siloxanes est dérivé de SIlicium + OXygène + alcANES. Ce sont des composés synthétiques organiques, peu solubles dans l’eau, que l’on trouve dans les produits cosmétiques, les détergents, les encres d’impression et les peintures. Les siloxanes sont un ingrédient d’un grand nombre de produits et on les retrouve dans les eaux usées et les déchets solides mis en décharge, ainsi que dans les biogaz de STEP et de décharge.

Pourquoi éliminer les siloxanes du biogaz ? Lors de la combustion du biogaz, les siloxanes qu’il contient sont transformés en oxyde de silicium, le composé principal du sable (généralement sous forme de quartz). L’oxyde de silicium se dépose sous forme de couche dans la chambre de combustion des moteurs, sur les parois, les pistons, les bougies ou des micro-turbines, engendrant une usure accélérée.

Il n’est pas prévu de traitement du biogaz pour éliminer les siloxanes.


Les intrants de l’installation de méthanisation traitant la fraction fermentescible des ordures ménagères, il est à craindre que le biogaz produit contienne des siloxanes. Des résultats de mesures des siloxanes sur des installations de méthanisation similaires à celle de Romainville seraient nécessaires pour évaluer la pertinence d’un tel traitement.

3.3.3. Cogénération

Le biogaz ainsi désulfuré et/ou déshydraté est ensuite dirigé vers l’étape de valorisation à proprement parler.

3.3.3.1. Dimensionnement et bilan-énergie

Il est brûlé dans 3 unités de cogénération qui suffisent à absorber la production de biogaz en marche normale. Une 4ème unité est prévue pour absorber les pointes de production de biogaz et assurer la valorisation du biogaz lors des opérations de maintenance des 3 unités de cogénération principales. Les caractéristiques techniques des unités de cogénération annoncées sont les suivantes :

• Puissance électrique : 2 MWél

• Rendement électrique : 41%

• Rendement thermique : 43% (21% eau chaude + 22% vapeur)

• Pertes : 16%

Ces caractéristiques techniques annoncées par URBASER sont des estimations faites sur la base de leur expérience acquise sur leurs références en fonctionnement. La puissance des cogénérateurs projetée s’élève à 2 MWél. Pour une telle puissance, les fournisseurs présents sur le marché proposent des cogénérateurs dont les rendements électriques sont de 42% et les rendements thermiques compris entre 41 et 43%33. Les rendements annoncés par URBASER correspondent donc à la réalité du marché. La figure ci-dessous représente le bilan-énergie de la valorisation du biogaz :

33 ASUE, BHKW-Kenndaten 2011


Figure 34 : Bilan-énergie de la cogénération [source : URBASER]

Ce bilan-énergie montre que le rendement électrique utilisé pour l’estimation de la quantité d’électricité produite est de 38% est non de 41%. Il n’y a cependant pas lieu de prendre pour hypothèse un rendement électrique inférieur à celui garanti par les constructeurs. Le potentiel de production d’électricité n’est pas valorisé à son maximum et l’efficacité énergétique qui conditionne le montant de la prime à l’efficacité énergétique est diminué (cf. § 3.3.3.2 - détail du tarif de rachat).

3.3.3.2. Valorisation de l’électricité

L’électricité produite par les cogénérateurs, s’élevant à 48'383 MWhél/an, sera entièrement injectée dans le réseau de distribution d’électricité situé à proximité du site d’implantation de l’usine de Romainville. Une étude de faisabilité effectuée par ERDF montre que le réseau a la capacité d’accepter la totalité de l’électricité fournie par les cogénérateurs. L’hypothèse tarifaire émise par le SYCTOM est de 11,3 c€/kWhél.

� Autoconsommation électrique

Les estimations d’URBASER pour la consommation électrique de l’usine de Romainville s’élèvent à 49 450 MWhél/an. 405 000 t d’ordures ménagères résiduelles, de déchets issus de collectes sélectives ainsi que d’objets encombrants seront réceptionnés et traités par année, la consommation électrique par tonne de déchets traitée s’élève donc à 122 kWh/tdéchets. La consommation en électricité de l’usine excède la quantité d’électricité produite grâce au biogaz.


Analyse Selon l’article L314-1 du Code de l’Energie, l’électricité produite par les installations qui valorisent des déchets ménagers ou assimilés fait l’objet d’une obligation d’achat. Le tarif d’achat est fixé par l’Arrêté du 19 mai 2011 fixant les conditions d’achat de l’électricité produite par les installations qui valorisent le biogaz. Il dépend entre autre de la puissance électrique installée et de l’efficacité énergétique. Dans un premier temps, il n’est pas autorisé d’injecter la totalité de l’électricité produite. Le contrat type BG11-V01 (contrat d’achat de l’électricité produite par les installations valorisant le biogaz et bénéficiant de l’obligation d’achat d’électricité) laisse la possibilité de vendre l’électricité produite après autoconsommation des cogénérateurs ou après autoconsommation pour les besoins propres de l’usine entière. En prenant comme hypothèse que la consommation d’électricité des cogénérateurs s’élève à 3% de l’électricité qu’ils produisent, la quantité maximale d’électricité injectée et rémunérée s’élèverait donc à 46 932 MWhél/an. Dans un second temps, l’hypothèse tarifaire émise ne prend pas en compte la prime à l’efficacité énergétique à laquelle il aurait droit. Cette prime dépend de l’efficacité énergétique. Le tableau suivant donne le détail du tarif de rachat de l’électricité :

Tableau 24 : Composantes du tarif de rachat de l’électricité

T - Rétribution de baseT - Rétribution de baseT - Rétribution de baseT - Rétribution de base

Fonction de Pmax, la puissance maximale installée

Pmax ≤ 150 kW 13.37 c€/kWhél

Pmax = 300 kW 12.67 c€/kWhél



Pmax ≥ 2000 kW 11.19 c€/kWhél

Pmax = 8 000 kWél

T = T = T = T = 11.19011.19011.19011.190 c€/kWhc€/kWhc€/kWhc€/kWhé lé lé lé l

Pe - Prime à l'efficac ité énergetiquePe - Prime à l'efficac ité énergetiquePe - Prime à l'efficac ité énergetiquePe - Prime à l'efficac ité énergetique

Fonction de V, l'efficacité énergétique

V ≥ 75% 4 c€/kWhél

35% < V < 70%

V ≤ 35% 0 c€/kWhél

V = 77.8 %

Pe =Pe =Pe =Pe = 4.0004.0004.0004.000 c€/kWhc€/kWhc€/kWhc€/kWhé lé lé lé l

Pr - Prime pour le traitement d'effluents d'élevagePr - Prime pour le traitement d'effluents d'élevagePr - Prime pour le traitement d'effluents d'élevagePr - Prime pour le traitement d'effluents d'élevage

Fonction de Pmax et de Ef, le pourcentage d'effluents d'élevage

Pmax ≤ 150 kWél et Ef ≥ 60% 2.6 c€/kWhél

150 kWél ≤ Pmax ≤ 1000 kWél et 20% ≤ Ef ≤ 60%

Pmax ≥ 1000 kWél et Ef ≤ 20% 0 c€/kWhél

Pmax = 8 000 kWél

Ef = 0.0 %

Pr =Pr =Pr =Pr = 0.0000.0000.0000.000 c€/kWhc€/kWhc€/kWhc€/kWhé lé lé lé l

Indexation du tarif (valeur au 01/01/2012)Indexation du tarif (valeur au 01/01/2012)Indexation du tarif (valeur au 01/01/2012)Indexation du tarif (valeur au 01/01/2012) K =K =K =K = 1.000001.000001.000001.00000

Tarif de rachat d'élec tricitéTarif de rachat d'élec tricitéTarif de rachat d'élec tricitéTarif de rachat d'élec tricité 15.19015.19015.19015.190 c€/kWhc€/kWhc€/kWhc€/kWh

linéaire

linéaire


Ce tableau montre que la composante Pe du tarif de rachat est faible si l’on considère que le rendement électrique des cogénérateurs est de 38% et que la chaleur excédentaire n’est pas valorisée. Le tableau ci-dessous présente l’effet de ces deux paramètres sur le tarif de rachat de l’électricité :

Des mesures d’optimisation énergétique permettent donc d’augmenter sensiblement le tarif de rachat de l’électricité. Enfin, si la plupart des installations de méthanisation en fonctionnement produisent plus d’électricité qu’elles n’en consomment, la particularité de celle de Romainville vient du fait que les intrants de l’unité de méthanisation ne sont pas triés et qu’il est nécessaire de leur faire subir une préparation mécanique lourde pour les extraire des ordures ménagères résiduelles. La part que représente cette préparation dans la consommation d’électricité totale du site est en effet de près de 30%. Le site de Romainville n’accueille pas seulement une installation de méthanisation mais également un centre de tri des déchets de la collecte sélective et des objets encombrants. Cette activité est aujourd’hui consommatrice d’électricité et sera, le centre multifilière construit, couverte par une électricité d’origine renouvelable.

3.3.3.3. Valorisation de la chaleur

Afin de garantir le refroidissement des unités de cogénération, chaque unité est équipée de deux circuits de refroidissement et de récupération de chaleur, disposés :

• Autour du moteur

• Autour de l’échappement des fumées

Le circuit de refroidissement des moteurs produit de l’eau chauffée à une température de 75°C au moyen d’un échangeur de chaleur eau/eau. La chaleur des fumées d’échappement permet, au moyen d’un générateur de vapeur, de produire de la vapeur saturée à une pression de 4 bars. Sur le site entier de l’usine de Romainville, on distingue 3 postes consommateurs de chaleur : les digesteurs, le séchage/compostage du digestat et les locaux administratifs.

� Chauffage des digesteurs

Ce chauffage s’effectue par injection de vapeur dans les intrants au moment de leur introduction dans les digesteurs, vapeur produite grâce à la récupération de la chaleur des gaz d’échappement. Le calcul des besoins en chaleur des digesteurs pour une température de 55°C aboutit à une consommation thermique de 7 400 MWh th/an. 1 482 MWhth/an de pertes de transfert et de conversion sont à ajouter à cette consommation de chaleur.

V Tarif de rachat

Rendement électrique maximum 41.0% 11.876 c€/kWhél

Consommation totale de la chaleur excédentaire 45.7% 12.413 c€/kWhél

Cumul des 2 mesures 48.7% 12.756 c€/kWhél


Analyse Le processus de méthanisation fait intervenir des micro-organismes qui sont capables de se développer à des températures comprises entre 0 et 100°C. La température à laquelle se déroule le processus influe sur la rapidité avec laquelle les micro-organismes dégradent la matière organique, comme le montre le graphique ci-dessous :

Figure 35 : Vitesse de production du biogaz en fonction de la température [source : PACER]

On distingue 3 domaines de température :

• Températures psychrophiles : de 10°C à 25°C

• Températures mésophiles : de 25°C à 40°C

• Températures thermophiles : de 49°C à 60°C C’est dans le domaine de températures thermophiles, choisi pour l’installation de méthanisation de Romainville, que la vitesse de production de biogaz est la plus rapide. Cependant cela ne signifie pas que le rendement en biogaz est plus élevé comme l’indique le graphique ci-dessous :

Figure 36 : Production totale de biogaz en fonction de la température de digestion

La production totale de biogaz est en effet comparable en domaine mésophile et en domaine thermophile. En revanche, elle est inférieure en domaine psychrophile.


La digestion en mode thermophile permet donc de diminuer les temps de séjour des matières dans les digesteurs et de minimiser les volumes de digestion. Contrairement au compostage, la méthanisation est un processus faiblement exothermique. Il est donc nécessaire de maintenir la température du milieu de digestion. De par l’arrêté du 19 mai 2011 mentionné au § 3.3.3.2, les besoins en énergie thermique des digesteurs doivent être satisfaits par la chaleur dégagée par la valorisation du biogaz produit, raison pour laquelle les besoins en chaleur des digesteurs sont couverts par une partie de la chaleur produite par les cogénérateurs.

� Séchage/compostage

Lors de la phase de compostage, de l’air chaud à 60°C est injecté à travers le mélange structurant/digestat. Cet air, extrait des différents ateliers, est chauffé :

• d’une part, par l’eau chaude issue des circuits de refroidissement des moteurs et

• d’autre part, par la vapeur produite grâce aux gaz d’échappement Selon URBASER, l’insufflation d’air chaud et donc le séchage au cours de la phase de fermentation aérobie permet de l’accélérer, de réduire les temps de séjour sur site et d’optimiser les surfaces disponibles. La chaleur nécessaire au chauffage de l’air est estimée à 31 385 MWh th/an, calculée sur la base d’une quantité d’eau de 41 800 t à évaporer. Cette estimation tient compte de la capacité d’auto-échauffement des matières en cours de compostage. Les pertes de transfert et de conversion, estimées à 4637 MWh/an sont à ajouter à cette consommation de chaleur. Analyse Le phénomène de compostage se caractérise entre autre par une montée en température de la matière et une évaporation de l’eau qu’elle contient, causées par la dégradation et la transformation de la matière organique en composés humiques.

Figure 37 : Courbe d’évolution de la température pendant le compostage

Ces deux phénomènes sont indispensables pour la normalisation du compost. L’insufflation d’air chaud permettrait, selon URBASER, d’améliorer la phase de fermentation thermophile représentée ci-dessus. Toute installation pratiquant le compostage est soumise à la réglementation sur les installations classées pour la protection de l’environnement. La rubrique concernée est la rubrique 2780-2 dont le seuil du régime d’autorisation est fixé à 50 t/j de matières traitées.

phase

mésophile

phase

thermophile

phase

refroidissement

phase

maturation

0 2 4 6

25

50

75

Durée de compostage [mois]

Te

mp

éra

ture

[°C

]

fermentation maturation


L’arrêté du 22 avril 2008 fixant les règles techniques auxquelles doivent satisfaire les installations de compostage soumises à autorisation prévoit que « le temps de séjour des matières en cours de fermentation aérobie […] est au minimum de trois semaines, durée pouvant être réduite à deux semaines en cas d’aération forcée ». Une simple aération forcée avec de l’air non chauffé permet donc de diminuer le temps de séjour car l’oxygénation intense à laquelle elles sont ainsi soumises permet d’accélérer leur stabilisation. Le chauffage de l’air insufflé ne parait donc pas indispensable pour diminuer la durée de la phase de fermentation. La pertinence technique et environnementale de cette pratique reste donc à prouver, car le seul bénéfice démontré se situe au niveau économique par l’obtention d’un meilleur tarif de rachat pour l’électricité (cf. § 3.3.3.2). Dans ce contexte, et pour un meilleur bilan environnemental nous recommandons donc de continuer à prospecter afin de valoriser cette chaleur renouvelable auprès de clients externes (industries, réseau de chaleur).

� Besoins thermiques des locaux administratifs

Le bâtiment à chauffer, conçu comme étant un bâtiment basse consommation, possède une surface de 1440 m2. Il abrite entre autres les bureaux, les vestiaires, le réfectoire, etc. Les besoins thermiques se résument au chauffage des locaux et à l’eau chaude sanitaire, soit 125 MWh/an.

� Chaleur excédentaire

Selon le bilan-énergie, la valorisation de la chaleur issue des unités de cogénération est donc ainsi répartie :

L’autoconsommation du site de Romainville en chaleur représente donc 75,2% de la production de chaleur des cogénérateurs. Ce n’est donc que 17,4% de la chaleur produite qui serait à disposition d’un éventuel repreneur externe, ce qui représente 9 456 MWh th/an. Le solde de chaleur constitue les pertes de transfert et de conversion. S’il s’avère que le chauffage de l’air insufflé lors de la phase de fermentation aérobie du digestat n’est pas indispensable, 45 478 MWh th/an de chaleur seraient alors disponibles


pour un client chaleur. L’efficience énergétique dont dépend le tarif de rachat de l’électricité s’élèverait à 77,8% pour un tarif de rachat de 15,190 c€/kWhél. Différentes collectivités ont été sollicitées pour la reprise de la chaleur excédentaire. On dénombre 2 projets d’aménagement à proximité du site de l’usine de Romainville : la ZAC Ecocité - Canal de l’Ourcq à Bobigny et la ZAC de l’Horloge à Romainville. Ces deux projets sont suivis par la SEM Sequano Aménagement qui a confirmé son intérêt de principe pour reprendre la chaleur excédentaire. L’entreprise SANOFI a également souhaité étudier les possibilités d’utilisation de la chaleur sur son site, démarche abandonnée suite à l’annonce de la fermeture du site de Romainville prévue fin 2013. Ces échanges ont eu lieu entre 2008 et 2009. Aucun engagement formalisé n’a été produit à ce jour.

Il est à mentionner également la création de la SEM Energies POSIT’IF avec une participation majoritaire de la région Ile-de-France (Est Ensemble étant également engagée). Cette SEM, dont la constitution est prévue à l’Automne 2012, sera opérationnelle début 2013 et aura entre autre pour vocation à intervenir sur le logement collectif. Si la reprise de l’énergie produite par le site de Romainville intéresse cette SEM, elle n’est cependant pas assez active pour s’engager concrètement, aucun projet laissant apparaitre un consommateur d’énergie n’ayant été pour l’instant identifié.

3.4. Valorisation du biogaz par injection dans le r éseau de gaz naturel

3.4.1. Généralités

Le terme biométhane désigne le biogaz qui a été convenablement épuré de sorte à ce que sa composition permette son injection dans le réseau de gaz naturel. Outre les traitements de déshydratation et de désulfuration qui lui sont appliqués avant une valorisation par cogénération, le biogaz doit alors subir une élimination poussée du CO2. Cette étape conduit à une augmentation du pouvoir calorifique du biogaz qui s’apparente alors à un enrichissement. C’est donc par le terme « d’enrichissement » que l’on désigne l’élimination du CO2. Depuis les 21 et 23 Novembre 201134, l’injection de biométhane dans les réseaux de distribution et de transport de gaz naturel est autorisée. Cette autorisation s’est accompagnée de l’établissement d’un tarif de rachat du biométhane afin de favoriser la valorisation du biométhane au même titre que l’électricité produite à partir du biogaz. Le biométhane fait donc l’objet d’une obligation d’achat. Le contrat entre le producteur de biométhane et le fournisseur de gaz naturel / acheteur de biométhane court sur une durée de 15 ans.

3.4.2. Faisabilité de l’injection de biométhane

La faisabilité d’une valorisation du biogaz par injection du biométhane dont il est issu relève avant tout de la capacité du réseau de gaz naturel à absorber la totalité du biométhane

34 Dates de publication et d’entrée en vigueur des divers décrets et arrêtés créant un cadre juridique autour de l’injection du biométhane dans les réseaux de gaz naturel


produit. Cette capacité est définie par la quantité de gaz naturel prélevée sur le réseau par les consommateurs, le réseau étant découpé en plusieurs mailles. Une pré-étude de faisabilité effectuée par GrDF, l’exploitant du réseau de distribution de gaz naturel situé le plus proche du site d’implantation de l’usine de Romainville montre que la consommation de gaz naturel de la maille de Romainville dépend des saisons. Les principaux consommateurs connectés à ce réseau sont des clients domestiques, qui utilisent le gaz naturel comme combustible de chauffage. Par conséquent, la consommation de gaz naturel est considérablement plus élevée en hiver qu’en été, comme l’illustre le graphique suivant :

Figure 38 : Consommation de gaz naturel de la maille de Romainville [source : GrDF]

De ce fait, la consommation de gaz naturel en été se trouve être inférieure au débit d’injection de biométhane de l’usine de méthanisation. L’injection du biométhane dans ces conditions n’est donc pas faisable. Cependant, les conclusions de l’étude mentionnent la possibilité d’une modification d’exploitation du réseau qui permettrait d’élargir la zone de consommation pendant la période estivale. Cette modification, se résumant à la connexion entre deux mailles, nécessite la mise en place d’une nouvelle procédure d’exploitation. Un entretien avec GrDF conforte la faisabilité de cette modification d’exploitation du réseau ainsi que son intérêt à développer cette filière de valorisation du biogaz du site de Romainville.

3.4.3. Dimensionnement

La technique d’enrichissement proposée et développée est celle du lavage à l’eau, technique installée et en service sur la référence d’URBASER de Madrid (La Paloma, 2008). Le dimensionnement des unités d’enrichissement réalisé par URBASER est basé sur une quantité de biogaz à enrichir moyenne de 2649 Nm3

biogaz/h, le débit moyen horaire transmis à GrDF pour l’étude susmentionnée étant de 1527 Nm3

biométhane /h. Compte tenu des fluctuations de production de biogaz, ce sont deux unités de 2000 Nm3/h chacune qui permettraient alors d’enrichir le biogaz produit.


Une partie du biogaz est détournée de la filière d’épuration afin de couvrir les besoins thermiques du site décrits dans le § 3.3.3.3 comme l’indique le graphique suivant :

Figure 39 : Bilan énergie de la production et l’injection de biométhane [source : URBASER]

Une chaudière à gaz d’une puissance de 5,74 MWth permet la production de la chaleur nécessaire pour couvrir les besoins thermiques du site à partir du biogaz. L’hypothèse tarifaire émise par le SYCTOM est de 6,9 c€/kWhPCS.

Analyse Dans le point I de son annexe, l’arrêté du 23 novembre 2011 fixant les conditions d’achat du biométhane injecté dans les réseaux de gaz naturel spécifie que « les besoins en énergie liés au chauffage du digesteur d’une installation de méthanisation sont satisfaits par l’énergie issue du biogaz ou du biométhane produits par cette installation ». Or le dimensionnement des unités d’enrichissement ne prend pas en compte l’autoconsommation de biogaz pour les besoins thermiques de l’ensemble du site de traitement des ordures ménagères tel qu’indiqués dans le graphique ci-dessus. Le dimensionnement porterait donc sur 62,5% de la production de biogaz et ne serait plus basé sur une quantité de biogaz à enrichir moyenne de 2649 Nm3

biogaz/h mais de 1708 Nm3

biogaz/h. Compte tenu des fluctuations de production de biogaz, deux unités de capacités de 2000 Nm3

biogaz/h et 800 Nm3biogaz/h seraient nécessaires pour enrichir le biogaz produit.

La quantité annuelle de biométhane injectée s’élèverait à 89 178 MWhPCS35 et la capacité

moyenne d’injection à 950 Nm3biométhane /h. Cette dernière étant diminuée, il est à confirmer

par GrDF la faisabilité technique de l’injection du biométhane.

35 avec des pertes en CH4 lors de l’enrichissement évaluées à 2%


3.5. Conclusions

La production de biogaz estimée et annoncée par URBASER s’élève à près de 24 000 000 Nm3/an pour une quantité d’intrants à méthaniser de 141 600 t/an. Le rendement de biogaz qui en résulte est alors de 169 Nm3

biogaz /t intrants . Il existe peu d’installations de méthanisation en France similaires à celle de Romainville (digestion en voie sèche d’intrants issus de tri mécanique d’ordures ménagères résiduelles en mode thermophile). Les moyens de comparaison du rendement de biogaz sont donc limités. Le régime de l’installation de méthanisation étant thermophile, on peut cependant s’attendre à ce que la production de biogaz soit supérieure à celle des références d’URBASER fonctionnant sous le régime mésophile.

La filière de valorisation du biogaz produit par l’unité de méthanisation n’est pas encore choisie. Deux filières sont développées : la cogénération ou l’injection dans le réseau de gaz naturel après épuration.

Dans le scénario cogénération, le biogaz est converti en électricité et en chaleur. L’unité de méthanisation permet de traiter des déchets organiques tout en produisant de l’électricité d’origine renouvelable. Or cette unité de méthanisation fait partie intégrante d’une usine de traitement multifilière qui intègre également le traitement de déchets non organiques. Les études de conception montrent que la consommation électrique de l’ensemble des activités de l’usine est équivalente à celle produite par l’unité de méthanisation. Le traitement des déchets organiques permet donc, en plus de couvrir les besoins en électricité de l’unité de méthanisation, de couvrir la consommation électrique du traitement de l’ensemble des déchets. Concernant la chaleur produite par cogénération, la conception de l’usine prévoit une autoconsommation pour les besoins des digesteurs telle que l’exige la réglementation. De plus, plus de la moitié de la chaleur produite serait écoulée par insufflation d’air chauffé dans les tunnels de compostage du digestat. Cette pratique permettrait de diminuer la durée du compostage et d’optimiser les surfaces disponibles. La réglementation autorise en effet une diminution des temps de séjour lorsque les tas de matières en cours de fermentation aérobie sont soumis à une aération forcée, mais d’air non chauffé. L’utilisation de la chaleur pour des besoins du compostage ne se justifie donc pas sur le plan réglementaire. De ce fait, l’excédent de chaleur disponible pour un client externe se voit augmenté. Bien que les collectivités et institutions directement concernées aient été sollicitées pour la reprise de cette chaleur, aucun consommateur capable de consommer la chaleur excédentaire à court terme n’a aujourd’hui été identifié. Le scénario d’injection de biogaz dans le réseau de gaz naturel dépend de la capacité du réseau récepteur à l’écouler. Or il s’avère que pendant la saison estivale, cela ne soit pas le cas. Des modifications d’exploitation de la maille directement concernée permettraient cependant de remédier à cette problématique.

Il appartient au SYCTOM, lors du lancement des travaux, de choisir entre ces deux filières de valorisation. Sur le point de vue optimisation énergétique, les incertitudes sur la valorisation de la chaleur dans le scénario cogénération jouent en faveur du scénario injection dans le réseau de gaz naturel. Une analyse économique complète doit être également menée en tenant compte des analyses des dimensionnements développées dans ce rapport.


4. ANALYSE DES DYSFONCTIONNEMENTS SUR D’AUTRES INSTALLATIONS

4.1. Installation de Montpellier

Nom de l’installation AMETYST

Maitre d’ouvrage Montpellier Agglomération

Constructeur Vinci Environnement – Sogea Sud

Type de procédé KOMPOGAS

Exploitant Novergie (filiale de SITA) – Vinci environnement – Sogea Sud

Mise en service Décembre 2008

Capacité total 203 000 t/an

Digesteurs 8 x 1400 m3

Tableau 25 : Fiche d'identification de l'installation de Montpellier

4.1.1. Présentation de la chaine de traitement

AMETYST dispose de deux lignes de traitement bien distinctes, une pour les OMR (capacité 170 000 t/an) et la deuxième pour des biodéchets (capacité 33 000 t/an). Les principaux éléments constituant l’usine sont présentés dans la figure suivante.

Figure 40 : Schéma général de l'usine de Montpellier [source : plaquette Amétyst]


Figure 41 : Chaine de tri de l'usine de Montpellier [source : plaquette Amétyst]


Figure 42 : Schéma des procédés de méthanisation et compostage de Montpellier [source : plaquette Amétyst]

4.1.2. Description de l’incident / dysfonctionnemen t

Les dysfonctionnements constatés dans le rapport de la Chambre Régionale des Comptes de Languedoc-Roussillon sont de diverses natures :

- Mauvais fonctionnement des digesteurs en raison de la qualité des déchets collectés et de l’efficacité de la chaîne de tri.

- Nuisances olfactives. - Défauts ergonomiques et de conditions de travail. - Incendie dans l’atelier de déshydratation.

Développé et construit dans un contexte politique tendu, l’usine a été confrontée, lors de son démarrage à des problèmes d’abrasion des équipements et de bouchage de conduites dus principalement à la présence excessive de verre dans les déchets collectés. Le trommel situé en tête d’usine produisait une fraction granulométrique 0-60 mm trop riche en verre. La technologie de méthanisation KOMPOGAS a démontré sa robustesse jusqu’à une teneur en


verre de 10% sur la matière fraîche à l’entrée de l’unité de digestion alors qu’entre 10 et 15% des bouchages de conduites sont constatés. Les problèmes de nuisances olfactives également constatés sont liés à une mauvaise étanchéité des bâtiments et en particulier des trappes de désenfumage, très nombreuses (env.100) sur la halle de maturation. L’identification de ce problème et l’étanchéification de ces dispositifs a duré plus de neuf mois. Des capotages déficients ou insuffisants sur les tambours de fermentation (BRS) et d’autres équipements sont aussi la cause de ces problèmes. Les défectuosités relatives aux conditions de travail ont surtout concerné l’aération et la ventilation de locaux accueillant du personnel, des concentrations excessives d’ammoniac dans ces mêmes endroits ainsi que les moyens de détection mis en œuvre pour identifier et quantifier ces problèmes. En septembre 2010, une incendie provoqué par l’ignition de matières combustibles sur une bande transporteuse a endommagé le local de déshydratation ce qui a entraîné la marche au ralenti de l’unité de méthanisation. Prévue sur une année la phase de mise en service a duré près de deux ans au terme desquels 90% des critères de performances attendues ont été satisfaits. Les points non respectés concernent le bilan hydrique de l’usine, la maturité du compost et un taux trop élevé de matières organiques dans les refus.

4.1.3. Actions correctives

Les modifications apportées au trommel de criblage ainsi que la décision prise par la Communauté d’Agglomération de Montpellier d’écarter de la collecte les zones commerciales mélangeant trop de verres à leurs ordures ont permis d’assurer un fonctionnement satisfaisant de l’unité de méthanisation. Sur ce point, le rapport de la Cour des Comptes précise que « …les problèmes réels doivent être mis en perspective. Ils portent sur les phases amont et aval du traitement et non sur la phase centrale de méthanisation. » Les travaux d’identification et d’amélioration des sources de nuisances olfactives décrits précédemment se sont avérés efficaces. Les nuisances liées aux mouches ont été réduites après que la Communauté d’Agglomération ait décidé d’appliquer systématiquement un insecticide biodégradable et compatible avec les traitements biologiques sur les andains de déchets et de digestat. Les conditions de travail des personnels d’exploitation et de maintenance ont été ramenées à des niveaux conformes à la réglementation par une modification de la gestion des flux d’air dans la zone de maturation du digestat et par la mise en place d’un biofiltre supplémentaire sur ces flux d’air.

4.1.4. Différences avec Romainville

L’installation de Montpellier propose comme le projet de Romainville un concept de traitement mécano-biologique intégrant une unité de méthanisation. Les technologies de méthanisation se distinguent par les points suivants :

- Méthanisation sèche à effet piston horizontal avec brassage mécanique à Montpellier alors qu’à Romainville on a retenu une méthanisation sèche revendiquant un fonctionnement de type piston vertical avec brassage par injection de biogaz sous pression.


4.2. Installation de Nostián (La Corogne-Espagne)

Nom de l’installation Planta de tratamiento de residuos de Nostián

Maitre d’ouvrage Ayuntamiento de A Coruña

Constructeur Steinmüller Rompf/DBEMA (URBASER)

Type de procédé VALORGA

Exploitant Albada

Mise en service 2001

Capacité totale 182 000 t/an


Tableau 26 : Fiche d'identification de l'installation de La Corogne


Dans le cadre d’un contrat de conception, réalisation et mise en service, cette installation mettant en œuvre le procédé de méthanisation VALORGA » a été construite et démarrée par le groupe allemand Babcock Borsig Power Environment qui, à l’époque, détenait cette technologie. D’une capacité de traitement de 182 000 t/an d’ordures ménagères brutes l’usine comporte :

- Une unité de tri mécanique des déchets ;

- Une unité de méthanisation de la fraction organique triée mécaniquement, comprenant 4 digesteurs de 4300 m3 chacun et une valorisation du biogaz sous forme d’électricité ;

- Un atelier de post-compostage du digestat avec retournement mécanique et aération forcée ;

- Une installation de traitement de l’air vicié.


L’incident est survenu le vendredi 7 juin 2002, vers 06h du matin, alors que l’installation était en cours de mise en service. Suite à la mise en surpression du digesteur no 1, le premier tiers supérieur de la virole a été détruit, à l’exception du toit qui est resté en place grâce au mur central qui le supportait. Le contenu du digesteur et les débris se sont répandus sur un rayon d’environ 15 mètres autour de la cuve détruisant au passage la bâche souple de stockage du biogaz, la torchère, le local abritant les compresseurs, les chaudières et les armoires électriques, ainsi qu’un autre bâtiment d’exploitation et les réseaux gaz extérieurs. Aucun dommage corporel n’a été constaté. Les causes de cet accident semblent liées à la conjonction des dysfonctionnements suivants :

- Une trop faible teneur en matière sèche du contenu du digesteur (entre 7 et 14% MS) a facilité la décantation des inertes lourds et la flottation des matériaux légers tels que plastiques et papiers. Ceux-ci ont formé une croûte dure d’environ 3 mètres d’épaisseur ( !) sous laquelle le biogaz s’est accumulé.

- Une panne de la supervision et une panne électrique ont empêché le fonctionnement du système d’agitation de la matière au moins durant une demi-journée avant l’incident. De plus, le réseau d’injection de biogaz sous pression situé à la base du digesteur s’était rempli d’eau suite au phénomène d’accumulation d’inertes lourds et son efficacité était fortement altérée.

- La mise en pression de la matière a provoqué l’obturation des conduites gaz des deux disques de rupture si bien qu’ils n’ont pas fonctionné.


Figure 43 : Installation de Nostián (La Corogne) après la destruction d’un des digesteurs en 2002.


A la suite de cet accident, le constructeur a défini un certain nombre de mesures techniques (doublement du système anti surpression/dépression ; mise en place de capteurs de pression ; arrêt de la pompe d’introduction lorsque le niveau de matière est trop haut) et organisationnelles (protocole de vérification d’équipements ; consignes concernant la teneur en matières sèches et l’agitation), ainsi qu’un renforcement de la structure des digesteurs. Ces mesures sont imposées pour de nouvelles installations. Un audit technique et environnemental de cette installation est actuellement en cours afin de déterminer la situation globale d’un point de vue technique et les travaux d’amélioration nécessaires pour corriger les déviations détectées.


Le principe de fonctionnement des digesteurs prévus pour le projet de Romainville est le même que celui mis en œuvre sur l’installation de La Corogne. Leur conception tient compte des mesures techniques et constructives préconisées à la suite de l’accident de 2002. Il est à noter une fois encore que cet incident est survenu lors de la phase de démarrage de l’installation.


4.3. Installation Ecoparc 2 (Barcelone-Espagne)

Nom de l’installation Ecoparc 2 de Montcada i Reixax

Maitre d’ouvrage Entidad del Medio Ambiente Area Metropolitana de Barcelona

Constructeur EBESA (Groupement FCC, URBASER et Tirssa)


Exploitant UTE Montcada/EBESA

Mise en service Mars 2004

Capacité total 260 000 t/an (+ 27 500 t/an d’emballages depuis 2010)


Tableau 27 : Fiche d'identification de l'installation Ecoparc 2 à Barcelone


L’installation a été conçue pour traiter de manière séparée deux types de flux : des Ordures Ménagères Résiduelles (OMR) et des biodéchets triés à la source. La capacité globale de l’usine est de 260 000 t/an. L’usine comporte les unités suivantes :

- Une ligne de prétraitement pour les biodéchets triés à la source : séparation manuelle des volumineux (carton plastique et verre), ouvreur de sacs, trommel 80mm, séparateur magnétique.

- Deux lignes de tri pour les OMR : séparation manuelle des volumineux (carton, plastique et verre), série de trommels avec différentes tailles de tamis, deuxième séparation manuelle pour les métaux non-ferreux.

- Une unité de méthanisation d’une capacité de 120 000 t/an comprenant 3 digesteurs VALORGA de 4500 m3 chacun, un gazomètre et une valorisation du biogaz par cogénération.

- Unité de pressage, emballage et expédition des refus.

- Un atelier de compostage aérobie comprenant 17 tunnels de compostage avec humidité, température et aération contrôlée.

- Une installation de traitement de l’air vicié des halles de prétraitement et de compostage comprenant des laveurs acides, des laveurs à l’eau et des biofiltres.

- A partir de 2010 une ligne de sélection d’emballages a été construite avec une capacité de 27'500 t/an.

Au démarrage de l’installation, les deux types de déchets réceptionnés « biodéchets » et «fraction organique issue d’OMR » étaient dirigés séparément vers les digesteurs de méthanisation avant de subir un post-compostage. Cependant, depuis les problèmes de sédimentation observés dans les digesteurs (voir chapitre suivant), la fraction organique issue d’OMR est directement traitée par compostage sans passer par la méthanisation. L’installation de méthanisation est maintenant seulement utilisée pour traiter les biodéchets. Les figures suivantes présentent la configuration actuelle de la chaine de traitement.


Figure 44: Schéma de la chaine de traitement actuelle de l'installation Ecoparc 2 à Barcelone.


Depuis le démarrage de l’unité de méthanisation en mars 2004 il s’est avéré que la fraction arrivant de la chaine de tri mécanique/manuelle des OMR et destinée à la digestion n’avait pas la qualité requise. En effet le taux d’inertes était beaucoup trop important (de l’ordre de 30-45% au lieu d’un maximum de 20% inertes/MS) et que ces inertes étaient de taille trop importante (plus de 10mm). Malgré ce taux élevé d’inertes, la matière a été introduite dans le digesteur ce qui a mené inévitablement à la sédimentation des inertes et le bouchage des canalisations d’entrée et de sortie. Les conséquences ont été des pressions différentielles et l’apparition de fissures sur la partie basse de l’un des digesteurs. En juin 2006, le digesteur traitant les OMR a été arrêté et ouvert par la toiture afin de vider tous les sédiments à l’aide d’un grappin puis la structure endommagée a été réparée. En juillet 2010, un incendie s’est déclaré à l’intérieur de la halle de prétraitement des déchets touchant un tapis transporteur de matériaux recyclables. Cet incident a causé un arrêt partiel de l’usine au niveau de la zone de prétraitement mais n’a pas vraiment affecté la partie méthanisation.


Des modifications ont été apportées à la chaine de tri pour améliorer les performances, mais malgré cela, depuis 2006, les exploitants ont préféré réserver la méthanisation uniquement aux biodéchets triés à la source. La fraction issue du tri des OMR est quand-à-elle directement traitée dans les tunnels de compostage sans passer par la méthanisation.



Techniquement, la principale différence se situe au niveau de la chaine amont de tri mécanique/manuelle qui n’est pas composé des mêmes équipements dans les deux installations. Notamment, la chaine de tri de l’Ecoparc 2 ne comportait pas de bioréacteur rotatif qui permet d’atteindre de meilleurs taux de séparation. Une autre différence importante, mais d’ordre organisationnel, est l’attribution des compétences des différentes entreprises impliquées dans la conception, construction, mise en service et exploitation de l’installation. En effet, à l’Ecoparc 2, la chaine de tri mécanique/manuelle avait été conçue par une société différente que celle ayant conçu l’installation de méthanisation. A Romainville, la chaine de tri des OMR fait l’objet d’un concept commun et cohérent avec l’unité de méthanisation.


4.4. Installation de Havré (Mons-Belgique)

Nom de l’installation Centre de tri et de biométhanisation de Havré

Maitre d’ouvrage ITRADEC (Intercommunale de traitement des déchets)

Constructeur Consortium Steinmüller VALORGA /Limpens


Exploitant ITRADEC (Intercommunale de traitement des déchets)


Capacité total 23 000 t/an d’OMR + 35 700 de déchets fermentescibles (selon fiche URBASER), 60 000 t/an (selon ERBE) et 83 000 t/an (source iew)


Tableau 28 : Fiche d'identification de l'installation de Havré en Belgique


Les ordures ménagères arrivent par camion et sont déversés dans une fosse de 6000 m³, située dans un hall fermé et mis en dépression. Un grappin saisit les ordures et les dépose dans la trémie d’alimentation de l’une des deux lignes de tri. Les ordures rejoignent un trommel ouvre-sac qui permet de séparer les grands éléments, des petits (< 60 mm). Les grands éléments sont ensuite réduits par une cisaille et mélangés à nouveau aux plus petits. Après une séparation magnétique, le mélange passe par une séparation granulométrique (crible fin). La partie grossière appelée « fluff » a été valorisé en cimenterie de 2001 à 2004, mais depuis 2005 ce produit n’intéresse plus les cimentiers et l’ISREC s’est vu contraint de le mettre en décharge. La fraction fine issue du crible secondaire est constituée de matière inerte (verre, céramique, cailloux) et de matière organique. Ces éléments sont séparés en passant sur des tables densimétriques. Les déchets inertes sont évacués dans des conteneurs pour valorisation en travaux de voirie ou en CET tandis que les déchets fermentescibles rejoignent l’unité de biométhanisation. L’unité de biométhanisation se compose de deux digesteurs de 27 m de haut et 3800 m3 chacun. Le procédé mis en œuvre est le système VALORGA, le mélange se fait donc par insufflation de biogaz sous pression. Une partie du digestat est réintroduit dans le digesteur en tant qu’inoculum. Le reste est séparé en jus et compost. Le jus est envoyé en station d’épuration tandis que le compost subit une maturation aérobie. Le compost n’étant pas de bonne qualité, il n’est pas valorisé en agriculture mais pour des aménagements (couche intermédiaire ou couche de finition en décharge, …)


L’usine de Havré a été construite en deux étapes séparées. La première a consisté à réaliser une halle de déchargement d’ordures ménagères brutes et une installation de tri mécanique. La seconde était constituée par l’unité de méthanisation proprement dite. Les constructeurs des deux parties étaient distincts. Le 29 juillet 2008, vers 02h du matin, alors que l’installation se trouvait en arrêt technique, deux déflagrations ont été entendues suivies par l’incendie d’un camion chargé de matières plastiques constituant principalement le fluff. Le feu s’est rapidement propagé au reste du centre de tri par embrasement des tapis en caoutchouc des bandes transporteuses ; les bâtiments et équipement ont été totalement détruits.


Figure 45 : Installation de Havré (Mons-Belgique) après l'incendie d’un camion en 2008.

L’unité de méthanisation, bien qu’épargnée par le sinistre, ne pouvant plus être alimentée en fraction organique des ordures ménagères n’a plus pu fonctionner.


Aucune action corrective n’a été entreprise depuis l’arrêt de l’usine en 2008.

Figure 46 : Installation de Havré (Mons-Belgique)

L’intercommunalité ITRADEC a cessé d’exister en 2011 et une nouvelle structure, mettant en œuvre un partenariat public-privé avec la société SHANKS, a abouti à la création de la société HYGEA, en décembre 2011. Le plan stratégique de cette entreprise prévoit la reprise des activités de compostage et de méthanisation.


Le tri mécanique des ordures ménagères brutes ne faisant pas l’objet d’un concept commun et cohérent avec l’unité de méthanisation, cette usine n’est pas vraiment comparable avec celle du projet de Romainville, même si la technologie de digestion anaérobie est la même.


4.5. Installation de Osterode am Harz (Göttingen-Al lemagne)

Nom de l’installation MBA Südniedersachsen

Maitre d’ouvrage Abfallzweckverband Südniedersachsen

Constructeur AMB / Farmatic Biotech AG

Exploitant Abfallzweckvaband Südniedersachsen


Capacité total 133 000 t/a


Tableau 29 : Fiche d'identification de l'installation de Göttingen

4.5.1. Description de la chaîne de traitement

L’usine comporte une unité de préparation mécanique des déchets suivie d’un traitement biologique par méthanisation d’une capacité de 86 000 t/a. Après réception, contrôle visuel et séparation des gros indésirables, les déchets sont broyés puis criblés. La fraction fine est soumise à un tri des métaux ferreux et non ferreux. La fraction granulométrique supérieure à 60 mm est dirigée vers des valorisations matières. Un second criblage permet de séparer une fraction supérieure à 40 mm (plastiques, verre) qui est recyclée alors que celle inférieure à 40 mm va sur l’unité de méthanisation. La fraction fine, riche en matière organique, est transférée avec de l’eau de procédé dans un équipement de type pulpeur. Le substrat est débarrassé des matières flottantes et des sédiments, puis il est pompé vers les digesteurs. Au nombre de trois et d’une capacité unitaire de 4500 m3, ils sont constitués de cuves hors sol en acier émaillé. La technologie mise en œuvre est une digestion en phase liquide, de type infiniment mélangés. Avant d’être mis en décharge, le digestat subit une oxydation par voie humide suivie d’une déshydratation et d’un séchage. Dimensionnée pour une production de biogaz de l’ordre de 6 millions de m3 par année, l’unité de valorisation énergétique comporte deux groupes de cogénération de 625 kWél chacun. La chaleur récupérée est destinée au chauffage des digesteurs et au séchage du digestat. Dans le cadre d’un appel d’offres européen, le marché de construction de l’installation décrite précédemment a été adjugé en juillet 2003 à l’entreprise FARMATIC BIOTECH AG. Le permis de construire a été délivré en avril 2004. Suite au dépôt de bilan de l’adjudicataire, le contact a été repris par la société AMB (www.amb-group.de).

4.5.2. Description de l’incident

L’incident est survenu le samedi 21 janvier 2006, aux environs de 05h30 alors que l’installation était en phase de mise en service partielle. Le premier digesteur était rempli de 4500 m3 de substrat (faible quantité de déchets mélangés avec un inoculum provenant d’autres installations de méthanisation et de stations d’épuration) et produisait déjà du biogaz dans des quantités dépassant la limite d’explosibilité du mélange air-biogaz. Le deuxième venait de subir le test d’étanchéité et ne contenait que 2500 m3 d’eau de pluie. Le troisième était vide et en attente de l’essai d’étanchéité. Les dégâts constatés résultent de l’écoulement des contenus des digesteurs sur l’ensemble du site de l’usine. Cette dernière a été détruite par ce flux et les débris entraînés. Par chance, aucun dégât humain n’est à déplorer puisque l’ensemble du personnel affecté encore au montage et à la mise en service était en congé.


Cet accident a provoqué la destruction complète de deux des trois digesteurs. Le troisième fermenteur a été désolidarisé de sa fondation et déplacé de 10 mètres. S’il ne s’est pas effondré c’est sans doute parce qu’il était vide. Le cogénerateur a été écrasé par les débris des digesteurs et les autres ouvrages et équipement (local machines, traitement d’air, oxydation par voie humide, container pour laboratoire) ont également été détruits. Les dégâts ont été chiffrés à un coût d’environ 10 millions d’Euros, sans compter les pertes d’exploitation.

Figure 47 : Installation de Göttingen après la destruction de deux des trois digesteurs survenue en 2006.

Les causes de ce grave incident n’ont pas été communiquées de façon définitive. L’explication liée à une déflagration ou même à un explosion semble devoir être exclue par un des experts mandatés (W. Stachowitz, DAS-IB), alors qu’un autre spécialiste (R. Stehle) explique que l’origine du désastre est liée à une vanne défectueuse ou laissée en position ouverte sur une canalisation de gaz reliant les deux digesteurs, plein ou en cours de contrôle d’étanchéité. C’est ainsi qu’environ 2000 m3 de biogaz auraient pu s’échapper dans le digesteur n° 2 où les conditions d’explosions étaie nt alors réunies.


Après clarification de la situation avec les assurances et le constructeur AMB, la reconstruction de l’installation détruite a débuté en été 2007. La réalisation de l’unité de méthanisation a été confiée, par AMB, à l’entreprise HAASE Anlagenbau GmbH. L’unité de préparation mécanique a été complétée par un crible à étoiles placé avant le pulpeur et par l’élimination du "Multisorter" (criblage en phase liquide inférieur à 12 mm). Deux déssableurs aérés ont été installés à la sortie du pulpeur pour récupérer les matières flottantes et décantables.


L’étape biologique est constituée d’un réservoir de compensation dans lequel le substrat subit une hydrolyse acide (pH5) à une température de 30°C. Cette cuve est vidée en continu et remplie en discontinu (le niveau monte les jours ouvrables et diminue durant la fin de semaine). Sa capacité est de 4800 m3. Avec une charge journalière de 700 t/jour, le temps de rétention moyen est de 7 jours. La digestion anaérobie s’effectue dans deux digesteurs infiniment mélangés de 4800 m3 chacun, dotés d’un brassage central mécanique. La température de process est mésophile (37°C) et le temps de séjour de 14 jours.


Au niveau conceptuel, l’installation d’Osterode am Harz a pour objectif de produire un digestat conforme à la norme allemande pour sa mise en décharge. D’un point de vue technique les différences suivantes sont à relever : - digesteurs en acier émaillé, alors qu’à Romainville ils sont prévus en béton

précontraint. - technologie de digestion liquide (env. 10% de matière sèche), alors qu’à Romainville

une digestion sèche (env. 27% de matière sèche) est prévue. - brassage mécanique du volume réactionnel, alors qu’à Romainville le procédé

VALORGA propose un brassage pneumatique au biogaz La phase de mise en service et de montée en charge (remplissage) des digesteurs est une phase critique au niveau des risques et de la sécurité. Cette phase est notamment décrite par la note technique "Procédure d’inertage des digesteurs et du réseau biogaz" (document 33 08 020 A 2 F 5554 A), pour le projet de Romainville.

4.6. Installation de Daugendorf

Nom de l’installation Energiehof Riedlingen

Maitre d’ouvrage Energiehof Riedlingen KG

Constructeur GLS TANKS

Exploitant Energiehof Riedlingen KG


Capacité total 20 800 t/a


Tableau 30 : Fiche d'identification de l'installation de Daugendorf

4.6.1. Description de la chaîne de traitement

Il s’agit d’une installation typique de ce qui se réalise en Allemagne depuis le début des années 2000 dans le secteur de la méthanisation agricole, avec un important recours aux cultures énergétiques (matières premières renouvelables ou "Nawaros", en allemand abrévié).


Le digesteur d’un volume totale de 5000 m3 (diamètre : 17 m, hauteur : 22 m), de type infiniment mélangé, était constitué d’une cuve formée de tôles boulonnées sur deux rangées, en acier émaillé. Il a été construit par la société GLS TANKS. L’alimentation, à raison de 57 tonnes par jour comportait du maïs et des céréales, ainsi que de l’ensilage d’herbe. Avec une puissance électrique installée de 1,1 MWél, cette installation devait être la plus grande de l’arrondissement de Biberach, qui en comptait alors quatre-vingt, alimentées par 5'000 hectares cultivés à des fins énergétiques. La chaleur excédentaire devait être utilisée pour le séchage de plaquettes de bois-énergie et pour le chauffage d’un hôpital et d’écoles. Le projet était porté par 13 agriculteurs et par une CUMA (Maschinenring Biberach Ehingen). L’investissement total se situait à environ 3 millions Euro.

4.6.2. Description de l’incident

L’incident est survenu le dimanche 16 décembre 2007 vers 04 h. du matin. A la suite d’une explosion ou d’une déflagration, le digesteur s’est effondré et son contenu (environ 4100 m3 de lisiers dilué) s’est répandu jusqu’à 200 mètres autour du site. Le flux de matière et de débris a entrainé un équipement pesant plus d’une tonne jusqu’à 50 mètres de distance. En fin de phase de montée en charge, l’installation devait entrer en phase de marche probatoire la semaine suivante. La seule mesure de composition du biogaz pratiquée avant l’accident affichait un mélange non explosif avec 52% de méthane et 0,5% d’oxygène. Les dernières interventions de l’électricien et d’un monteur ont eu lieu le samedi vers 19 h. à la suite de quoi l’installation était opérée automatiquement. Les experts mandatés pour déterminer les causes de l’incident n’ont pas constaté de traces d’explosion ou d’incendie et ont relevé l’analogie avec le désastre survenu sur l’installation de Göttingen (AZV Südniedersachsen). L’enquête de police a permis d’exclure le sabotage ou tout autre acte délictueux comme cause de l’accident.

Figure 48 : Installation de Daugendorf après l’effondrement du digesteur en 2007.


Figure 49 : Dégâts causés suite à l'accident de l'installation de Daugendorf

Figure 50 : Ecoulement du contenu du digesteur suite à l'accident de l'installation de Dubendorf

L’origine de l’accident semble en définitive liée à la criticité de la phase de mise en service. A la suite d’une fuite ou d’une erreur de manipulation, du substrat se serait échappé du


digesteur provoquant une dépression dans le ciel gazeux de la cuve. Le toit se serait alors effondré en endommageant un câble électrique, ce qui aurait provoqué une étincelle fatale dans un milieu devenu explosif suite à l’entrée d’air. Les dégâts se sont montés à 1,5 million Euro.


A mi-2010, alors que le sinistre n’était juridiquement toujours pas réglé et que les assurances ne s’étaient pas déterminées au sujet de la prise en charge des dégâts, les porteurs du projet ont décidé de constituer une nouvelle société dénommée BIOENERGIE RIEDLINGEN GMBH & CO. KG. Des contrats ont été négociés avec des fournisseurs de cultures énergétiques et des repreneurs de chaleur. Le constructeur MT-ENERGIE a été retenu pour reconstruire l’installation. Le projet a évolué en août 2011, suite à la conclusion d’un partenariat avec le distributeur de gaz régional, ERDGAS SÜDWEST, vers une unité de production de biométhane. La nouvelle unité a été mise en service au cours du premier semestre 2012.


L’accident survenu sur l’installation de Daugendorf présente de nombreuses similitudes avec celui de l’unité d’Osterode am Harz (voir chap. 4.5). D’un point de vue conceptuel, cette installation n’est pas comparable au projet de Romainville puisque les substrats digérés sont des cultures énergétiques et que le digestat est restitué aux surfaces agricoles servant à cette production. Les différences techniques suivantes sont à mentionner : - digestion en phase liquide dans un fermenteur de type infiniment mélangé - construction de la cuverie en acier vitrifié - brassage mécanique du volume réactionnel Dans le cas de Daugendorf comme dans celui d’Osterode am Harz, les questions liées au calcul statique des structures des digesteurs et celles concernant la procédure de mise en service et de remplissage des digesteurs sont à considérer comme critiques et de nature à expliquer les incidents et dysfonctionnement qui y sont survenus. Ces deux problématiques sont documents en détail pour le projet de Romainville dans les pièces suivantes : - "Procédure d’inertage des digesteurs et du réseau biogaz" (3308 020 A 2 F 5554) - "CCTP Lot digesteurs – Lot 395 : 6 digesteurs en béton" (3308 020 B 2 F 5551 B)

4.7. Intégration des retours d’expériences dans le projet de Romainville

Pour évaluer dans quelle mesure les dysfonctionnements, incidents ou accidents survenus sur les 6 installations analysées ont été pris en compte dans la conception du projet de Romainville, nous avons examiné les plans, procédures et autres notices techniques élaborées par URBASER Environnement.


4.7.1. Structure et construction des digesteurs

La structure des digesteurs VALORGA a été renforcée pour tenir compte des effets de fatigue de la virole, de la toiture, du plancher et de la paroi interne, qui résultent des variations de pression consécutives à l’agitation au biogaz du substrat en digestion. L’épaisseur des parois et la quantité d’acier d’armature du béton ont été renforcées sur toute la hauteur des murs et en particulier sur les quatre derniers mètres (zone du ciel gazeux) où l’on observe les contraintes les plus fortes. Le cahier des clauses techniques particulières (CCTP) qui définit les prescriptions relatives à la construction des digesteurs (document SYCTOM no 33 08 020 B 2 F 5551 B) définit les conditions de surpression et de sous-pression statiques et dynamiques à prendre en compte pour la réalisation de ces ouvrages. Il contient également des dispositions concernant les contraintes thermiques à prendre en compte ainsi que des prescriptions relatives aux qualités requises pour les matériaux de construction afin de faire face aux risques de corrosion (par carbonisation ou par des chlorures), aux attaques liées aux cycles de gel et dégel et aux attaques chimiques. Les mesures préconisées dans ce domaine semblent démontre une bonne prise en compte de l’accident survenu sur des digesteurs en béton avec brassage pneumatique au biogaz.

4.7.2. Sécurité pression sur les digesteurs

Pour protéger ces ouvrages contre la surpression ou la dépression des enseignements ont été pris en compte, notamment sur la base de l’accident survenu en 2002 sur l’installation de Nostian / La Corogne (voir chapitre 4.2). URBASER Environnement installe ainsi désormais une sonde de pression sur le toit du digesteur afin de surveiller la pression dans le ciel gazeux. Le fonctionnement des groupes électrogènes ou de cogénération est asservi à des seuils de pression dans l’unité de digestion. Si ces équipements de valorisation sont défaillants et que la pression dans le digesteur dépasse 150 mbar la torchère de sécurité s’enclenche. Si la torchère est elle-même défaillante, et que la pression dépasse 170 mbar, l’ouverture d’évents de sécurité est activée avec relargage de biogaz dans l’atmosphère. Si malgré tout ce qui précède, la pression continue de monter pour atteindre 220 mbar, c’est un disque de rupture qui va se rompre et libérer l’échappement de biogaz à l’air libre. Pour pallier au risque de dépression, un disque de rupture taré à – 20 mbar est également installé sur la toiture du digesteur. Le risque d’obstruction de la conduite de sortie de digestat a également été considéré par URBASER Environnement. Un dispositif qualifié de « poinçon anti-colmatage » est prévu sur cette canalisation afin de percer l’éventuelle croûte qui pourrait s’y former. L’efficacité de ce dispositif n’a pas pu être vérifiée. Les dispositifs ainsi prévus nous paraissent pertinents et de nature à réduire sensiblement les risques de surpression ou de dépression dans les digesteurs.

4.7.3. Décantation d’inertes et bouchage des digest eurs

On s’accorde généralement à attribuer les problèmes de sédimentation conduisant à des pertes de volumes réactionnels ou à des obstructions partielles ou complètes, à une inadaptation de la chaîne de tri-préparation des déchets et/ou à un fonctionnement inefficace du système d’homogénéisation du contenu du digesteur. Les mesures intégrées par URBASER Environnement pour faire face à ces problèmes potentiels sont les suivantes :


- Mise en œuvre d’une chaîne de tri primaire limitant à la fraction granulométrique inférieure à 10 millimètres la part des déchets entrants dans les digesteurs. A cette fin, le concept retenu prévoit un crible à mailles 0-30 mm en sortie des trommels, une séparation magnétique et des cribles trampolines à mailles de 10 mm.

- Contrôle du taux de matière sèche de la matière introduite afin de maintenir constante la viscosité du mélange et d’éviter la décantation des inertes lourds et la flottaison de déchets légers (plastiques, fibres ligno-cellulosiques, notamment. Pour ce faire URBASER Environnement a mis en place un protocole d’exploitation destiné à maintenir ce taux de matière sèche introduite entre 30 et 40 % de la matière fraîche. Celui-ci comprend une analyse bi-journalière des déchets introduits dans le digesteur ainsi qu’une analyse bi-hebdomadaire du taux de matière sèche dans les digesteurs.

- Amélioration du système d’agitation pneumatique au biogaz. Les défaillances des équipements seront réduites grâce à l’installation d’un groupe d’agitation de secours et par un groupe électrogène de secours, en cas de panne du réseau d’alimentation électrique. Quant aux buses d’injection de biogaz, incorporées dans les planchers des digesteurs, et qui nécessitent des inspections et des entretiens réguliers, les concepteurs du projet misent sur l’efficacité du tri primaire pour exclure toute possibilité de sédimentation et de bouchage de ces buses d’injection. A défaut d’avoir été démontré ce dernier point reste sujet à caution.

- Accès pour vidange des digesteurs. Outre les deux trappes d’accès situées sur le toit du digesteur et permettant le passage d’une benne à grappin ou d’un engin de manutention léger pour vidanger les sédiments en cas de bouchage du digesteur, des portes permettant l’accès à la base des digesteurs sont prévues, sur demande expresse du SYCTOM. L’intégration de ces éléments dans les viroles, leur dimensionnement ainsi que leurs spécifications techniques n’ont pas pu être évaluées sur la base du dossier d’exécution dont nous disposions.

4.7.4. Procédures et formation du personnel

Afin d’apprécier les documents établis par URBASER Environnement pour formaliser les mesures d’exploitation accompagnant les dispositifs et équipements techniques destinés à contribuer à l’élimination des incidents et dysfonctionnements observés sur les installations du même type, nous avons procédé à l’analyse de différents éléments qui nous ont été transmis. Ceux-ci ne concernent pas explicitement le projet de Romainville mais proviennent d’autres unités comparables et mettant en œuvre le procédé VALORGA. - Manuel de démarrage de la méthanisation. Les procédures de remplissage sont décrites

et les mesures d’isolement des digesteurs non concernés par cette phase sont spécifiées. La fermeture des vannes de liaison biogaz entre les digesteurs est également expliquée. Ce point répond aux accidents survenus sur les sites de Osterode am Harz/Göttingen (voir chapitre 4.5) et de Daugendorf (voir chapitre 4.6).

- La problématique du maintien d’une teneur en matière sèche minimale, sans et avec recirculation du digestat, est également mentionnée dans ce manuel.

- Interventions en zones de gaz asphyxiant et en zone de gaz explosif. Des fiches techniques détaillées renseignent le personnel d’exploitation sur la nature et la fréquence des interventions, la probabilité des risques et leur gravité en cas d’accident.


- Procédure d’intervention sur le toit du digesteur. Ce document précise les principes à respecter et les comportements à adopter, notamment lors de la rupture d’un disque de surpression ou de dépression. Il décrit également les types d’intervention qui peuvent être réalisés à cet endroit.

Aux dires des promoteurs du projet la formation des exploitants dispensée sur le site est complétée par 2 à 3 semaines de présence active sur d’autres usines en exploitation. Le système de commande de l’usine prévoit, pour les différentes opérations, des niveaux de responsabilités différenciées en fonction du poste occupé. Ainsi, des manipulations erronées ou intempestives sur les équipements peuvent être largement évitées, à défaut d’être totalement exclues. Globalement, l’analyse des dispositions techniques et des documents élaborés en vue de tirer les leçons des dysfonctionnements décrits sur les 6 installations analysées montre que, pour autant que leurs causes aient pu clairement être déterminées, elles ont été bien prises en compte dans l’élaboration du projet de l’unité méthanisation du centre de traitement multifilière de Romainville.


5. RÉPONSE AUX ATTENTES DU COMITÉ DE PILOTAGE

Lors de sa réunion du 25 juillet 2012, le Comité de Pilotage de l’audit a exprimé un certain nombre d’attentes au sujet du contenu de l’audit, pour le lot n° 2. En synthèse des informa-tions et analyses développées dans les différents chapitres de ce rapport final, nous pouvons nous prononcer comme suit sur les points soulevés.

5.1. Compost

L’examen critique des différentes sources bibliographiques et des renseignements obtenus sur la qualité des composts issus d’usines de traitement mécano-biologique démontrent que ces matières fertilisantes satisfont, sauf exception36, aux valeurs prescrites par la norme NFU 44051. Les incertitudes liées à l’introduction de contraintes plus sévères par la Commission Européenne, dans le contexte du développement du concept « end of waste », ne semblent pas de nature à remettre en cause des filières de traitement des ordures ménagères résiduelles pratiquées notamment en France, avec une collecte en mélange. La problématique du désapprovisionnement du compost issu de l’usine de Romainville doit être appréciée de manière élargie en tenant compte de la situation de l’épandage agricole des autres matières fertilisantes d’origine urbaine. Ainsi, outre le futur flux de plus de 100 000 tonnes de compost produit par les usines du SYCTOM à Ivry sur Seine et Blanc Mesnil, il convient de considérer la question du retour au sol des boues d’épuration du SIAAP. Ces sous-produits mobilisent déjà des surfaces bien plus importantes que les 9000 hectares nécessaires pour assurer le désapprovisionnement du compost produit à partir du digestat de Romainville. La mise en place d’une structure en charge du suivi des épandages constitue un gage de qualité et de pérennité pour les opérations de recyclage agricole des résidus urbains. Par ailleurs et compte tenu des améliorations apportées à la chaîne de tri primaire, et notamment au fait que seule la fraction granulométrique 0-10mm sera introduite en méthanisation, on peut raisonnablement penser que la qualité du compost produit à partir du digestat de Romainville sera au moins équivalente, et probablement meilleure, que celle des composts issus d’autres usines de TMB, en France. Les questions relatives aux nuisances occasionnées éventuellement lors du transport fluvial du compost non maturé, ainsi que celles concernant la définition technique et la réalisation de la plateforme de maturation/stockage dans l’Eure, l’Aube ou l’Oise, nous semblent pouvoir être réglées durant la période de 2 à 3 ans correspondant au délai de la construction de l’usine. Les réflexions déjà engagées pour la commercialisation du compost devraient également pouvoir être finalisées durant ce laps de temps. La question de l’élimination d’un compost non conforme ou ne trouvant pas de débouché sur une certaine période n’a, à notre connaissance, pas été analysée par les porteurs du projet. On ne peut que recommander de procéder à l’analyse d’un tel scénario.

36 Cf. Arrêté préfectoral n°11DCSEIC035 refusant la d emande du SIETOM de la région de TOUR-NAN-EN-BRIE sollicitant l’autorisation de procéder à un plan d’épandage de compost non conforme à la norme NFU 44-051


Les matériaux structurants destinés à permettre le compostage du digestat devraient provenir à 90% des refus ligneux récupérés lors du criblage. Le solde, soit environ 5300 tonnes en fonctionnement normal, à capacité nominale, proviendra en majeure partie du site de Varennes-Jarcy et pour le reste d’autres plateformes de compostage de déchets verts. L’approvisionnement en structurants devrait donc être réalisé sans trop de problème pour autant que l’hypothèse de base concernant les refus de ciblage du site soit vérifiée.

5.2. Biogaz

La production annoncée de 23 985 045 Nm3 de biogaz, avec une teneur en méthane de 55%Vol correspond au potentiel constitué par les différentes fractions méthanisables constituant les 141 537 tonnes d’intrants annuels. La production spécifique rapportée à la tonne (169 Nm3/t) se situe au-dessus des performances affichées par d’autres unités de TMB avec méthanisation, en France et en Allemagne. Bien qu’il n’existe pas d’installation strictement similaire à celle du projet de Romainville, ceci peut s’expliquer par le régime de température thermophile choisi pour digérer les intrants méthanisables, ainsi que par une meilleure composition de ceux-ci. Les deux filières de valorisation du biogaz que sont la cogénération et l’injection de biométhane ont fait l’objet d’études qui devront être précisées et détaillées, en phase d’exécution, à la lumière des évolutions techniques réglementaires récentes, en particulier pour le biométhane. La cogénération permettrait de produire la presque totalité de l’électricité qui devrait être consommée par le centre de traitement multi-filières, appelé à traiter près de 405 000 tonnes par an. Cette électricité sera d’origine renouvelable. L’énergie thermique issue de la cogénération servira principalement à chauffer l’air injecté dans les tunnels de compostage du digestat, ce qui ne constitue pas une valorisation à haute valeur environnementale dans la mesure où ce choix ne semble pas obligatoirement lié à une conduite optimale du processus de compostage. Même si certains constructeurs mettent en place cette technique arguant un intérêt en saison froide et en matière de séchage du compost en fermentation, le seul bénéfice démontré de cette pratique se situe au niveau de l’obtention d’un meilleur tarif de rachat pour l’électricité. Ainsi, si la cogénération est finalement retenue, nous recommandons de valoriser cette chaleur excédentaire (au total 45 478 MWh par année) auprès d’un client extérieur (industrie, réseau de chaleur), ce qui signifie que les études dans ce sens devront être engagées rapidement. L’injection de biométhane constitue une option de valorisation réalisable selon l’analyse qu’en fait actuellement GrDF. Elle devrait être techniquement et économiquement confirmée sur la base des nouvelles dispositions réglementaires régissant cette filière. L’injection de biométhane ne permettrait en revanche plus de subvenir aux besoins électriques du centre de traitement multi-filières.

5.3. Dysfonctionnements

L’analyse des incidents et accidents survenus sur les six installations considérées dans le cadre de cet audit met en évidence deux catégories de problèmes : celle des procédures de mise en service et d’exploitation des unités de méthanisation et celle des erreurs et sous-évaluations conceptuelles. Pour les dysfonctionnements relatifs à la montée en charge et au remplissage des digesteurs, à la mise en service des installations puis, à leur exploitation, les procédures, notes techniques et autres indications concernant la qualification et la formation du personnel élaborées par URBASER Environnement pour le projet de Romainville ont été établies de manière compétente et rigoureuse. Pour autant qu’elles soient suivies et scrupuleusement respectées elles devraient notablement réduire les risques d’accidents


comparables à ceux des sites de Nostian/La Corogne, de Osterode am Harz/Göttingen et de Daugendorf. Pour les problèmes d’exploitation constatés sur les usines de Havré/Mons, de Montpellier et de Ecoparc 2/Barcelone. La maîtrise de la conception de la chaîne de tri par le concepteur de l’unité de méthanisation est de nature à garantir un ensemble cohérent et adapté pour le projet de Romainville. Les digesteurs ont été définis et dimensionnés en tenant compte notamment de l’accident survenu sur l’usine de La Corogne qui, comme pour le projet de Romainville, a retenu le procédé de méthanisation VALORGA. Des dispositifs d’accès à l’intérieur des digesteurs sont prévus en toiture et à la base des cuves afin notamment de permettre l’extraction de sédiments qui pourraient s’y accumuler. La problématique liée à ce genre d’intervention et à ses répercussions sur le fonctionnement de l’unité nous semble sous-estimée par URBASER Environnement qui a pourtant enregistré de nombreux déboires de ce genre, sur plusieurs autres installations.


ANNEXE 1 BIBLIOGRAPHIE

SUR LA VALORISATION DES COMPOSTS URBAINS EN AGRICUL TURE

Annabi M., Le Bissonnais Y., Le Villio-Poitrenaud M., Houot S., 2012. Improvement of soil aggregate stability by repeated applications of organic amendments to a cultivated silty loam soil. Agriculture, Ecosystems and Environment 144, 382-389.

Arrouays D., Balesdent J., Saby N., Richard G., Soussana J.F., 2002. Potentiel théorique de stockage selon plusieurs scénarios. In Contribution à la lutte contre l’effet de serre. Stocker du carbone dans les sols agricoles de France ?, D. Arrouays et al. (eds), Expertise scientifique collective, INRA, Paris, pp. 221-231.

Berthier L., Pitres J.C., Vaudour E., 2008. Prédiction spatiale des teneurs en carbone organique des sols par spectroscopie de terrain visible proche infrarouge et imagerie satellitale SPOT. Exemple au niveau d’un périmètre d’alimentation en eau potable en Beauce. Etude et Gestion des Sols, volume 15, 4, 161-172.

Chalhoub M., Garnier P., Coquet Y., Houot S. 2012. Modelling the impact of urban compost application on Nitrogen dynamics in a cultivated soil. ORBIT meeting 2012.

Commission européenne, 2006. Proposition de directive définissant un cadre pour la protection des sols. COM-2006- 0232. 31 p.

Dhaouadi K., 2012. Substitution partielle de l’utilisation des engrais azotés par des produits résiduaires organiques sur le territoire de la Plaine de Versailles et du plateau des Alluets. Thèse de doctorat AgroParisTech, soutenance prévue fin 2012.

Gabrielle B., Da-Silveira J., Houot S., Michelin J., 2005. Field-scale modelling of carbon and nitrogen dynamics in soils amended with urban waste composts, Agriculture Ecosystems and Environment, 110, 289-299.

Houot S., Balesdent J., Chenu C., Richard G., Roger-Estrade J., Guichard L., Arrouays D., 2002a. Apports de produits organiques d’origine urbaine ou industrielle. In Contribution à la lutte contre l’effet de serre. Stocker du carbone dans les sols agricoles de France ?, D. Arrouays et al. (eds), Expertise scientifique collective, INRA, Paris, pp. 204-207.

Houot S., Cambier P., Deschamps M. et al, Compostage et valorisation par l’agriculture des déchets urbains, Innovations Agronomiques (2009) 5, 69-81

Hamiache J., Bel L., Vaudour E., Gilliot J.M., 2012. Spatial stochastic modeling of topsoil organic carbon content over a cultivated peri-urban region, using soil properties, soil types and a digital elevation model. Digital Soil Mapping 2012- Pedometrics, Sydney (Australia).

Houot S., Clergeot D., Michelin J., Francou C., Bourgeois S., Caria G., Ciesielski H., 2002b. Agronomic value and environmental impacts of urban composts used in agriculture. In: "Microbiology of composting", Insam H., Riddech N., Klammer S. (eds.), Springer, Berlin, 457-472.

Lashermes G, Nicolardot B, Parnaudeau V, Thuries L, Chaussod R, Guillotin ML, et al., 2009. Indicator of potential residual carbon in soils after exogenous organic matter application. European Journal of Soil Science; 60: 297-310.

Lashermes G., Nicolardot B., Parnaudeau V., Thuries L., Chaussod R., Guillotin M.L., Lineres M., Mary B., Metzger L., Morvan T., Tricaud A., Villette C., Houot S., 2010. Typology of exogenous organic matters based on chemical and biochemical composition to predict potential nitrogen mineralization. Bioresource Technology, 101, 1, 157-164


Laville P., Michelin J., Houot S., Djerrah A., Gueudet J.C., Rampon J.N., Labat C., 2012. Characterization of N2O emissions in relation to the soil characteristics and the organic wastes spread in the Versailles plain (France). ORBIT 2012, Rennes.

Peltre C., 2010. Potentialité de stockage de C dans les sols par apport de matières organiques exogènes. Thèse de doctorat AgroParisTech, 252 p

Peltre C., Thuriès L., Barthès B., Brunet D., Morvan T., Nicolardot B., Parnaudeau V., Houot S., 2011. Near infrared reflectance spectroscopy: A tool to characterize the composition of different types of exogenous organic matter and their behaviour in soil. Soil Biology and Biochemistry, 43, 1, 197-205.

Peltre, C., Christensen, B.T., Dragon, S., Icard, C., Kätterer, T., Houot, S. 200X. Carbon accumulation in soil after repeated applications of different organic amendments evaluated by applying the RothC model to four long-term field experiments. Soumis à Soil, Biology and Biochemistry.

Vaudour E., Gilliot J.M., Bel L., De Junet A., Michelin J., Hadjar D., Cambier P., Houot S., Coquet Y., 2012. Topsoil organic carbon prediction using VIS-NIR-SWIR reflectance spectra at lab, field and satellite levels over a periurban region. EUROSOIL 2012, Bari (Italy).

SUR LA VALORISATION DU BIOGAZ

AMORCE-ADEME, Méthanisation des déchets ménagers, Etat des lieux – mars 2011

ANTEA, Caractérisation de déchets ménagers et assimilés sur le principe de base du MODECOM – 2005-2006

ASUE, BHKW-Kenndaten 2011

BRGM, Caractérisation et analyse des ordures ménagères du SYCTOM – 2006-2007

SUR LES DYSFONCTIONNEMENTS

AMORCE-ADEME, Méthanisation des déchets ménagers, Etat des lieux – mars 2011

ANTEA, Caractérisation de déchets ménagers et assimilés sur le principe de base du MODECOM – 2005-2006

ASUE, BHKW-Kenndaten 2011

BRGM, Caractérisation et analyse des ordures ménagères du SYCTOM – 2006-2007

BIO- UND RESTABFALLBEHANDLUNG IX biologisch-mechanisch-thermisch. Wiemer K., Kern M., Witzenhausen Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH; 1.Auflage 2005 ISBN 3-928673-45-9

AKTUELLE SCHADENSFAELLE IN BIOGASANLAGEN – Tagungsband Hannover, 17.März 2010; DAS-IB GmbH; ISBN 978-3-938775-11-0

8.BIOGASTAGUNG DRESDEN – Biogas aus Abfällen und Reststoffen,28.29.September 2011 in Dresden, Technische Universität Dresden, Bilitewski B.,Werner P., Dornack C.; ISBN 978-3-934253-73-5

INTERNATIONALE 9.ASA-RECYCLINGTAGE- Die MBA als Rohstofflieferant, 29.Februar-2.März 2012, Cuvillier Verlag, Göttingen 2012 ; ISBN 978-3-95404-017-9


ANNEXE 2 LISTE DES UNITÉS DE TMB EN FRANCE

Légende

MC : méthanisation-compostage ; C : compostage CE : compostage/stabilisation-enfouissement

P : en projet ; F : en fonctionnement

Lieu Département Porteur du projet Process Capacité (t/an) Statut

Viriat 01 Organom MC 66 000 P

Chézy 03 SICTOM Nord Allier C 25 000

Le Broc 06 SMED 06 C 40 000 F

Cannes 06 SIVADES C 114 000 P

Eteignières 08 ARCAVI MC 33 000

Fos-sur-Mer 13 CU Marseille Provence Métropole MC 110 000 F

Bayeux 14 SEROC MC 60 000 P

Sainte-Sévère 16 SMITOM de la région de Cognac C 27 500 F

Bourges 18 Bourges + MC 20 000 P

Pleumeur-Bodou 22 SMITRED C 18 500 F

Lantic 22 SMITOM Launay Lantic C 18 000

Ploufragan 22 SICTOM des Chatelets MC 33 000

P

Beauregard-Baret 26 SYTRAD C 30 000

Etoile-sur-Rhône 26 SYTRAD C 80 000

Saint Barthélemy de Vals 26 SYTRAD C 40 000

Plomeur 29 CC du Pays Bigouden Sud C 12 400

Salindres (Ales) 29 SMIRITOM C 50 000

F

Beaucaire 30 Sud Rhône Environnement C 43 000

Montpellier 30 Montpellier Agglomération MC 170 000

Béziers 34 Commune de Béziers C 37 000

Saint Malo 34 Communauté d'agglo Pays de Saint Malo C 25 000

Gaël 35 SMICTOM Centre Ouest C 30 000 P

Penol 38 SICTOM de la Bièvre CE 30 000

Murianette 38 Grenoble Alpes Métropole C 15 000

F

Saint Perdon 40 SICTOM du Marsan C 22 000

Caupenne 40 SIETOM de Chalosse C 17 500

Arthon-en-Retz 42 CC de Pornic C 30 000

Badaroux (Mende) 48 SDEE de la Lozère CE 26 000

Angers 49 Angers Loire Métropole MC 75 000

Bourgneuf-en-Mauges 49 Valor3e C 20 000

Cavigny (Saint-Lô) 50 Syndicat mixte du Point Fort MC 60 000

Villers la Montagne 54 SMTOM de Villerupt C 40 000

Vannes 56 SYSEM MC 53 000


Gueltas 56 ? C 37 000 Villers Saint Sépulcre

(Beauvais) 60 SYMOVE MC 173 000 P

Hénin-Beaumont 62 SYMEVAD MC 86 000

Clermont-Ferrand 63 VALTOM CE 51 500

F

Clermont-Ferrand 63 VALTOM MC 26 500

Bayonne 64 Bil ta garbi MC 65 000

Charritte de bas 64 Bil ta garbi C 20 000

Strasbourg 67 CU de Strasbourg MC 30 000

Scherwiller 68 SMICTOM d'Alsace Centrale C 24 000

Chagny 71 SMET Nord Est 71 MC 73 000 P

- 71 SMEVOM CE 31 000

Torcy (Le Creusot) 71 CUCM C 18 000 F

Ecorpain 72 SMIRGEOMES C 20 000

P Ivry Paris XIII 75 SYCTOM de l’agglomération parisienne MC 180 000

Brametot 76 SMITVAD MC 36 000

Ozoir la Ferrière 77 SIETOM de la Région de Tournan en Brie C 65 000

F

Triel sur Seine 78 SIVATRU C 38 500 Champdeniers-Saint-

Denis 79 SMITED C 60 000

Niort 79 CAN C 17 400

Amiens 80 Amiens Métropole MC 85 000

Loriol-du-Comtat 84 CoVe CE 30 000 Saint Christophe

du Ligneron 85 Trivalis C 55 000

Château d'Olonne 85 Trivalis C 36 000

Corpe 85 Trivalis C 70 000 P

Varennes-Jarcy 91 SIVOM de l’Yerres et des Sénarts MC 60 000 F

Romainville 93 SYCTOM de l’agglomération parisienne MC 320 000 P

Champagne sur Oise 95 TRI-OR C 39 000 F

Rapport EREP Audit Romainville

Documents

Transcript of Rapport EREP Audit Romainville