Dossier
Thermolyse
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Les
pionniers en France
(ARTHELYSE à Arras, Pas-de-Calais)
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Saisir
le contexte
Sur les 300-450kgs de déchets que chaque citoyen produit annuellement,
et malgré le tri sélectif ou le recyclage, il aura toujours
des déchets ultimes. Ce sont les déchets industriels
"banals" (DIB) représentant essentiellement les sous-produits
non valorisables de la filière de traitement (e.g. mâchefers
d'incinération, boues d'épuration des eaux), ou bien simplement
les "encombrants" que chacun est régulièrement appelé
à déposer sur son trottoir. Ces déchets, pour l'essentiel
relativement inoffensifs et inertes, doivent être finalement enfouis.
Cela reste sans conséquence majeure pour l'environnement, tout comme
dans une autre catégorie l'enfouissement des gravats du BTP.
Le principe des CET de classe II n'a que très, très peu à
voir avec une telle description. En effet, la notion de "déchet
ultime" a été rendue malencontreusement floue afin de permettre
de stocker tout et n'importe quoi pour éviter la prolifération
des décharges sauvages. Selon une belle formule (cf. Vous
avez dit CET ?) ils répondent à la définition de
: "Déchet résultant ou non d'un traitement de déchet, non susceptible d'être
traité dans les conditions techniques et économiques du moment, notamment
par extraction de la part valorisable ni par réduction de son caractère
polluant ou dangereux."
Les opportunes "conditions techniques et économiques du moment",
dont on s'interroge toujours sur la définition précise, étant
chaque année ce qu'elles restent, il est donc enfin légalement
possible d'enfouir des déchets polluants et dangereux, ainsi que de
rajouter au catalogue de ces fameux "déchets ultimes", un
certain nombre de déchets fermentescibles, dont les ordures ménagères
(OM).
Les OM, qui avaient vocation à être incinérées
à 100% pour un traitement propre et non polluant (selon normes aujourd'hui
très strictes), se retrouvent maintenant pour une bonne moitié
entassées ad eternam dans les CET, produisant pendant plusieurs
décennies les infâmes lixiviats et biogaz, aussi polluants que
sanitairement dangereux (cf. Nuisances
et Risques).
A écouter les protagonistes des CET de classe II, il s'agirait d'un
bon compromis entre les deux solutions (incinération + enfouissement).
Toute inquiétude sanitaire ne relèveraient que de l'ignorance
ou de l'affabulation, compte-tenu de la (soi-disante) haute technicité
déployée pour garantir les risques. Simple problème de
communication. Par ailleurs, le stockage à la "pot pourri"
- tous déchets confondus ou presque - est pour l'exploitant privé
aussi simple à mettre en oeuvre qu'économiquement juteux, sur
des périodes décennales, une forme de rente de situation
durable. On les imagine aisément affirmer en privé "Je
ne vais quand même pas me tirer une balle dans le pied pour aller chercher
des solutions alternatives et technologiquement coûteuses, même
pour leur développement durable !"
Heureusement que les professionnels de la filière du traitement des
déchets ne se ressemblent pas tous. Il en est qui voient plus loin,
et qui refusent de capitaliser sur le concept dépassé des conditions
techniques/économiques du "moment", et qui depuis des années
se sont mis en quête de solutions alternatives. Nous présentons
ici le principe de la thermolyse, terme générique qui
regroupe divers procédés similaires. La thermolyse permet de
réduire les OM, les DIB et même d'autres types de déchets
spéciaux (pneus et broyage automobile, déchets électroniques,
résidus hospitaliers, carcasses, refus de tri..) à des substances
inertes ou valorisables, tout en produisant de l'énergie. Elle représente
une véritable révolution comme un tournant décisif dans
l'histoire du domaine. Et une autre bonne nouvelle: la France est à
la pointe !
Cette page décrit le principe générique simplifié
de la thermolyse, pour une première familiarisation. Des données
techniques, statistiques et économiques plus poussées sont présentées
dans notre Annexe
Technique, avec nombre de références et liens internet utiles.
La thermolyse
Le nom signifie étymologiquement "séparation des éléments
par la chaleur". Le terme souvent employé comme équivalent
de pyrolyse ("séparation par le feu") est moins exact.
Le principe de base de la thermolyse est celui d'une combustion des déchets
sans flamme, c'est à dire en l'absence d'oxygène, comme
dans la fabrication ancestrale du charbon de bois. La figure ci-dessous illustre
de façon simplifiée le fonctionnement de la chaine.
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Les déchets
sont d'abord broyés puis séchés pour réduire leur
teneur en eau de 30% à 10%. Ils sont ensuite placés dans un
four hermétique rotatif porté à une température
comprise entre 450°C et 750°C.
Sous l'effet de la chaleur, les composants organiques se séparent en
gaz et en solide :
- Les constituants gazeux sont séparés en une fraction
consensable (vapeur d'eau, huiles, goudrons) récupérée
sous forme de liquide, et une fraction non consensable (méthane et
hydrocarbures, hydrogène, azote, monoxyde de carbone) dont la partie
inflammable est utilisée pour sécher les déchets et chauffer
les parois du four.
- Les constituants solides sont formés de cendres (carbone)
et de matières stables (verre, sels, métaux) qui sont décomposés
et récupérés à leur tour. Le chlore, qui dans
les incinérateurs classiques est responsable de la formation de dioxines,
est ici piégé par le carbone. Une fois lessivées de leur
composante organo-chlorée, les cendres sont réduites à
un résidu de "coke" équivalent à du charbon
maigre, dont la valeur calorifique est équivalente à celle du
bois. En fin de chaîne, il n'y a donc ni cendres ni mâchefers.
Une tonne de déchets bruts produit typiquement 240kg de ce coke, lequel
peut être directement valorisé comme combustible non polluant
pour la sidérurgie, les cimenteries, les centrales électriques
ou les chaufferies.
Le procédé décrit ci-dessus correspond à la thermolyse
simple. Il est possible d'aller encore plus loin avec la thermolyse
intégrée. Celle-ci consiste à brûler le coke
de themolyse dans un four à haute température (1300-1500°C)
pour produire de l'énergie. Les résidu, qui représente
au plus 50% de la masse de combustible initiale (sout 100-120kg), consiste
en un granulat vitrifié dur et inerte pouvant être utilisé
dans les travaux publics.
Le premier tableau ci-dessous donne une liste des principaux types de déchets
pouvant être ainsi "thermolysés", incluant les OM et
DIB, autrement candidats à l'incinération (OM) ou l'enfouissement
perpétuel dans les CET de classe II (OM+DIB). Ce simple et unique procédé
prend effectivement en charge un grand nombre de déchets de provenance
et de nature diverses.
ordures
ménagères (OM)
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déchets
électroniques
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déchets
industriels banals (DIB)*
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refus
de tri, de compostage ou de méthanation
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certains
déchets industriels spéciaux (DIS)
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déchets
de bois, retraités ou non
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déchets
industriels dangereux (DD)
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déchets
hospitaliers
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déchets
de pneus (PUNR)**
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boues d'épuration
d'eau séchées
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résidus
de broyage automobile (RBA)
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carcasses
animales et déchets
d'équarissage
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papiers,
plastiques
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matières
stercorales (fientes)
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Les divers avantages techniques et environnementaux de la thermolyse
sont résumé dans le deuxième tableau ci-dessous. Outre
le large éventail de déchets admissibles, plusieurs lignes ayant
une capacité de 2-4T/h peuvent être activées en parallèle,
représentant une capacité de traitement annuelle d'au moins
40.000T/an à 70.000T/an. La
valorisation énergétique (chaleur, électricité)
par gaz ou par thermolyse intégrée (coke) peut être modulée
selon les besoins locaux. A noter que la réaction thermolytique ne
demande pas d'apport de pétrole, ce qui est un avantage considérable
en matière de côut de fonctionnement et d'indépendance
énergétique. Le four n'utilisant pas de matériaux réfractaires,
il est possible d'effectuer des opérations de maintenance sous 48h.
Concernant l'environnement, le volume de fumées rejetées dans
l'atmosphère représente la moitié de celui d'un incinérateur
classique de même capacité, avec absence virtuellement totale
de dioxines ou de métaux lourds. Il n'y a pas production de cendres
ni de mâchefers, et il est possible (thermolyse intégrée)
de ramener le "résidu ultime" à 1% du tonnage initial,
lequel est inerte et même récupérable pour la filière
BTP.
technique
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environnement
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large éventail
de déchets admissibles
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rejet de
fumées réduit de 50%, sans dioxines ni furanes ni métaux
lourds
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modularité
par lignes indépendantes;
supporte variations de charge de 25% à 125%
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inertage
de tous les sous-produits polluants (solide, gaz)
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2-4
T/h par ligne (20.000 à 30.000 T/an)
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ni cendres,
ni mâchefers
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flexibilité
de valorisation énergétique selon gaz ou coke ou les deux
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coke non
lixiviable, immédiatement valorisable en énergie (électricité,
chaleur)
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indépendance
vis-à-vis du pétrole
maintenance du four sous 48h
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combustion
du coke produit un granulat vitrifié inerte récupérable
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Thermolyse ou enfouissement "technique", le débat
Comme toute innovation, la thermolyse aura connu des débuts difficiles,
dûs à des problèmes de coûts d'exploitation (e.g.
Nexus à Châteaurenard, en 1994)
ou à un certain nombre de défaillances techniques (e.g. Siemens
à Fürth en 1998, et Thermoselect à Karlsrühe en 1999).
Depuis, les raisons de ces différents échecs ont été
bien comprises, l'explication étant en particulier que certains de
ces procédés n'étaient apparentés que de loin
à la thermolyse telle que développée aujourd'hui. L'état
actuel de la technologie n'a effectivement plus rien à voir avec ces
tâtonnements initiaux et ces conditions économiquement défavorables.
Il reste pourtant des esprits grincheux ou (franchement) malhonnêtes
pour perpétuer la légende que la thermolyse ne marcherait toujours
pas, et même dans le cas contraire, elle coûterait encore trop
cher.
Regardons de plus près à qui profite une telle argumentation.
Parmis les différents rapports gouvernementaux de ces dernières
années (et que nous avons mis en exergue sur ce site), nous soulignons
ici celui des sénateurs G.Miquel et S.Poignant, préparé
en 1998-99 [1]. La thermolyse n'en est qu'à ses premiers pas, mais
déjà ceux-ci affirment courageusement:
| "
Le choix de l'incinération se justifie sur certains créneaux pour des
raisons de coût de traitement, mais est aussi fondé sur le poids des
habitudes, le prestige et l'influence des grands groupes qui la soutiennent."
|
En clair,
la justification par ces soit-disant "grands groupes" de la filière
incinération comme solution imposée, plus économique
que visonnaire, avec son échec patent que représente sa conséquence,
"l'enfouissement technique de Classe II" et la réticence
à toute innovation. Et le rapport de continuer ainsi :
| "La
thermolyse est un traitement de proximité qui s'inscrit dans une
logique de réduction des coûts de transport, de multiplication des emplois
de proximité et d'aménagement du territoire." |
Bien que
ne pouvant traiter que des quantités de déchets modestes à
l'époque, la thermolyse apparait déjà comme prometteuse
d'emplois et de développement à l'échelon départemental.
Le rapprochement entre les deux citations révèle également
que le système en place protègerait un certain "lobby"
des transports. L'idée que les déchets puissent être localement
traités en plus petites quantités représenterait pour
ces derniers la fin d'une certaine rente de situation. Mais ne pas en conclure
pour autant la fin des transports ! Il s'agirait simplement d'une redistribution
des flux, et soulignons-le, d'une diminution des nuisances locales, sur fond
de création d'emplois de proximité. En 2005, ces différents
arguments sont d'une extrême actualité, et il faut bien que "certaines
habitudes" prennent fin ! Quant au fameux prestige industriel, demander
aux intéressés. Ils devraient s'inquiéter que leur soit-disant
prestige se ternisse à force de promouvoir des solutions aussi archaïques
que les CET de classe II, et d'être résolument tournés
vers le passé avec le profit immédiat pour unique motivation.
Les vrais acteurs du progrès trouvent la leur dans la préparation
de l'avenir et la réalisation d'innovations concrètes et concluantes
L'usine-modèle de thermolyse d'Arras (Pas-de-Calais), qui
fonctionne à plein depuis 2004 avec une capacité de 50.000T/an,
ainsi que de nombreux autres exemples à l'étranger (e.g. Izumo,
Japon, 70.000T/an,
Huelva,
Espagne, 225.000 T/an), offre
un démenti criant sinon embarrassant aux détracteurs de la thermolyse
(voir Annexe
Technique). Le débat "thermolyse contre CET" est bien
d'actualité, bien que l'opinion publique ne soit pas encore mobilisée,
ni désintoxiquée des vieux arguments. Certains puissants lobbies
qui en sont l'origine ne sont pas prêts à lâcher la juteuse
filière de l'enfouissement technique, qui pour eux représente
une véritable rente de situation sinon une douce retraite !
L'Annexe technique de ce dossier montre de façon détaillée
que les côuts de la thermolyse (investissement et traitement
au final) sont très compétitifs par rapport à ceux
de l'incinération. On n'oubliera pas trop vite que tout n'est pas
seulement une affaire de chiffres et de rentabilité mais aussi de développement
durable. On n'oubliera pas non plus que les unités de thermolyse traitent
un bien plus grand éventail de déchets, sans pollution. Et que
les résidus de thermolyse produisent du charbon, source d'énergie
électrique ou mécanique, ou valorisable dans les cimenteries
et la sidérurgie sur le territoire Européen. Et qu'au niveau
du département les côuts de transport (et ses nuisances polluantes)
sont moindres si on choisit de créer des unités "à
taille humaine", situées dans les zones d'activités et
proches des grands axes routiers. Mais voici détail supplémentaire
très important:
une unité de thermolyse comme celle d'Arras crée 60 emplois,
dont 30 affectés directement sur site. Par ailleurs, les 20 M€
d'investissement initial (unité de 50.000T/an) incluent pour une grande
part des travaux de réalisation concernant une grande variété
de PME locales, cela sur une période de 20 à 24 mois. Une véritable
bouffée d'oxygène pour celles-ci, incluant la possibilité
de contrats de maintenance pour les années qui suivent. Vous avez dit
développement durable ?
|
La thermolyse n'est pas seulement une solution propre
et ancrée dans le (vrai) développement durable,
elle est aussi une solution de développement économique
et de création d'emplois
|
En guise de conclusion, citons le témoignage éloquent de J-F.Deveau,
spécialiste et inventeur de l'un des procédés de thermolyse
[2], qui se passe de tout commentaire (emphase ADSE):
" Les besoins de base auxquels ce procédé apporte une satisfaction
est le traitement rationnel des déchets par un recyclage et une valorisation
sans impact sur l'environnement. En effet, cette nouvelle technologie
s'avère plus performante que les technologies mises en jeu pour traiter
les déchets, car les polluants sont pris en amont et que le déchet
est lui-même utilisé pour créer les conditions favorables à un traitement
sans rejet d'acide, de métaux lourds et de dioxines et furanes.
Le rôle de l'entreprise est de promouvoir et de mettre en place dans
un environnement favorable des technologies innovantes de traitement
de déchets qui transforme la notion même de déchets en produit totalement
valorisable. Sur 100 % des déchets entrant, 98 % sont recyclés
et valorisés et les deux derniers pour cent constituent un vitrifiat
non lixiviable ou des métaux récupérables.
Cette fin de siècle voit une forte pression de l'opinion publique
soucieuse de sa qualité de vie, de plus en plus désireuse de préserver
l'environnement et plus concernée que jamais par la pollution.
Le mouvement écologiste d'un côté, les écologues de l'autre ont favorisé
et surtout fédérer les initiatives en ce domaine.
Avec la mondialisation, on se rend bien compte que la pollution ne
connaît pas de frontières. Pour preuve, on trouve dans le lait
maternel des femmes Esquimaux des taux de records de dioxines
et furanes bien qu'il n'y ait pas d'incinérateur d'ordures ménagères
dans les contrées reculées du pôle Nord. L'explication est simple.
Ces femmes se trouvent en fin de chaîne alimentaire ; elles absorbent
ces quantités de molécules cancérigènes dans les graisses animales
de poissons et de phoques. Dioxines et furanes auront voyagé depuis
les pays industrialisés jusqu'à elles.
Les mentalités des forces vives ont réellement évolué au grand dam
de sociétés oligopolistiques de traitements de déchets toujours plus
avides de performances financières que de performances en matière
de lutte contre la pollution. Ces sociétés hégémoniques entretiennent
savamment le mystère autour de leur process n'hésitant pas à augmenter
de manière abusive le prix de leur traitement sous couvert d'investissements
de dépollution, certes existants mais inefficaces et peu coûteux au
regard des marges qu'ils dégagent par cet artifice.
Avec, en corollaire, des ménages français adroitement culpabilisés
et finalement résignés : " Le traitement des déchets coûte
cher ".
Grâce à la thermolyse le traitement des déchets n'est plus une
fatalité."
|
Pour le
lecteur sympathisant, de tels sentiments de culpabilisation et de résignation
n'ont manifestement plus cours. Ils relèvent d'un âge périmé
et (rétroactivement) condamnable. Entre la solution propre de développement
durable (thermolyse et ses ramifications) et la solution conservatrice (incinération
+ enfouissement) qui pollueraient les générations pour des décennies
entières, le débat est désormais l'affaire de tous
les citoyens responsables. Il s'agit d'une véritable rupture avec
un passé de soumission et de résignation devant certains lobbys
opportunistes. Cette rupture appelle maintenant l'initiative et l'audace de
la part de l'ensemble des décideurs (représentants de l'Etat,
élus, comités, associations, entrepreneurs..), et à suivre
l'exemple de ceux qui se sont déjà mis au travail, comme en
France avec l'usine d'Arras.
L'urgence pour 2005, est de se démarquer des mauvaises pratiques et
solutions du siècle précédent; de sortir de l'immobilisme
et de préparer activement la période 2010-2020, avec de nouveaux
moyens à déployer afin de laisser un monde toujours meilleur
à nos enfants.
l'ADSE
Pour en savoir davantage sur les données techniques, économiques
et industrielles, ne manquez pas de consulter
l'Annexe Technique
de ce dossier !
REFERENCES
[1] Rapport
Sénatorial du 10 juin 1999
concernant
les Nouvelles techniques de recyclage et de valorisation des déchets ménagers
et des déchets industriels banals, par G.Miquel et S.Poignant:
http://www.senat.fr/rap/o98-415/o98-41517.html
(Deuxième
Partie, Section III), voir aussi Annexe
Technique.
[2] J-F.Deveau, http://perso.wanadoo.fr/france.concept/thermo.html