Les déchets organiques

3.4.2.1. La fermentation des déchets

La fermentation concerne notamment les déchets d’ékvage, les effluents agro- alimentaires et les ordures ménagères.

C’est un processus biologique par lequel les bactéries décomposent la matière organique. La fermentation est aérobie ou anaérobie selon que l’air est présent ou non dans le processus. Elle conduit a la formation d’un biogaz, composé d’un mélange de dioxyde de carbone et de méthane.

Les proportions respectives de méthane et de dioxyde de carbone dépendent de la nature des matières fermentées :

- 70 % de méthane pour les lisiers de porc et les fientes de volailles, - 60 % pour le fumier pailleux des bovins,

- 50 % pour les ordures ménagères.

3.4.2.2. Différents types de déchets fermentescibles

Les déchets d’élevage. II s’agit notamment des lisiers de porc (mélange d’urines et d’excréments), des dejections bovines (bouse et fumier) et des fientes de volailles.

Les effluents industriels. Les secteurs concernés sont les industries agro-alimen- taires (brasseries, sucreries, distilleries d’alcool, laiteries) et les papeteries.

Les ordures ménagères. Les déchets ménagers contiennent environ 45 % de matière organique. Malgré le développement de nouvelles techniques d’élimina- tion (tri, récupération, recyclage, incinération, compostage), la mise en décharge de ces déchets est encore fréquente.

La fermentation des matières organiques contenues dans les décharges d’ordu- res ménagères produit du biogaz constitue principalement de methane. Une voie en emergence consiste a l’utiliser pour la production d’électricité.

3.4.2.3. L’électricité par le biogaz

La pauvreté en méthane du biogaz est telle qu’il n’est pas rentable de le transpor- ter loin et qu’il convient donc de trouver une utilisation de proximité.

Cependant, la consommation d’électricité étant assez bien répartie dans l’année, le biogaz peut être utilisé de façon régulière.

Les groupes électrogènes fonctionnant au biogaz sont constitués d’un moteur traditionnel a pistons entraînant un générateur électrique et sont quasiment iden- tiques aux groupes diesel fonctionnant au fuel.

C’est une solution peu onéreuse, étant donné les coûts d’investissement et de maintenance faibles des groupes électrogènes.

Cependant, le biogaz, contrairement au fuel, n’explose pas dans les cylindres du moteur par compression. II faut donc recourir a des bougies d’allumage, comme dans le moteur a essence, ou le mélanger au fuel.

En outre, il peut être avantageux de produire a la fois de l’électricité et de la chaleur par cogénération, en utilisant la chaleur des gaz brûlés, notamment pour assurer le processus de fermentation.

Le coût de l’électricité obtenue peut être compétitif pour une installation d’une puissance supérieure à 1 MW.

3.4.2.4. L’incinération des déchets

En brûlant des déchets ménagers, industriels ou agricoles, on peut récupérer de l’énergie sous forme d’électricité, de chaleur ou les deux a la fois (cogeneration).

Cela permet en outre l’élimination de ces déchets.

En Europe, chaque habitant produit en moyenne 500 kg d’ordures ménagères par an (contre 750 kg par habitant et par an aux États-Unis).

Ces ordures ménagères sont constituées de papiers cartons, déchets putresci- bles de cuisine et de jardin, plastiques, textiles, verres et métaux. Hormis les verres et les métaux, tous ces déchets sont combustibles. Ils constituent environ 70 % de l’ensemble des déchets. Peu de pays utilisent l’incinération : l’Italie, l’Angleterre, l’Allemagne, le Canada et les États-Unis pratiquent principalement la décharge. Seuls le Japon et la Suisse pratiquent majoritairement l’incinération à ce jour.

La France, quant a elle, incinérait, en 1990, 4 1 ^% de ses ordures, mais ce pour- centage augmente rapidement, du fait de la loi du 1 2 juillet 1992 stipulant que seuls les déchets ultimes peuvent être mis en décharge a compter de juillet 2002.

Une usine d’incinération est constituée d’un four et d’une chambre de post- combustion. Dans le four, les déchets sont décomposes par pyrolyse et dégage- ment de gaz. Dans la chambre de post-combustion, les gaz brûlent a environ

800 ^{O C .}

Le pouvoir calorifique des déchets ménagers est d’environ 7 MJ/kg. Autrement dit, 1 tonne de déchets ménagers équivaut énergétiquement

a

environ 156 kg de fuel domestique.

On récupère l’énergie dans les fumées de sortie du four qui cèdent leur énergie, via un échangeur, a une eau secondaire qui se vaporise.

Pour produire de l’électricité a bon rendement, il faut une vapeur a haute tempé- rature, qui est ensuite dirigée vers un turboalternateur.

Ce rendement, qui peut atteindre 25 %, permet la fourniture de 486 kWhe par tonne d’ordures ménagères.

1 - Incinération des déchets ménagers.

La valorisation thermique par cogeneration permet d’accroître le rendement a plus de 50 %.

2 - Incinération des déchets industriels.

L’industrie fournit chaque année des millions de tonnes de déchets industriels organiques (hydrocarbures, goudrons, solvants usagés, boues de peintures) qui peuvent être incinérés. La chaleur produite par incinération peut être utilisée clas- siquement pour produire de l’électricité.

3 - Incinération des déchets agricoles ou agro-industriels.

II s’agit ici des déchets autres que le bois. On distingue les pailles issues de la culture de céréales, les déchets de cannes a sucre (bagasse), les coques de noix, les liqueurs noires des usines de pâte a papier

...

À titre indicatif, on peut extraire 1 kWhe de 2 kg de bagasse.

3.4.2.5. L’eco-site

Le respect des critères du développement durable (voir chap. 5.1) suppose

‘(

un développement qui réponde aux besoins du present sans compromettre la capa- cité des générations futures a répondre aux leurs ⁾⁾ (voir

3

5.1.2).

Dans ce contexte, trois priorités s’imposent :

- réduire la pollution due a l’activité humaine, en particulier la pollution générée par les déchets ménagers et industriels ;

déchets ;

consiste a recycler les déchets valorisables.

- économiser l’énergie, notamment en exploitant le - optimiser la gestion des ressources disponibles.

contenu énergétique des Une des voies possibles L’éco-site, centre intégré de traitement et de valorisation des déchets ménagers et des déchets industriels banals (c’est-à-dire non toxiques) (DIB), s’intègre parfai- tement dans la démarche de développement durable.

Citons un exemple d’éco-site moderne : le centre de Vert-le-Grand (Essonne).

Ouvert en 1999, il gère les ordures d’une population de 700 O00 habitants repar- ties sur 110 communes.

II comprend, sur un espace de 100 hectares, les installations suivantes :

la décharge d’ordures ménagères et de DIB de Braseux, réhabilitée et revegé- talisée,

un centre de traitement des lixiviats de la décharge de Braseux, qui fournit une eau de qualité industrielle par le procédé d’osmose inverse,

une station de valorisation du biogaz de la décharge de Braseux. Ce biogaz est utilisé comme combustible pour produire 1,l MW électrique,

une plate-forme de compostage de déchets verts (broyage et fermentation finale pour un usage essentiellement agricole). Les déchets verts, auparavant incinérés avec les ordures ménagères, sont maintenant valorisés,

une déchetterie.

- un centre intégré de traitement de déchets (CITD) comprenant :

un incinérateur d’ordures non valorisables, qui constitue la chaudière d’une centrale thermique a vapeur fournissant 16 MW électriques. Les fumées sortant des deux fours de la chaudière sont débarrassées des poussières et gaz toxiques avant rejet à l’atmosphère par la cheminée. Les mâchefers (scories) peuvent être utilisés, une fois melanges au bitume, pour stabiliser les sols ;

un centre manuel de tri séquentiel séparant les déchets qui seront ensuite envoyés dans les différents centres de valorisation en fonction de leur filière d’appartenance (verre, papier-carton, plastiques1, emballages métal, briques alimentaires).

À titre d’illustration, on fabrique un pull-over en fibre polaire a partir de 27 bouteilles de plastique PET (type Evian).

En 2000, I’éco-site de Vert-le-Grand a traité 400 O00 tonnes de déchets et son incinérateur en a brûlé 160 O00 tonnes.

3.4.3. En conclusion

3.4.3.7. Les atouts de la production d’électricité par la biomasse

L’utilisation de résidus de culture pour produire de l’électricité permet de mieux valoriser les récoltes productrices de ces déchets.

Par exemple, les installations alimentées au bois incitent a une exploitation ration- nelle de la forêt ; la culture de plantes énergétiques permet, quant a elle, I’exploi- tation de terres qui seraient autrement laissées en friche.

Enfin, tous les systèmes de production d’électricité par la biomasse sont adaptés a la cogeneration, donc capables de répondre également aux besoins de chaleur.

3.4.3.2. Avenir de la production d’électricité par la biomasse

Les rendements énergétiques des combustibles issus de la biomasse sont sensi- blement plus faibles que ceux des énergies fossiles. Les puissances installées sont faibles : en moyenne 20 MWe avec un rendement de l’ordre de 20 %.

En outre, les processus de conditionnement imposent des coûts de production élevés et comme tout système a flamme, les centrales alimentées par la biomasse rejettent à l’atmosphère des gaz polluants. Bien qu’onéreux et encombrants, des procédés de filtration des fumées existent (élimination des métaux lourds, dioxines et furanes, poussières, oxydes de carbone, de soufre et d’azote).

1. On distingue trois types de plastiques valorisables.

- Le plastique PVC (chlorure de polyvinyle) : bouteille, flacon, tuyau ...

- Le plastique PET (téréphtalate de polyéthylène) : bouteille, fibre textile ...

- Le plastique PE (polyéthylène) : revêtement de sol, gants de soin, bidon ...

1

I

^{Base de} la croûte continentale

3.5. La géothermie

30 1000

Dans le document L’énergie en 2050 (Page 115-119)