Bien connaître la composition des DS est capital pour déterminer les modes de récupération, de collecte et de traitement qui seront les mieux adaptés.
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1) La typologie des déchets solides
Incinérés, transformés en carburants, en gaz, les déchets constituent à la fois une contrainte et une ressource de plus en plus prises en compte dans les politiques de développement durable. La différence principale entre les déchets du Nord et du Sud réside dans sa composition. En effet, selon Aloueimine (2006), Mohee (2002), Wei et al., (2000), Waas et al., (1996), la composition des déchets varie d’un pays à l’autre, d’une région à l’autre et même d’un quartier à l’autre.
On classe habituellement les déchets en plusieurs catégories selon leur nature11 :
- les DS qui sont composés d'ordures ménagères et qui nous intéressent dans cette thèse. Ils sont en principe incinérés, recyclés ou mis en décharge ;
- les déchets liquides urbains (DLU) sont composés d'un mélange d'eaux claires (eaux de pluie), d'eaux grises (douche et lavabo) et d'eaux vannes (WC). Ces eaux
11 Source : www.nagra.ch
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usées sont en principe traitées dans des stations d'épuration (STEP) qui séparent les boues d'épuration de l'eau ;
- les matières usagées provenant de collectes comprennent les déchets valorisables issus des collectes sélectives (comme le verre, vieux papier, compost, textile, PET12, tôle d'acier, alu). Ces déchets sont en principe recyclés, soit pour refaire le même produit (verre, alu), soit pour faire un produit de moindre qualité (downcycling, comme PET utilisé pour faire des tuyaux en plastique) ;
- les déchets de chantier comprennent les déchets de construction et de démolition (bois, béton, tuiles, plastiques) ;
- les déchets spéciaux contiennent des substances dangereuses pour la santé humaine ou pour l'environnement (solvants, peintures, piles, tubes fluorescents, produits chimiques, appareils électriques). Ces déchets sont collectés séparément et traités dans des usines spécialement équipées ;
- les déchets radioactifs sont issus de la production d'énergie nucléaire et de la médecine (radiographie).
Selon Gillet (1985), on distingue dans les DS :
- les particules « fines » de diamètre inférieur à 20 mm ; - les déchets végétaux ;
- les papiers et cartons ;
- les chiffons et autres déchets textiles ; - les matières plastiques ;
- les os et les métaux ;
- les débris combustibles et incombustibles non classés ; - les verres, porcelaine et faïence.
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Tableau 4 : Comparaison internationale de la composition des déchets solides au Nord
Pays Fermentescibles
et végétaux Verres
Papiers et
Cartons Plastiques Métaux Sources
Allemagne 14,0 12,0 34,0 22,0 5,0 OECD, 2008 Australie 47,0 7,0 23,0 4,0 5,0 OECD, 2008 Autriche 25,0 8,0 22,0 11,0 5,0 OECD, 2008 Belgique 39,0 7,0 17,0 5,0 3,0 OECD, 2008 Canada 24,0 6,0 47,0 3,0 13,0 OECD, 2008 Corée 28,0 5,0 24,0 8,0 3,0 OECD, 2008 Danemark 29,0 5,0 27,0 0,8 6,0 OECD, 2008 Finlande 33,0 5,0 40,0 10,0 5,0 OECD, 2008 Espagne 49,0 8,0 21,0 12,0 4,0 OECD, 2008 Etats-Unis 25,0 5,0 34,0 12,0 8,0 OECD, 2008 France 32,0 10,0 20,0 9,0 3,0 OECD, 2008 Grèce 47,0 5,0 20,0 9,0 5,0 OECD, 2008 Hongrie 29,0 2,0 15,0 17,0 2,0 OECD, 2008 Islande 26,0 4,0 26,0 17,0 3,0 OECD, 2008 Irlande 25,0 5,0 31,0 11,0 4,0 OECD, 2008 Italie 29,0 13,0 28,0 5,0 2,0 OECD, 2008 Japon 34,0 5,0 33,0 13,0 3,0 OECD, 2008 Luxembourg 45,0 12,0 22,0 0,8 4,0 OECD, 2008 Norvège 30,0 4,0 33,0 9,0 4,0 OECD, 2008 Pays-Bas 35,0 4,0 26,0 19,0 4,0 OECD, 2008 Portugal 34,0 7,0 21,0 11,0 4,0 OECD, 2008 République Tchèque 24,0 8,0 18,0 13,0 3,0
Hnatukova & al, 2008
Russie 31,0 4,0 38,0 5,0 4,0 Kalyuzhny, 2003
Suède 30,0 8,0 44,0 7,0 2,0 OECD, 2008
Suisse 29,0 4,0 20,0 15,0 3,0 OECD, 2008
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Tableau 5 : Comparaison internationale de la composition des déchets solides au Sud
Pays Fermentescibles
et végétaux
Verres Papiers et Cartons
Plastiques Métaux Sources
Bénin 52,9 0,7 2,7 4,3 1,2 Tech-Dev, 2003
Bangladesh 70,0 0,3 4,0 5,0 0,1 Ahmed & Ali, 2006
Burkina Faso 39,0 3,0 9,0 10,0 4,0 Follea & al, 2001
Cameroun 61,7 2,1 3,7 2,1 3,8 Ngnikam, 2000
Chine 49,0 2 16 16 2 http://www.china-pops.net
Côte d’Ivoire 50,9 0,6 5,8 6,8 1,0 Sané, 2002
Cuba 34,0 22,0 5,0 11,0 10,0 Mosler & al, 2006
Egypte 60,0 3,0 13,0 2,0 3,0 Ezz, 2003
Ghana 85,0 2,0 5,0 3,0 3,0 Asomani-B. & al, 1999
Guinée 69,0 0,3 4,1 22,8 1,4 Matejka & al, 2001
Ile Maurice 68,0 1,0 12,0 13,0 1,0 Mohee, 2002
Inde 38,6 1,0 5,6 6,0 0,2 Damodaran & al, 2003
Liban 62,4 5,2 11,3 11,0 2,9 El-Fadel & al, 2002
Malaisie 30,1 1,5 30,8 12,0 3,2 Tawee & al, 2003
Maroc 68,0 0,7 19,0 2,5 5,6 Hafid & al, 2002
Mexique 55,0 4,0 15,0 4,0 6,0 Gonzalez D.C., 1998
Mauritanie 4,8 3,8 3,6 20,0 4,2 Aloueimine & al, 2005
Niger 37,0 0,0 2,0 2,0 1,0 Tini, 2003
Nigeria 56,0 2,0 13,0 6,0 - Asomani-B. & al, 1999
Pakistan 50,0 1,3 16,3 7,7 0,2 Shamsi & Ahmed, 1996
Pérou 34,7 7,1 6,0 7,2 2,8 Diaz, 1997
Philippines 53,7 3,5 12,9 1,6 5,38 www.environcorp.com
Sénégal 56,3 1,7 9,5 6,2 1,9 Kapepula, 2006
Taiwan 22,7 7,5 28,4 19,7 4,1 Chang & al, 1993
Tchad 25,0 1,0 3,0 6,0 2,0 Doublier, 2003
Tunisie 68,0 2,0 11,0 7,0 4,0 Hafid & al, 2002
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Les tableaux 4 et 5 qui présentent la composition des DS dans quelques pays, montrent que la fraction fermentescible des déchets est surtout dominante dans les pays du Sud (50% contre 32% en moyenne au Nord). Alors que Cuba est le pays qui produit le plus de déchets « verre » au monde (22% en moyenne), le Canada est numéro 1 mondial dans la production de déchets « papier » (47% en moyenne). Les déchets produits au Sud sont potentiellement moins polluants que ceux produits au Nord.
Certaines études montrent l’importance des conditions et du mode de vie de la population et de l’influence des saisons sur la nature des déchets (Beture Environnement, 2001). Selon Arinola & Arinola (1995), les habitudes alimentaires sont fonction du niveau de vie, du type d’habitation et des époques de l’année ; la production de fruits et légumes étant plus importante en été, la part de matières fermentescibles s’en trouve augmentée.
Comme le montre le tableau 5, la proportion de matière organique contenue dans les déchets au Sud est supérieure à 60%, confirmant ainsi les habitudes alimentaires des habitants du Sud qui vivent surtout de fruits et légumes. En Afrique de l’Ouest mais également dans certains pays d’Asie du Sud, les « fines» constituent une part importante des DS. Dans la ville de Ouagadougou au Burkina Faso par exemple, 75% (en poids) des déchets sont des fines (Tezanou et al., 2001), alors qu’au Bénin, les fines représentent 36% (Soclo et al., 1999) et en Inde 42% (Damodaran et al., 2003). Elles sont le plus souvent constituées de sables, de poussières et de petits cailloux pouvant provenir de la vétusté des routes des chemins ou des pistes (Roux et al., 1988).
Au Cameroun, la fraction fermentescible est plus importante dans les DS ; mais encore plus dans les quartiers pauvres. Ceci s’explique par la forte consommation de tubercules et de légumes feuilles dans ces zones. Comme dans la plupart des pays du Sud, les déchets à caractères dangereux produits par les ménages sont très marginaux (moins de 1% en moyenne).
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2) Les caractéristiques des déchets solides
La connaissance des caractéristiques des DS permet de mieux appréhender les risques de pollution et les méthodes de traitement. Généralement il s’agit de : la densité en poubelle, le taux d’humidité, le pouvoir calorifique inférieur, le rapport des teneurs en Carbone et Azote.
Les densités en poubelle
La densité apparente des déchets en poubelle est mesurée en remplissant les déchets frais dans un seau de 50 litres. La pesée est effectuée sans tassement des déchets. Une moyenne de 8 à 10 mesures est effectuée par strate. Selon Cointreau-Levine et al., (1984), alors que d’une part le développement économique entraîne la production des déchets plus luxueux tels que les papiers, les cartons et les plastiques ; dans les villes du Sud d’autre part les déchets ont plutôt une forte densité et sont très riches en eau. Selon Wicker (2000), la densité des DS est comprise entre 0,2 et 0,4 en fonction des pays (0,35 au Maroc ; 0,30 en Tunisie et en Colombie ; 0,24 en Malaisie ; 0,13 au Pakistan). Du fait de la proportion importante de matières fermentescibles et d’humidité dans les déchets, constituants plus lourds, la densité est en moyenne plus élevée au Sud qu’au Nord (en France, elle est voisine 0,2). Selon Ngnikam (2000), à Yaoundé, en saison sèche la densité en poubelle est de 0,24 ± 0,10 ; en saison de pluies, elle est de 0,36 ± 0,13. A Yaoundé, la variation inter strate n’est pas significative.
Le taux d’humidité
Les déchets renferment beaucoup d’eau dont la teneur varie en fonction des saisons et le milieu environnemental. Cette eau a une grande influence sur la rapidité de la décomposition des matières qu’elles renferment et sur le pouvoir calorifique utile des déchets. Au Sud, l’humidité varie entre 40% et 75% dans les déchets bruts, du fait de la proportion importante de matières organiques (fruits et légumes) dans les déchets. En Europe et notamment en France, l’humidité approche 35% due à la faible proportion de matières fermentescibles et au pourcentage non négligeable de plastiques (ADEME, 1999). La teneur en eau est de 9% en Mauritanie (Aloueimine et al., 2005), 60-75% au
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Liban (El-Fadel et al., 2002), 40-60% au Burkina Faso (Follea et al., 2001), 60-80% en Chine (Wei et al., 2000), 70-78% en Corée (Shin et al., 1997), 70-95% au Ghana (Asomani-Boateng et al., 1996), 60-70% au Maroc (Begnaud et al., 1990) et 50-65% au Cameroun (Ngnikam, 2000).
Le pouvoir calorifique
Le pouvoir calorifique est défini comme la quantité de chaleur dégagée par la combustion de l’unité de poids en ordures brutes. Il s’exprime en millithermie par kilogramme d’ordures (mth/kg). Le pouvoir calorifique supérieur (PCS) suppose que la vapeur d’eau formée pendant la combustion est revenue à l’état liquide. Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) quant à lui, s’obtient si l’eau est formée à l’état vapeur. C’est donc la vapeur du PCI qui permet de proposer ou de refuser l’incinération des déchets13. Selon Ngnikam (2002), les déchets peuvent être incinérés lorsqu’ils ont un PCI supérieur à 1200 kcal/kg. En France, il est de 1870 Kcal/kg. Au Sud, le PCI est compris entre 800 et 2000 Kcal/kg. Selon Wicker (2000), il est de l’ordre de 1000 Kcal/kg au Maroc, en Tunisie, en Côte d’Ivoire et en Colombie ; et selon Dayal et al., (1993), il est de 1000 Kcal/kg en Inde. Les DS ayant une faible humidité et un taux relativement important de plastiques, peuvent avoir un PCI de l’ordre de 2180 ou 2774 Kcal/kg comme c’est le cas respectivement en Malaisie (Kathirvale et al., 2003) et en Mauritanie (Aloueimine et al., 2005).
Le rapport Carbone / Azote
Le rapport C/N est généralement choisi comme critère de qualité des produits obtenus après compostage des déchets. Il est d’une grande importance pour le traitement biologique des déchets, car l’évolution des déchets en fermentation peut être suivie par la détermination régulière de ce rapport. Le rapport C/N dans les déchets frais se situe généralement entre 25 et 40 et dans le compost mûr entre 12 et 20. Selon l’ADEME (1999), le rapport C/N en France est de l’ordre de 45,75. Il est de 24,40 en Tunisie (Hassen et al., 2001), 36,59 en Malaisie (Kathirvale et al., 2003).
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I.1.2. Les déchets solides : leur production et leur gestion
En considérant la moyenne mondiale de production des DS à 0,6 kg par jour et par personne14, l’on estime à plus de 1,6 milliards de tonnes, les quantités de DS produites en 2009 à l’échelle mondiale. Cette production mondiale devrait tripler dans les prochaines années avec l’augmentation toujours croissante de la population mondiale. Face à cette forte production des DS, des stratégies de gestion efficace devront être développées afin de mieux maitriser les flux.