Utilisation de la méthode traceur à l'unité de stockage des déchets non dangereux de la Butte-Bellotdangereux de la Butte-Bellot

4.1.3.1 Contexte et présentation du site

Plusieurs séries de mesures ont été eectuées au sein de l'installation de stockage des déchets non dan-gereux de la Butte-Bellot (longitude : 2,739128 , latitude : 48,640426 , altitude asl : 88 m) située en Île-de-France, à environ 35 km au sud-est de Paris. Ces mesures ont été réalisées dans le cadre du projet WASTE MITI2 nancé par la KIC-Climat ayant pour but de développer un service d'estimation des émissions de méthane pour ce type d'installations. Cette ISDND dirigée par SUEZ a commencé à être exploitée en 2005 et devrait être opérationnelle jusqu'en 2022. Elle est localisée dans une zone agricole à proximité de quelques habitations et autres sites industriels ainsi que d'une autre ISDND fermée et complètement couverte. Une vue aérienne de la zone est présentée sur la gure 4.4.

Figure 4.4  Vue aérienne de l'installation de stockage des déchets non dangereux de la Butte-Bellot. Le point jaune indique la position de la source d'acétylène utilisée pour la méthode traceur.

Ces émissions ont été estimées en utilisant une méthode basée sur une doctrine de l'ADEME qui repose sur la quantité totale de biogaz collectée et valorisée ou brûlée, rapportée à la capacité de collecte liée à la couverture du massif de déchet. Les émissions fugitives de méthane de 2016 ont été estimées à l'aide du modèle SIMCET qui permet de déterminer la production théorique de biogaz en tenant compte de la quantité de déchets disponibles et de leur composition, ainsi que la capacité théorique de collecte et valorisation du biogaz. Les émissions théoriques, correspondant à la diérence entre la quantité de biogaz produite et celle collectée et valorisée en théorie, sont estimées entre 3800 et 7600 kg.j 1pour 2016.

4.1.3.2 Mesures atmosphériques

Les diérentes séries de mesures que nous avons réalisées au sein de l'ISDND de la Butte-Bellot avaient pour but d'une part de cartographier et d'identier les principales sources de méthane au sein de ce site et d'autre part de quantier ses émissions avant et après diérentes mesures d'atténuation des émissions de méthane pour vérier leur ecacité. Cette dernière campagne a été traitée en n de thèse et de ce fait je me suis limité à l'utilisation de la méthode traceur classique pour estimer les émissions de méthane de ce site. Des mesures mobiles des isotopes du méthane ont également été réalisées durant ces campagnes. Elles ont permis de déterminer la signature isotopique du méthane présent dans le panache d'émission de l'ISDND à -66,6 h et de conrmer son origine biogénique.

Durant les diérentes séries de mesures réalisées au sein de l'ISDND de la Butte-Bellot, le vent venait du nord et du nord-est nous permettant de mesurer les concentrations au travers du panache d'émission au niveau des routes situées au sud du site. Un exemple de ces prols de concentrations est donné sur la gure 4.5. On peut voir sur ce graphique une forte augmentation des concentrations de méthane jusqu'à 3,4 ppm et d'acétylène jusqu'à 1,2 ppb que l'on peut associer aux émissions de l'ISDND en cours d'exploitation étant donné que le la source de traceur y était localisée et que les pics sont colocalisés. La forme de ce pic de concentrations nous indique la présence de plusieurs sources au sein du site. Le prol de concentrations présente également une autre augmentation des concentrations de méthane par rapport à sa valeur de fond mais celle-ci n'est pas colocalisée avec le signal du traceur. Ce signal beaucoup plus faible (de l'ordre de 2,0-2,1 ppm) est associé à l'ISDND couverte qui émet donc elle aussi un peu de méthane.

Du fait que pour ce site nous ayons utilisé uniquement la méthode traceur et que les deux panaches d'émission se recouvrent partiellement, nous allons utiliser les amplitudes maximales des traversées de

Chapitre 4. Quantication des émissions de méthane provenant du secteur des déchets

panaches de méthane et de traceur plutôt que l'intégration de l'augmentation de leurs concentrations pour le calcul du rapport pm=pt de la méthode traceur.

Figure 4.5  Exemple de prol de concentrations mesuré au travers du panache d'émission provenant de l'installation de stockage des déchets non dangereux de la Butte-Bellot.

Nous avons réalisé trois séries de mesures avec la méthode traceur au sein de l'ISDND de la Butte-Bellot entre septembre et décembre. La première a eu lieu le 19.09.16, le seconde le 14.11.16 et enn la dernière le 05.12.16. Entre chacune de ces séries de mesures, SUEZ a mis en place des mesures d'atténuation an de réduire les émissions de méthane du site dans l'atmosphère. Dans un premier temps, entre le 19.09.16 et le 14.11.16, SUEZ a installé une extension du réseau de collecte du biogaz d'une cellule fermée située au nord-ouest du site et dans un second temps, entre le 14.11.16 et le 05.12.16, une géomembrane a été mise en place au niveau d'une cellule récemment fermée située à l'est du site.

(a) 19.09.16 (b) 14.11.16 (c) 05.12.16

Figure 4.6  Concentrations en méthane et en acétylène mesurées lors des diérentes traversées du panache d'émission provenant de l'installation de stockage des déchets non dangereux de la Butte-Bellot pour les trois séries de mesures. Les traversées surlignées en bleu sont utilisées pour le calcul des émissions en méthane.

La gure 4.6 présente les trois séries de mesures des concentrations en méthane et en acétylène réalisées au niveau de l'ISDND de la Butte-Bellot. Les traversées utilisées pour estimer les émissions du site sont surlignées en bleu. Parmi les 14 traversées réalisées le 19.09.16, 12 prols de méthane étaient correctement colocalisés avec le signal du traceur et ont donc été utilisés pour estimer les émissions de l'ISDND en cours d'exploitation. Pour la série de mesures du 14.11.16, 6 des 7 traversées réalisées ont été sélectionnées tandis que pour les mesures du 05.12.16 nous avons dû être beaucoup plus sélectif du fait de la forme des prols de concentrations de méthane mesurés.

4.1.3.3 Estimations des émissions de méthane grâce à la méthode traceur

Les estimations des émissions de méthane obtenues avec la méthode traceur pour les trois séries de mesures sont présentées dans le tableau 4.3. Durant la série de mesures réalisées le 19.09.16, les diverses traversées du panache d'émission provenant de l'installation de stockage des déchets non dangereux de la Butte-Bellot nous ont permis de déterminer que ses émissions de méthane allaient de 3 314 à 7 823 kg.j 1 avec une valeur moyenne de 5 813  380 kg.j 1. L'incertitude donnée correspond à l'erreur type sur l'estimation de la moyenne d'un échantillon de dimension nie (STD valeurs / ^pnvaleurs). Cette estimation est du même ordre de grandeur que celle donnée par le modèle utilisé par SUEZ pour l'année 2016 et signicativement plus importante que celle donnée dans les rapports d'émission pour l'année 2015.

Table 4.3  Estimations des émissions de méthane de l'installation de stockage des déchets non dange-reux de la Butte-Bellot calculées grâce à la méthode traceur en utilisant les amplitudes maximales des concentrations de méthane et de traceur lors des traversées de leur panaches pour le calcul du rapport p_m=p_t. Le ux moyen est déterminé à partir des estimations calculées pour chacune des traversées.

Numéro du pic 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 19.09.16 (série 1)

Estimation des émissions de méthane

pour chaque traversée (kg.j 1) ^{5 533 7 823 6 925 4 375 5 177 3 314 5 278 6 688 5 697 4 528 6 920 7 497} Estimation des émissions de méthane moyenne

 les incertitudes totales (kg.j 1) ^{5 813  380} 14.11.16 (série 2)

Estimation des émissions de méthane

pour chaque traversée (kg.j 1) ^{4 678 2 762 4 893 4 607 3 671 1 317} Estimation des émissions de méthane moyenne

 les incertitudes totales (kg.j 1) ^{3 654  520} 05.12.16 (série 3)

Estimation des émissions de méthane

pour chaque traversée (kg.j 1) ^{2 411 2 446 1 729 2 510 1 908 1 092} Estimation des émissions de méthane moyenne

 les incertitudes totales (kg.j 1) ^{2 016  206}

Les estimations des émissions de méthane obtenues grâce aux mesures du 14.11.16 nous permettent d'estimer les émissions moyennes du site à 3 654  520 kg.j 1. Cette estimation est plus faible que celle obtenue lors de la première série de mesures. Ces résultats tendent à conrmer l'ecacité des mesures d'atténuation adoptées sur la réduction des émissions de méthane du site. Les mesures réalisées le 05.12.16 nous permettent d'estimer les émissions moyennes de l'ISDND de la Butte-Bellot à 2 016  206 kg.j 1. D'après nos estimations, les diérentes mesures d'atténuation auraient permis une réduction des émissions de 65 % entre les mois de septembre et de décembre, en négligeant d'autres facteurs pouvant aecter les émissions (saisonnalité, conditions météorologiques).

Conclusions

Nos diérentes séries de mesures ont permis d'estimer les émissions de l'installation de stockage des déchets non dangereux de la Butte-Bellot en cours d'exploitation durant plusieurs mois et ont permis de mettre en évidence l'ecacité des mesures d'atténuation mises en place pour réduire les émissions de méthane. Il faut toutefois être prudent lorsque l'on compare des estimations ponctuelles à des estimations moyennes annuelles et plus particulièrement lorsque ces estimations ne concernent pas les mêmes années étant donné la variabilité de la quantité de déchets stockée d'une année à l'autre. Il aurait également été intéressant d'utiliser l'inversion statistique paramétrée avec les données du gaz traceur pour estimer les émissions de ce site mais également de l'installation de stockage fermée et couverte située à proximité. En eet nos mesures ont permis de mettre en évidence des émissions résiduelles provenant de ce site qu'il pourrait être intéressant de mieux connaitre.

Chapitre 4. Quantication des émissions de méthane provenant du secteur des déchets

4.1.4 Inversion déterministe avec un modèle CFD pour estimer les émissions de