REPUBLIQUE DU BENIN
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MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
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UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI
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ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI
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DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL
Option : Science et Technique de l’Eau
MEMOIRE DE FIN DE FORMATION Pour l’obtention du
DIPLOME D’INGENIEUR DE CONCEPTION
Présenté par
LANSOUKILO Yaovi Léopold Norbert
Membres du Jury
Présidente Membre
Dr. Agathe HOUINOU Mme. Adrienne A GLIN
Maître de Mémoire Tuteur de stage
Dr. Martin P. AÏNA Mr. Jacques KOUAZOUNDE
Année académique 2008-2009 2ème Promotion
Thème :
Caractérisation des Déchets Solides
Ménagers de la Ville d’Adjarra
DEDICACES
I
A Dieu Tout Puissant : Gloire et honneur à ton Nom.I
A toute ma famille, mes parents Daniel et Justine LANSOUKILO : ce travail est le résultat de tant d’années de peines et de sacrifices pour faire de moi un homme utile à la société. Que le Tout Puissant vous assiste et exauce toutes vos prièresI
Aux familles LANSOUKILO, GNONLONFOUN, AÏNA et à ma famille maternelle HOUSSOU pour leur amour, leur soutien et assistance dans toutes mes épreuves.I
A la famille KOUAZOUNDE d’Adjarra, pour m’avoir accepté en leur sein comme un frère. Puisse le Seigneur vous le rendre au centuple et vous assister dans vos entreprises.I
A ma femme Juliette LOKOSSOU et à ma fille Vanessa : puisse le Seigneur vous bénir et vous combler de ses grâces.REMERCIEMENTS
Nous ne saurions entamer ce mémoire sans adresser nos sincères et vifs remerciements à :
Mr. Marc T. KPODEKON, Professeur Agrégé, Directeur de l’École Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC), pour sa haute qualité de responsabilité indiscutable et tous ses sacrifices à notre égard ; Mr. Médénou DATON, Directeur Adjoint de l’École Polytechnique
d’Abomey-Calavi (EPAC), qui ne ménage aucun effort pour améliorer nos conditions de travail ;
Mr. Edmond ADJOVI, Maître de conférences, Chef de département de Génie Civil,
Mr. Taofic BACHAROU, Docteur Ingénieur en Hydraulique, Chef Option Science et Technique de l’Eau (STE) pour son souci permanent d’améliorer au quotidien la qualité de ladite formation ; Mr. Jacques KOUANZOUNDE, Enseignant-Chercheur à la FAST, Conseiller Technique à l’Environnement à la Mairie d’Adjarra ;
A tous les agents de la mairie d’Adjarra, en particulier le secrétaire Général et les agents du Service des Travaux et de l’Environnement ;
A tous les enseignants de l’École Polytechnique d’Abomey- Calavi notamment :
Mr. Martin Pépin AINA, Docteur Enseignant-Chercheur, mon Maître de mémoire ;
Professeur Titulaire Dominique SOHOUNHLE, Directeur du laboratoire LERCA.
M. Henry SOCLO, Maître des conférences, Écotoxicologue ;
M. François de Paule CODO, Docteur Ingénieur es Sciences Techniques, Maître Assistant des Universités ;
Mr. Crépin ZEVOUNOU, Docteur Ingénieur en Géologie, Maître Assistant des Universités, Directeur du Laboratoire d’Essais et de Recherches en Génie Civil (LERGC) ;
Mr. Adolphe TCHEHOUALI, Docteur Ingénieur en Génie Civil, Maître Assistant des Universités ;
Mr. Gossou Jean HOUINOU, Docteur Ingénieur en Géodésie, Maître Assistant des Universités, Chef Option Bâtiments et Travaux Publics (BTP) / EPAC ;
Mme Agathe HOUINOU, Docteur Ingénieur en géotechniques ; Mr. Léopold DEGBEGNON, Docteur Ingénieur en Topométrie ; Mr. Mathias SAVY, Docteur Ingénieur en Génie Civil, Maître
Assistant des Universités, Spécialiste en Structures ;
Mr. Rodrigues Michel SAMA, Architecte-Urbaniste, Directeur du cabinet d’architecture URBA-TROPIC;
Mr. Mohamed GIBIGAYE, Docteur Ingénieur en Génie Civil et industriel, Maître Assistant des Universités, Spécialiste en Structures, Coordonnateur des cours préparatoires Secteur Industriel EPAC/UAC, Directeur du cabinet d’Ingénieurs Conseils DIC-BTP ; Directeur de Cabinet du Ministre des Enseignements Secondaires et Techniques ;
Mr. Victor GBAGUIDI, Docteur Ingénieur en Génie Civil, Maître Assistant des Universités, Spécialiste en Structures, Directeur du cabinet d’Ingénieurs Conseils ECCO-GC ;
Mr. Gérard GBAGUIDI, Docteur Ingénieur en Génie Civil, Spécialiste en structures ;
Mr. David BABALOLA, Docteur Ingénieur Hydraulicien, Spécialiste en Alimentation en Eau Potable et Assainissement, Directeur de la Planification et des Études (DPE) de la SONEB;
Mr. K. DEGBEGNI, Ingénieur en Barrage, Directeur Régional de la SONEB à Lokossa;
Mr. Maxime ASSOGBA, Ingénieur en Hydraulique ;
Mr. Tonalémi Sonon E. WANKPO, Docteur Ingénieur en Hydraulique et Assainissement, Directeur des Travaux Neufs de Construction au Ministère des Travaux Publics;
Mr. Ezékiel ALLOBA, Docteur Ingénieur en Route ;
Mr. Emmanuel WOUYA, Docteur Ingénieur en Résistance des Matériaux, Directeur Adjoint de l'IUT de Lokossa ;
Mr. Etienne SIMICLAH, Docteur en Droit ;
Mme Prisque BAH, Médecin Spécialiste en Santé, Sécurité et Hygiène au travail ;
Dr. Guy ANAGO, Enseignant-Chercheur à l’EPAC, département de Génie Mécanique et Énergétique ;
Mr. Adolphe TCHEHOUALI, Docteur Ingénieur en Génie Civil ; Spécialiste en Matériaux de Construction ;
Mr. Cosme SEWANOUDE, Enseignant de comptabilité ;
A tout personnel administratif et le corps professoral de l’EPAC et de l’IUT de Lokossa en particulier celui du département Génie Civil de l’EAPC ;
Tous ceux qui m’ont aidés dans le laboratoire LERGC du département de Génie Civil / EPAC ;
Mes camarades polytechniciens, élèves Ingénieurs de Conception du secteur industriel de l’EPAC pour la fraternité, la solidarité et l’entraide dont nous avons fait preuve durant toute la formation.
Sommaire
DEDICACES ... i
REMERCIEMENTS ... ii
SOMMAIRE ... v
RESUME ... X ABSTRACT ... XI LISTE DES ABREVIATIONS ET SIGLES ... XII Liste des tableaux et des figures ... xiv
INTRODUTION GENERALE ... 1
Première partie : REVUE BIBLIOGRAPHIQUE ... 4
Chapitre1 : GENERALITES SUR LES DECHETS ... 5
1. Définitions du terme « déchet » ... 5
1.1. Définition scientifique ... 5
1.2. Définition économique ... 6
1.3. Définition juridique ... 6
2. Gestion des déchets ... 7
2.1. Définition ... 7
2.2. Historique de la gestion des déchets ... 7
2.3. Historique de la gestion des déchets ... 8
2.4. Stratégie globale de gestion ... 9
Chapitre2 : MODES DE GESTION DES DECHETS ... 10
1. Gestion des déchets ménagers dans les pays développés ... 10
1.1. LA COLLECTE ET LE TRANSFERT ... 10
1.2. LE TRAITEMENT ET LA VALORISATION ... 11
1.2.1. L’enfouissement technique ou mise en Décharge ... 11
1.2.2. Le compostage ... 12
1.2.3. L’incinération ... 13
1.3. AUTRES TECHNIQUES DE TRAITEMENT ... 14
2. Gestion des déchets ménagers dans les pays en développement15 2.1. Nature des déchets urbains solides dans les pays du Sud ... 15
2.2. Gestion des déchets ménagers ... 16
2.2.1. La collecte et le recyclage ... 16
2.2.2. Le traitement et la valorisation ... 18
2.2.2.1. La mise en décharge ... 18
2.2.2.2. Réemploi et recyclage ... 19
2.2.2.3. Le Compostage ... 21
2.2.2.4. L’incinération ... 22
2.2.3. Les enjeux sanitaires des déchets ... 22
3. Caractérisation des déchets ménagers ... ………24
3.1. Les méthodes et modèles théoriques ... …………26
3.2. Les méthodes d’analyse directe ... ……26
3.3. Composition physique ... ………28
3.4. Composition chimique ... ………29
3.5. Analyses physico-chimiques ... ………31
3.5.1. Matière organique ou solides volatiles (SV) ... ………31
3.5.2. Métaux lourds ... 33
CHAPITRE 3 : SITUATION DES DECHETS AU BENIN . ………35
1. Contexte et justification … ... ………35
1.1. Cadre géographique ... 35
1.2. Cadre démographique et administratif ... 35
1.3. Cadre législatif et règlementaire ... 36
1.4. Cadre institutionnelle ... 37
2. Gestion des déchets ménagers au Bénin ... 38
3. Contexte particulier d’Adjarra ... 39
3.1. Problématique ... 39
3.2. Objectifs ... 41
3.2.1. Objectif général ... 41
3.2.2. Objectifs spécifiques ... 41
3.3. Cadre démographique et administratif ... 44
3.4. Cadre administratif ... 45
4. Conclusion partielle ... 46
Deuxième partie : MATERIELS ET METHODES ... 47
1. Populations cibles ... 48
2. Zone d’étude ... 48
3. Échantillonnage ... 49
3.1. Démarche méthodologique d’échantillonnage ... 49
3.2. Identification des ménages ... 50
3.2.1. Zonage et choix des quartiers ... 50
3.2.2. Identification des ménages par standing ... 51
4. Enquête ... 53
4.1. Diagnostic de l’espace (Pré enquête) ... 53
4.2. Groupes cibles ... 54
4.3. Échantillonnage ... 54
4.4. Outils de collecte ... 55
4.5. Traitement des données ... 56
5. Campagne de caractérisation ... 56
5.1. Matériels utilisés ... 56
5.2. Répartition de l’échantillon ... 57
5.3. Prélèvement de l’échantillon ... 58
5.3.1. Collaboration des ménages ... 58
5.3.2. Collecte des poubelles ... 58
5.4. Détermination des caractéristiques physiques ... 59
5.4.1. Tri des déchets ... 59
5.4.1.1. Principe ... 59
5.4.1.2. Tri par taille ... 60
5.4.1.3. Tri par catégories ... 62
5.4.2. Mesure de la masse volumique ... 64
5.4.3. Détermination de l’humidité ... 65
5.5. Détermination des caractéristiques chimiques ... 66
5.5.1. La teneur en Matière Organique ... 66
5.5.2. Le pouvoir calorifique inférieur PCI ... 67
6. Estimation des erreurs ... 70
Troisième partie : RESULTATS ET ANALYSES ... 71
1. Masse de déchets à trier ... 72
2. Résultats des enquêtes ... 74
2.1. Mode de gestion des déchets ... 75
2.2. Élus locaux et structures de pré collecte ... 76
3. Taille des ménages ... 77
4. Campagne de caractérisation des OM ... 79
4.1. Erreurs d’échantillon ... 79
4.2. Ratios par Standing ... 79
4.3. Production de déchets à Adjarra ... 80
5. Caractérisation physique des OM ... 83
5.1. Granulométrie ... 83
5.2. Composition par taille ... 84
5.3. Masse volumique ... 92
5.4. Humidité ... 94
6. Caractéristiques chimiques des OM ... 96
6.1. Détermination de la teneur en matière organique (MO) ou solides volatiles ... 96
6.2. Détermination du pouvoir calorifique inférieur (PCI) ... 96
6.3. Détermination de la teneur en métaux lourds ... 98
7. Optimisation des modes de traitement des OM ... 98
CONCLUSION GENERALE ... 102
Résumé
Le présent travail de recherche est une contribution à l’amélioration de la gestion des déchets solides ménagers dans la ville d’Adjarra. Il fournit des renseignements et des données importantes sur les caractéristiques physiques et chimiques des OM. La particularité de cette étude réside dans le fait qu’elle a traité les déchets produits à la source (ménages), chez trois types de populations de niveaux de vie différents. Les normes françaises de caractérisation ont été utilisées et adaptées pour établir le protocole mis en place pour cette étude.
Les ordures ménagères produites durant 4 jours ont été collectés chez 46 ménages, sans subir de pertes dues à l’intervention du secteur informel (récupérateurs). Au final, le quart d’un échantillon de 500 kg de déchets a été retenu pour déterminer la composition des DSM. Caractérisé par une masse volumique de 381 kg/m3 et une faible humidité de 22 %, à cause de la faible proportion des putrescibles (18%), la production journalière de DSM par un habitant résidant dans la ville s’élève à 0,463 kg. Les OM sont composées principalement d’éléments fins (<20 mm) comptant pour 70 % du poids total et de déchets putrescibles (déchets végétaux et restes de cuisine) comptant pour 18 %. Les 12 % restants sont composés par les autres catégories de déchets dont 4 % pour l’ensemble Métaux, Verre, Papiers/cartons et 2,5 % pour les sachets (Films polyoléfines).
Les Déchets Ménagers Spéciaux quant à eux ne constituent que 0,3
% des Déchets Solides Ménagers.
Mots clés : Déchets Solides Ménagers, Caractérisation, Gestion des Déchets.
Abstract
The present piece of research is a contribution to the improvement of the management of the domestic solid waste in the city of Adjarra. It provides a piece of information and the important data on the physical and chemical characteristic of the OM. The particularity of this study resides in the fact that it treated the waste produced to the source (households), at three types of populations of different standards of living. French’s norms of characterization have been used and have been adapted to establish the protocol used for this study.
The wastes produced during 4 days have been collected in 46 households, without undergoing some loss by the present of the casual sector (recuperator). .Finally, the quarter of a sample of 500 kg of waste has been kept to determine the composition of the DSM.
Characterized by a density of 381 kg/m3 and a weak humidity of 22%, because of the weak proportion of the putrescibles (18%), the daily production of DSM by a resident inhabitant in the city raises to 0,463 kg. The OM are composed mainly small elements (<20 mm) cash for 70% of the total weight and waste putrescibles (plant and kitchen waste) cash for 18%. The 12% remaining are composed by the other categories of waste whom 4% for Metals together, Glass, Papers/cardboard and 2,5% for the small bags (films polyolefines).
The Special Domestic waste as for them only constitute 0,3% of the Domestic Strong waste.
Key words: Domestic Solid Waste, Characterization, Management of the Waste.
Liste des abréviations et sigles
ADEME: Agence De l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie AFNOR : Association Française de NORmalisation
CEDES : Centre d’Exploitation des Déchets Solides
DDEPN : Direction Départementale De l’Environnement et de la Protection de la Nature
DU : Déchet Urbain
DUS: Déchet Solide Urbain
EPA:Agence américaine de Protection de l’Environnement GIE : Groupement d’Intérêt Économique
LERGC : Laboratoire d’Étude et de Recherche en Génie Civil
MEPN: Ministère de l’Environnement et de la Protection de la Nature MEHU : Ministère de l’Environnement, de l’Habitat et de l’Urbanisme PAE : Plan d’Action Environnementale
PED: Pays En Développement
MODECOM: Mode de Caractérisation des Ordures Ménagères UE : Union Européenne
REMECOM: Réseau Européen de Mesures pour la Caractérisation des DSM : Déchet Solide ménager
ONG: Organisation Non Gouvernementale PME: Petite et Moyenne Entreprise
SONEB: Société Nationale des Eaux du Bénin GIE: Groupements d’Intérêt Économique MO: Matière Organique
OM : Ordures Ménagères
RGPH : Recensement Général de la Population et de l’Habitat
Liste des tableaux et des figures
Liste des tableaux
Tableau 1 : Revente par les éboueurs des déchets de l’ex commune d’Avotrou
Tableau 2: Rapport de la mortalité infanto juvénile (0 à 5 ans) et l’accès à l’assainissement
Tableau 3: Nombre de Catégories et de sous-catégories recherchées dans 7 pays européens
Tableau 4: Composition physique des déchets ménagers dans différents pays (en %)
Tableau 5: Matière organique (MO) dans les DUS
Tableau 6: Concentration moyenne en métaux lourds par catégorie dans les déchets
Tableau 7: Données démographiques de la Commune d'Adjarra Tableau 8: Estimation de la population de la ville d'Adjarra en 2008 Tableau 9: Critères d'appréciation des standings des ménages Tableau 10 : Catégories et sous-catégories retenues pour la caractérisation
Tableau 11: Modèles théoriques de calcul du PCI
Tableau 12 : Masses théorique et nombre de ménages à collecter pour la caractérisation
Tableau 13: Structures de pré collecte et leur zones d'intervention Tableau 14: Récapitulatif des entretiens et interviews
Tableau 15: Répartition des ménages par standing
Tableau 16: Répartition des ménages par quartier dans les arrondissements
Tableau 17: Nombre d'habitants collectés Tableau18 : Résultats du tri par taille>100mm Tableau19: Résultats du tri par taille20mm -100mm Tableau 20: Résultats du tri par catégories global
Tableau 21 : Récapitulatif du calcul de la masse volumique Tableau 22 : Récapitulatif du calcul de l’humidité
Tableau 23: Répartition des catégories par mode de gestion
Liste des figures
Figure I: Carte géographique de la Commune d'Adjarra Figure II: Schéma de la table de caractérisation
Figure III: Masse de déchets produite par jour dans la ville d'Adjarra Figure IV : Mode de gestion des DSM par la population
Figure V: Nombre de ménages enquêtés par standing Figure VI: Résultats de la collecte
Figure VII: Proportions par taille
Figure VIII: Diagramme des catégories de taille >100mm Figure IX: Diagramme des catégories de taille 20mm-100mm
Figure X: Proportions par catégories de la fraction >100mm et 20-100 mm
Figure XI: Proportions des grandes catégories
Figure XII : Schéma d’une proposition de filière de gestion des DSM dans la ville dAdjarra
INTRODUTION GENERALE
La gestion des déchets solides dans les pays en développement (PED) rencontre de nombreuses difficultés, tant du point de vue technique, économique, que méthodologique et organisationnel. Le bilan de la gestion des déchets solides et de l’assainissement des villes du Sud est loin d’être positif, et il n’est pas nécessaire de démontrer l’importance de ces deux questions pour le développement des communautés qui y vivent.
La ville peut être considérée comme un écosystème qui, pour vivre, croître et se régénérer, extrait du milieu naturel des ressources et les rejette dans le même milieu : ses besoins sont énormes compte tenu de sa croissance exponentielle. Aussi avec la consommation toujours plus grande et plus diversifiée partout dans les villes du Sud, les déchets produits ne cessent d’augmenter en quantité et de varier en composition. Ceci engendre d’énormes impacts sur l’environnement et, par conséquent, sur la santé des populations.
A cette difficulté, dont les PED font face, s’ajoute la dimension plus globale de gestion des déchets avec l’engagement des pays dans la nouvelle approche intégrée de gestion des déchets adoptée par les Nations Unies lors la Conférence mondiale sur l’environnement et le développement durable de Rio de Janeiro en Juin 1992. La gestion des déchets doit s’inscrire désormais dans la perspective d’un développement durable dont les principes de base mettent en avant un environnement viable, un maintien du capital naturel (rejets éco- compatibles) et la biodiversité.
En effet, depuis la promulgation des lois nationales sur la décentralisation en 1999, les autorités communales ont en charge la
gestion des déchets ménagers. Ainsi, devant l’acuité du problème des déchets et l’importance de ses enjeux politique, socioculturel et environnemental, la Commune d’Adjarra au Bénin souhaite mettre en place un plan de gestion global des déchets.
C’est dans ce cadre que s’inscrit cette étude qui se veut une contribution à l’aide à la décision des autorités locales en fournissant des données de références sur la composition des Ordures Ménagères à Adjarra qui constituent la majeure partie du gisement de déchets produits chaque jour dans la ville et en faisant la caractérisation des déchets solides ménagers, ce qui permettra un suivi périodique de l’évolution des flux de déchets, grâce notamment au coût aisément supportable par les collectivités locales de la ville.
Ce rapport est composé de trois parties.
Après avoir présenté les généralités sur les déchets, principe et stratégie globale de la gestion, dans la première partie nous avons fait état de la problématique des déchets urbains solides dans les pays développés et les PED. Cette problématique a été interprétée dans le contexte particulier de la ville d’Adjarra en faisant ressortir les principales contraintes, d’ordres législatif, organisationnel et technologique, rencontrées dans le secteur.
La deuxième partie présente le matériel et la méthodologie suivie dans le cadre de cette étude de caractérisation des OM.
Dans la troisième partie sont exposés les différents résultats obtenus et leurs analyses. Les résultats des caractéristiques physico- chimiques des OM sont analysés en vue d’optimiser les modes de traitement éventuels.
Première partie
REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
Chapitre1 : GENERALITES SUR LES DECHETS
1. Définitions du terme « déchet » 1.1. Définition scientifique
D’après la loi française n° 75-633 du 15 juillet 1975, en son article 1 ; un déchet se définit comme : " Tout résidu d’un processus de production, de transformation, ou d’utilisation, toute substance, matériau produit ou plus généralement tout bien meuble abandonné ou que son détenteur destine à l’abandon et qui sont de nature à produire des effets nocifs sur le sol, la flore et la faune, à dégrader les sites ou les paysages, à polluer l’air ou les eaux, à engendrer des bruits ou des odeurs, et d’une façon générale, à porter atteinte à la santé de l’homme et à l’environnement " (cours gestion des déchets, [8] . C’est un objet en fin de vie ou une substance issue d'un processus, jugés devenus inutiles ou dangereux ou encombrants, et dont on veut se débarrasser.
D’après la loi n°98-030 du 12 février 1999 portant loi-cadre sur l’environnement au Bénin, les déchets sont assimilés à toutes substances, solide, liquide, gazeux ou résidu d’un processus de production, de transformation ou d’utilisation de toute substance éliminée, destinée à être éliminée ou devant être éliminée en vertu des lois et règlements en vigueur.
v Les ordures ménagères (OM)
On appelle " ordures ménagères ", ou " déchets ménagers " au sens large, les déchets collectés qui résultent de l'activité domestique des ménages et des déchets assimilés. Il s'agit de l'évaluation la plus courante en France.
v Les déchets assimilés aux déchets ménagers
Il s'agit des déchets issus des commerces, de l'artisanat, des bureaux et de l'industrie, mais collectés dans les mêmes conditions que les déchets ménagers. Cette part est alors dite " assimilée aux déchets ménagers ".
1.2. Définition économique
C’est un objet ou une matière que son détenteur veut jeter car il n’a plus de valeur économique à un moment et dans un lieu donné;
mais cet objet peut présenter un intérêt pour une autre personne.
Néanmoins sa séparation est liée à certaines contraintes économiques bien que ce déchet représente dans le même temps une matière première pour d’autres activités " [8].
1.3. Définition juridique
Du point de vu juridique, un déchet est unobjet qui doit être géré dans l’intérêt de la protection de la santé publique et de l’environnement
D’après la Convention de Bâle sur le contrôle des mouvements transfrontaliers de déchets dangereux les déchets sont définis comme des « substances ou objets qu'on élimine, qu'on a l'intention d'éliminer ou qu'on est tenu d'éliminer en vertu des dispositions du droit national ».1
1 Source : http://www.techno-science.net
2. Gestion des déchets 2.1. Définition
La gestion des déchets ou rudologie est la collecte, le transport, le traitement (le traitement de rebut), la réutilisation ou l'élimination des déchets, habituellement ceux produits par l'activité humaine, afin de réduire leurs effets sur la santé humaine, l'environnement, l'esthétique ou l'agrément local. L'accent a été mis, ces dernières décennies, sur la réduction de l'effet des déchets sur la nature et l'environnement et sur leur valorisation.
La gestion des déchets concerne tout les types de déchets, qu'ils soient solides, liquides ou gazeux, chacun possédant sa filière spécifique. Les manières de gérer les déchets diffèrent selon qu'on se trouve dans un pays développé ou en voie de développement, dans une ville ou dans une zone rurale, que l'on ait affaire à un particulier, un industriel ou un commerçant. La gestion des déchets non toxiques pour les particuliers ou les institutions dans les agglomérations est habituellement sous la responsabilité des autorités locales, alors que la gestion des déchets des commerçants et industriels est sous leur propre responsabilité. 2
2.2. Historique de la gestion des déchets
Historiquement, le traitement des déchets se faisait d’abord naturellement. Les résidus d’artisanats furent toujours récupérés (métaux refondus, vieux chiffons et puis papiers pour la pâte à papier, etc.), le reste n’était qu’organique (c'est-à-dire composé de matière naturelle et rapidement biodégradable) et venait en campagne nourrir le fumier ou les animaux, tandis qu’en ville les caniveaux ou autre terrain vague récoltait des détritus peu polluants.
2 Source: Gestion des déchets, http://www.fr.wikipedia.org/wiki/Gestion_des_déchets
En parallèle le système des décharges est apparu et s’est développé. Il consistait à stocker dans un lieu, généralement éloigné des habitations, des déchets plus conséquents et non biodégradable à court terme (vieux mobilier, métaux, gravats…). Dans l’antiquité, des décharges, ou dépotoirs, existait déjà et permettent aujourd’hui aux archéologues de retrouver poteries, bijoux, etc. Mais le système des décharges est devenu au fil des siècles le moyen de se débarrasser de plus en plus de déchets, sans aucune préoccupation pour l’environnement (odeurs, émissions de gaz comme le méthane, risque d’incendie, pollution des terres).
A partir des années 1960, l’incinération s’est développée en raison d'une offre nouvelle de matériel d'incinération capable de traiter des quantités importantes de déchets, et de la difficulté croissante de trouver des sites de décharge.
Depuis quelques années, il est apparue une idée consistant à considérer les déchets comme une ressource à exploiter et non comme des rebuts dont il faut se débarrasser. Par exemple on peut extraire les matières premières des déchets puis les recycler, ou les brûler pour produire de l'électricité.
2.3. Principes de gestion des déchets
Depuis le début du XXIe siècle, en France et dans l’Union européenne, les déchets non ultimes doivent être récupérés en déchetterie, triés par tri sélectif, et traités ou recyclés, éventuellement dans le cadre de démarches d'éco-management (ISO 14001). Ils peuvent faire l'objet d'une écotaxe.
Il y a plusieurs principes de gestion des déchets dont l'usage varie selon les pays ou les régions. La hiérarchie des stratégies peut être résumée comme suit : Réduire, Réutiliser et Recycler (règle des trois R).
Certains experts en gestion des déchets ont récemment ajouté un « quatrième R » : « Re-penser », qui implique que le système actuel a des faiblesses et qu'un système parfaitement efficace exigerait qu'un regard totalement différent soit porté sur les déchets.
2.4. Stratégie globale de gestion Elle se résume en cinq points à savoir : Ø limiter la production ;
Ø trier et valoriser ;
Ø traiter la fraction non valorisable ; Ø stocker en sécurité et
Ø limiter le transport.
Chapitre 2 : MODES DE GESTION DES DECHETS
1. Gestion des déchets ménagers dans les pays développés Savez-vous que l’Europe produit 930 millions de tonnes de déchets par an dont 132 millions de tonnes sont des déchets ménagers? [21]
Traditionnellement, la gestion des déchets urbains, industriels et commerciaux consistait à les récupérer puis à les stocker. Une fois collectée, divers traitements peuvent être appliqués aux déchets. Le but de ces traitements peut-être de réduire la dangerosité des déchets, de revaloriser les matériaux par le recyclage, de produire de l'énergie à partir des déchets, ou encore réduire leur volume, pour pouvoir en disposer plus facilement.
1.1. La collecte et le transfert
La loi française du 13 juillet 1992 limitant la mise en décharge aux seuls déchets ultimes s’est traduite par la mise en place des collectes sélectives dans un objectif, pour les collectivités, de valoriser et de diminuer les quantités d’ordures ménagères. C’est la collecte sélective pour les emballages et les journaux-magazines qui ont été mise en place dans un premier temps par les collectivités, aidées financièrement par des organismes tel qu’Eco Emballage. Par exemple à Barcelone (Espagne), les collectes sélectives fonctionnent par apport volontaire pour trois fractions de déchets : le verre d’abord, les papiers et les cartons ensuite et enfin les plastiques, les emballages composites et les métaux. Ces trois fractions sont récupérées dans des conteneurs de proximité répartis à travers la ville puis acheminées vers un centre de tri ou de prétraitement où elles
sont triées et préparées au recyclage. Ces collectes sélectives sont complétées par un mode original de collecte notamment pour les déchets organiques et les autres déchets non recyclables.
1.2. Le traitement et la valorisation
Les méthodes pour produire de nouvelles ressources à partir de déchets sont diverses et nombreuses : par exemple on peut extraire les matières premières des déchets puis les recycler, ou les brûler pour produire de l'électricité. Ces méthodes sont en plein développement, grâce notamment aux apports des nouvelles technologies. Ce processus de valorisation des déchets s'appelle valorisation matière, ou recyclage, si on récupère des matériaux réutilisables, et valorisation énergétique si on obtient à la place de l'énergie.
1.2.1. L’enfouissement technique ou mise en Décharge Stocker les déchets dans une décharge est la méthode la plus traditionnelle de stockage des déchets, et reste la pratique la plus courante dans la plupart des pays. Historiquement, les décharges étaient souvent établies dans des carrières, des mines ou des trous d'excavation désaffectés. Utiliser une décharge qui minimise les impacts sur l'environnement peut être une solution saine et à moindre coût pour stocker les déchets ; néanmoins une méthode plus efficace sera sans aucun doute requise lorsque les espaces libres appropriés diminueront.
Les anciennes carrières ou celles mal gérées peuvent avoir de forts impacts sur l'environnement, comme l'éparpillement des déchets
par le vent, l'attraction des vermines et les polluants comme les lixiviats qui peuvent s'infiltrer et polluer les nappes phréatiques et les rivières. Un autre produit des décharges contenant des déchets nocifs est le biogaz, la plupart du temps composé de méthane et de dioxyde de carbone, qui est produit lors de la fermentation des déchets. Il y a aussi les sulfures de dihydrogène (H2S) et de radicaux alkyles (RHS, R2S) qui posent des problèmes d’odeur.
Plusieurs centres de stockage de déchets sont aussi équipés de systèmes d'extraction des gaz installés après le recouvrement pour extraire le gaz produit par la décomposition des déchets.
1.2.2. Le compostage
Les déchets organiques, comme les végétaux, les restes alimentaires, ou le papier, sont de plus en plus recyclés. Ces déchets sont déposés dans un composteur ou un digesteur pour contrôler le processus biologique de décomposition des matières organiques et tuer les agents pathogènes. Le produit organique stable qui en résulte est recyclé comme humus pour l’amendement des sols.
Il y a un très large éventail de méthodes de compostage et de fermentation qui varient en complexité du simple tas de compost de végétaux à une cuve automatisée de fermentation de déchets domestiques divers. Ces méthodes de décomposition biologique se distinguent en aérobie comme le composteur, ou anaérobie comme les digesteurs, bien qu’existent aussi des méthodes combinant aérobie et anaérobie.
Le compostage est un traitement biologique aérobie des déchets organiques sous forme solide ou semi-liquide. C‘est une technique
permettant le retour de la matière organique dans le sol lorsqu’on l’utilise comme amendement organique des sols agricoles ou urbains.
L’équation globale de bio-oxydation de la matière organique est la suivante :
Matière organique + O2 Compost + CO2 + H2O + Chaleur
1.2.3. L’incinération
L’incinération est le processus de destruction d’un matériau en le brûlant. C’est une technique éprouvée et répandue en Europe comme dans les pays en voie de développement, même si elle est sujet à controverse pour plusieurs raisons.
En premier lieu, il s’agit d’un mode d'élimination de déchets qui a un taux de valorisation limité. L'incinération détruit les ressources naturelles contenues dans les déchets et ne permet pas de récupérer 100% du pouvoir calorifique des déchets. L'énergie récupérée, sous la forme de chaleur ou d'électricité, provient du refroidissement des fumées de combustion dans une chaudière, qui permet de récupérer de la chaleur, qui peut être utilisée directement ou à son tour entraîner une turbine pour produire de l'électricité. L'incinération est malgré tout identifiée en France en 2002 comme la deuxième source d'énergie renouvelable pour la production d'électricité (après l'hydraulique) et pour la production de chaleur (après la biomasse).
Deuxièmement, l’incinération des déchets solides des villes produit une certaine quantité de polluants atmosphériques (dioxines et furanes, métaux lourds, gaz acides, poussières), dont les valeurs limites d'émissions sont fixées par la réglementation. Au cours des années 1990, des avancées dans le domaine du contrôle des rejets et
de nouveaux règlements gouvernementaux ont permis une réduction massive de la quantité des différents polluants atmosphériques, y compris les dioxines et de furannes. L’Union européenne et l’Agence américaine de protection de l’environnement (EPA) ont pris la décision de créer des normes très strictes concernant l’incinération des déchets.
1.3. Autres techniques de traitement
Comme autres techniques de traitement des déchets on a :
· le traitement biologique et mécanique (TBM) est une technique qui combine un tri mécanique et un traitement biologique de la partie organique des déchets municipaux. Le TBM est aussi parfois appelé TMB (traitement mécanique et biologique) cela dépend de l’ordre dans lequel s’effectuent les opérations. La partie « mécanique » est souvent une étape de tri du vrac. Cela permet de retirer les éléments recyclables du flux de déchets (tels les métaux, plastiques et verre) ou de les traiter de manière à produire un carburant à haute valeur calorifique nommé combustible dérivé des déchets (RDF en anglais) qui peut être utilisé dans les fours des cimenteries ou les centrales électriques. La partie « biologique » réfère quant à elle à une fermentation anaérobique ou au compostage.
· la pyrolyse et la gazéification : sont deux méthodes liées de traitements thermiques où les matériaux sont chauffés à très haute température et avec peu d’oxygène. Ce processus est typiquement réalisé dans une cuve étanche sous haute pression. Transformant les matériaux en énergie cette méthode est plus efficace que l’incinération directe, plus d’énergie pouvant être récupérée et utilisée. La pyrolyse des déchets solides transforme les matériaux en produits solides, liquides ou gazeux. La gazéification est utilisée
pour transformer directement des matières organiques en un gaz de synthèse appelé syngaz composé de monoxyde de carbone et d’hydrogène. Ce gaz est ensuite brûlé pour produire de l’électricité et de la vapeur. La gazéification est utilisée dans les centrales produisant de l’énergie à partir de la biomasse pour produire de l’énergie renouvelable et de la chaleur.2
2. Gestion des déchets ménagers dans les pays en développement
2.1. Nature des déchets urbains solides dans les pays du Sud Dans tous les pays du monde, les activités socio-économiques couplées à l’accroissement démographique et aux changements dans le mode de consommation génèrent une production importante de déchets solides municipaux (DSM). Avec le développement des modes de vie des sociétés de par le monde, la nature des déchets générés en milieu urbain dans les PED sans être identique à celle des PI s’en rapproche. En effet, si la composition quantitative des déchets varie beaucoup en fonction des modes et niveaux de vie, elle demeure pratiquement la même qualitativement.
Par exemple, à l’Ile Maurice, les OM, les déchets du commerce et des hôtels atteignent 95 % du total des DUS [23] au moment où les OM représentent, à elles seules, entre 80 et 92 % respectivement à Dar Es Salam et à Nouakchott (SGDSN, 2003 et Mbuligwe et Kassenga, 2004). D’autres déchets spécifiques sont aussi générés par d’autres sources et sont soumis à une réglementation spécifique de collecte et de traitement. Il s’agit notamment des déchets de démolition, des industries et des activités de soins.
2 Source : Gestion des déchets http://www.fr.wikipedia.org/wiki/Gestion_des_déchets
La production des déchets solides ménagers s’élève actuellement à près de 18 000 tonnes/jour au Maroc. Essentiellement issues des productions des ménages, des artisans et commerçants, les ordures ménagères représentent au Sénégal plus de 80 % des ordures produites [16]. Les OM constituent plus de 90 % des déchets urbains solides à Nouakchott (Mauritanie) [9].
2.2. Gestion des déchets ménagers
Les déchets urbains ne sont gérés que de façon médiocre surtout dans les plus grandes villes. Cette gestion n’est que partielle, puisqu’on estime 70 à 75% des déchets domestiques de la ville de Cotonou ne sont pas collectés, même si, depuis quelques années, grâce à la libération du secteur de la gestion des déchets solides et des eaux usées, des entreprises privées contribuent à une évacuation plus intensive et plus rapide des déchets.
2.2.1. La collecte et le recyclage
L’interface entre la collecte et le traitement est essentielle pour améliorer l’efficacité des filières et pour maîtriser les coûts.
Dans les PED, l’élimination des déchets se limite souvent à la collecte primaire assurée par des associations, des ONG ou des PME.
Décharges sauvages CET CET / Tri / Compostage
Incinérateur Bennes
Dépotoirs Décharges sauvages Ménages
Marchés CET
Artisans et commerçants Compostage
Industries et hôpitaux
Production des
déchets Site de
regroupement Centre de
traitement
Collecte
primaire Collecte
secondaire
Schéma de gestion des déchets communs aux PED
La collecte secondaire, souvent sous la responsabilité des services techniques des communes, est mal assurée par manque de matériels roulants adaptés opérationnels. Le site de regroupement à la périphérie de quartiers est alors l’exutoire final qui, compte tenu de l’extension de la ville, se retrouve au milieu de nouvelles zones d’habitation [17].
Dans les PED, la mise en place des collectes sélectives en vue du recyclage de certaines fractions, laisse souvent penser que ces stratégies, tout en réduisant les quantités à collecter vont entraîner des recettes et donc économiser des coûts. Les activités de recyclage sont exercées par le secteur privé informel ; elles ont toujours existé et peuvent permettre la subsistance de parties très importantes de la population. Ce type de recyclage s’effectue en général par des chiffonniers et concerne essentiellement les métaux, les papiers- cartons et les textiles. Par rapport à l’activité globale d’un pays et à la capacité de traitement des matières premières, la part de ce recyclage informel peut être très importante et revêtir un intérêt stratégique. Mais en réalité la part des déchets ménagers recyclés est peu significative.
Le chiffonnage s’opère en 3 niveaux différents : dans les rues avant la collecte : les matériaux sont alors récupérés chez les petits artisans ou industriels, dans les conteneurs ou dans les déchets entassés dans la rue ; à bord des camions de collecte : où les chiffonniers et souvent les ripeurs eux-mêmes récupèrent les matériaux à partir des déchets collectés; sur le site des décharges (même celles contrôlées)
Il est estimé que les chiffonniers représentent plus de 2% de la population d’Afrique, d’Asie et d’Amérique latine. Ils sont environ 16000 personnes au Caire à vivre par le biais du recyclage en collectant les déchets générés par la ville [20].
A Cotonou (Bénin) environ 7000 tonnes de déchets ménagers sont quotidiennement collectés (achetés dans les maisons) par des femmes communément appelées GOHOTO, dans les maisons en vue d’un recyclage pour la ente au marché. Les déchets les plus communément stockés pour la vente, et éventuellement le recyclage sont les journaux. 65 % des habitants de l’ancienne commune d’Avotrou (à Cotonou) en consomment. Les déchets sont vendus à des intermédiaires (des boutiquiers) et, moins souvent à des marchands ambulants, à cause de leurs faibles prix d'achat.
(Référence)
2.2.2. Le traitement et la valorisation 2.2.2.1. La mise en décharge
La mise en décharge est la méthode de traitement la plus répandue dans le monde. Les P.E.D y traitent plus de 90% de leurs déchets. Il existe différentes techniques de mise en décharge plus ou moins contrôlées (Robinson, 2003 ; [15] ; Johannessen & Boyer, 1999). Cette technique est employée depuis longtemps mais sans véritable contrôle sur les impacts engendrés. Leur gestion est aussi rendue difficile par manque de données sur la nature et la composition des déchets enfouis, l’humidité ou leur évolution au cours du temps (Zurbrugg, 2003). Ces principaux paramètres d’exploitation de la décharge contrôlée doivent être impérativement connus et maîtrisés avant sa conception. Cependant, dans les PED, rares (si ce n’est inexistantes) sont les décharges contrôlées dont les paramètres sont entièrement connus et maîtrisés. La plupart du temps, les projets de décharge sont basés sur des critères de fonctionnement propres aux pays développés, ce qui a pour conséquence des comportements «
inattendus » très différents de ce qui a été prévu lors des conceptions initiales.
Les décharges des P.E.D deviennent de plus en plus contrôlées et s’accompagnent donc d’une augmentation de la technicité : isolation hydrogéologique partielle ou totale, planification du placement et de la couverture des déchets, réseaux de récupération des biogaz et des lixiviats. Si le coût des décharges contrôlées est évidemment supérieur à celui des décharges sauvages, celui de la réhabilitation est par contre plus faible à leur fermeture.
C’est en réalité à partir du moment où un fond imperméable existe, que la véritable complexité du fonctionnement de la décharge de type « PED » est apparue en raison de la composition organique des déchets et l’importante teneur en eau en conséquence. Ces particularités ainsi que la climatologie influent spécifiquement sur les différents paramètres d’exploitation de la décharge, tels que : les taux de compactage, l’épaisseur des couches de mise en dépôt et les modalités de gestion, a durée minimale avant le recouvrement, la composition quantitative et qualitative, la diffusion et le traitement des lixiviats, la composition quantitative et qualitative du biogaz, son captage et son traitement.
2.2.2.2. Réemploi et recyclage
Les différentes matières recyclables présentes dans les déchets urbains peuvent être récupérées. Un tri manuel des déchets est réalisable à différents niveaux de la filière : avant et pendant la collecte, ou sur les sites de traitement. La pérennisation de ce système est basée sur un marché stable avec des prix attractifs. Au Maroc, les prix de revente du papier-cartons, des matières plastiques, du verre et des métaux sont respectivement 20, 75, 10 et 22,5 €/T, ce
qui reste concurrentiel par rapport aux marché des P.I. Ce recyclage est réalisé le plus souvent par le secteur informel collectant entre 5 et 25 % des déchets produits (Bernache, 2001 ; Bertolini, 1989).
Il faut cependant signaler que les pratiques de recyclage dans les pays en développement réduisent les volumes d’ordures comptabilisés. Au Sénégal comme au Bénin, on ne dispose pas d’études récentes et approfondies sur les pratiques des ménages, mais on observe des pratiques de tri à la source et de réutilisation ou de vente de certains déchets, par exemple des sachets, des récipients en verre et des pots en plastique. Par exemple un grand marché s'est créé depuis bientôt 10 ans et se développe à Dantokpa (marché de Cotonou) pour la revente des objets récupérés à domicile. Le tableau n°1 ci-dessous nous montre le prix de vente de ces produits et les quantités quotidiennes récupérées dans l’ancienne Commune d’Avotrou à Cotonou.
Source : SAPHTA-Niger, Lutte contre l'insalubrité et la prolifération des Ordures Ménagères à Niamey : la Saphta (salubrité, propreté, hygiène
et techniques d'assainissement, 1995)
2.2.2.3. Compostage
Le compostage est adapté aux P.E.D du fait de la proportion importante de matière organique contenue dans les déchets urbains et de la volonté de réduire le gisement entrant en décharge. De plus, ce traitement permet l’obtention d’amendements organiques indispensables au sol, mis à rude épreuve entre le lessivage en période des pluies et la saison sèche. Cependant, ce n’est pas un moyen de traitement unique des déchets, il doit être complémentaire de la gestion des décharges.
Dans les PED, les projets de compostage sont implantés sans aucun paramétrage préalable de l’ensemble de ces critères. Hormis la disponibilité du marché (qui doit être vérifiée dans chaque cas par
DECHETS Prix de revente P/kg Quantité quotidienne récupérée kg/équipe Carton
Papier blanc Papier mélangé Carton mélangé Plastique dur Boîtes de conserves Ferraille
0,2 à 1,5 1 à 2 0,3
0,1 à 0,5 0,5 à 1,5 0,1
0,1
10,0 11,5 12,5 09,6 10,5 05,5 03,5
Tableau 1 : Revente par les éboueurs des déchets de l’ex Commune d’Avotrou
l’étude du marché), ce constat explique la situation d’échec pour des raisons de manque d’adaptation technologique de «près d’une centaine» d’installations de compostage.
2.2.2.4. L’incinération
L’incinération est une méthode de traitement très répandue dans les P.I demandant des investissements mais aussi une surveillance et une maintenance des équipements spécifiques. Le P.C.I est relativement faible dans les déchets des P.E.D environ 1 000 Kcal/Kg [29] et ne permet pas une auto-combustion en raison de la teneur en humidité trop élevée des déchets. L’incinération apparaît pour de nombreux pays comme la plus attractive des solutions, souvent promue par une image de modernisme. Ses avantages supposés dans le contexte des PED sont mis en avant : gain de place face à des masses très grandes de déchets produites dans d’immenses agglomérations, avantage de récupération de l’énergie en raison de son coût ou de sa rareté, acquisition de technologies et de compétences modernes et performantes.
2.2.3. Les enjeux sanitaires des déchets
Dans les PED, le manque d’infrastructures de gestion des déchets et plus globalement le manque de politique et de stratégie adaptées provoque une anarchie dans tout le circuit des déchets (pré collecte, collecte secondaire, transport, etc.). Il résulte de cette situation la présence de dépôts sauvages un peu partout dans les villes (ST) ou hors des villes (décharges). Ceci représente un milieu favorable, d’une part à la multiplication des vecteurs de transmission tels que les arthropodes (mouches, moustiques) et les rongeurs (qui peuvent être porteurs de typhus, leptospirose, salmonellose, trichinose, histoplasmose et tularémie) (Hebette, 1996) et, d’autre part,
à la prolifération de germes responsables des maladies et infections de tout genre.
Les études réalisées par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) montrent que les deux tiers environ des habitants des PED sont exposés à des risques importants pour la santé, notamment à cause du manque de systèmes d’évacuation des excréta humains et des ordures ménagères. Cette situation ne s’améliore pas contrairement à l’alimentation en eau potable (Rapport OMS, 1997).
Le rapport direct entre la forte prévalence de nombreuses maladies et la précarité des conditions d’hygiène et d’assainissement est une réalité avérée. Ainsi, il ressort du rapport du Directeur général de l’OMS, sur la stratégie d’assainissement pour les communautés à haut risque, que l’investissement dans le domaine de l’assainissement induit une chute radicale des taux de mortalité infantile (0 à 1 an) et infanto juvénile (0 à 5 ans). Le tableau2 montre, en effet, que la mortalité infanto juvénile (0 à 5 ans) est inversement proportionnelle au taux d’accès à un assainissement approprié dans ces sept pays.
Tableau 2: Rapport de la mortalité infanto juvénile (0 à 5 ans) et l’accès à l’assainissement
Source : Rapport OMS, 1997 ; Politique Nationale, 2004 et UNDAF, 2005.
3. Caractérisation des déchets ménagers
Les déchets urbains constituent un mélange hétérogène de matériaux ayant des propriétés physiques et chimiques très différentes. Cette composition est largement déterminée par la nature des produits et de leurs emballages ainsi que par les pratiques de consommation. La connaissance de la composition des déchets est essentielle afin d’apprécier les possibilités de valorisation comme le compostage, la récupération de métaux ou d’autres matériaux recyclables : papiers, cartons, verres, plastiques, et d’évaluer aussi la capacité des installations. Les prévisions des impacts sur l’environnement, en évaluant la nature et la quantité des émissions, permettent un meilleur contrôle sur le procédé, une anticipation des difficultés et une conformité avec les lois et règlements locaux.
Pays
Couverture en assainissement
(1994) %
Mortalité infanto juvénile (0-5 ans) pour 1000 naissances
(1995)
Suède 100 6
Philippines 75 48
Chili 71 17
Mauritanie 53 123
Ghana 42 113
Guinée-Bissau 20 207
Afghanistan 8 251
Lors de la caractérisation d’un déchet, plusieurs paramètres sont à identifier : les constituants (papiers, verres, fermentescibles), le caractère physico-chimique (densité, humidité), la concentration en éléments carbonés et azotés et la présence de certains polluants.
La mise en place de données fiables sur la caractérisation des déchets est un préalable à toute approche de gestion efficiente de ces résidus. La disponibilité de ces informations capitales permet essentiellement :
· d’évaluer la masse de déchets générés et de suivre son évolution en vue de planifier et de définir les stratégies futures en matière de gestion et de traitement ;
· d’évaluer le potentiel de valorisation (compostage, recyclage des métaux et du carton, etc.) ou les besoins pour le traitement et l’enlèvement des déchets;
· d’optimiser le mode de traitement en connaissant précisément la composition des déchets ;
· de prédire les émissions de ces déchets dans l’environnement et éventuellement de travailler sur l’atténuation de leur impact.
Dans les pays industrialisés, c’est seulement dans les années 80 que la démarche de caractérisation des déchets, est apparue comme un préalable indispensable et logique tant pour la mise au point des stratégies nationales des déchets, que pour la préparation de projets locaux. La caractérisation a pu être alors abordée de 2 manières différentes :
- soit par des méthodes et modèles théoriques,
- soit par des méthodes d’analyse directe sur les déchets.
3.1. Les Méthodes et Modèles théoriques
Ces méthodes sont nombreuses. La plus utilisée est la méthode dite «material flows methodology» développée par l’Agence américaine de Protection de l’Environnement (EPA, 1999). Cette méthode se base sur l’analyse des produits mis sur le marché et repose sur le principe suivant :
- les produits sont commercialisés et consommés puis après usage ils sont rejetés en tant que déchets.
- si on arrive à connaître avec précision les quantités de chaque produit manufacturé et mis sur le marché ainsi que les durées de consommation respectives de ces produits, alors les quantités de déchets générées pourraient être calculées.
Comme toutes les méthodes théoriques, cette méthode est plus rapide et moins coûteuse, si on la compare aux méthodes d’analyse directe sur les déchets. Cependant elle présente les inconvénients suivants :
- elle se limite à seulement quelques produits dont les données peuvent être accessibles (tels que le papier, le verre, les plastiques, …),
- elle ne peut pas réellement rendre compte des facteurs de variation locaux, comme par exemple, les modes et niveaux de vie ou les facteurs climatiques.
3.2. Les Méthodes d’analyse directe
Les méthodes d’analyse directe sont basées sur l’échantillonnage et le tri manuel des déchets (dans un secteur donné) pour déterminer leur composition selon des catégories prédéfinies.
Ces méthodes reposent généralement sur des protocoles qui
définissent les principes d’échantillonnage et de tri de déchets lors d’une campagne de caractérisation.
Le nombre de catégories des déchets triés varient selon les méthodes et les pays. Ainsi dans le cas des pays européens présentés dans le tableau3 (Brunner et Ernst 1986) les catégories varient de 11 à 18 et les sous-catégories de 17 à 55. Le nombre très important de sous-catégories s’explique par l’importance et la diversité des emballages (en papiers, en plastiques et métalliques) dans les pays développés.
Pour la détermination des paramètres physiques et chimiques des catégories triées, des échantillons y sont prélevés et préparés (séchés, broyés, tamisés) puis analysés au laboratoire (Ben Ammar ; 2006 et [13]).
Tableau 3: Nombre de Catégories et de sous-catégories recherchées dans 7 pays européens
Source : Brunner et Ernst 1986
Pays Nombre de
catégories
Nombre de sous- catégories
Autriche 11 25
Allemagne 13 41
Finlande, Suède et
Norvège 11 33
France 11 ≥ 20
Irlande 13 55
Pays Bas 18 17
3.3. Composition physique
Le choix du nombre de catégories, suivant lesquelles les déchets sont triés, dépend des objectifs de l’étude et des moyens disponibles pour réaliser celle-ci. En France, les principales composantes d’une poubelle ménagère et des DUS en général restent celles répertoriées par l’ADEME dans le MODECOM en 1993 [22] et reprise dans la norme française XP X 30-408 [5]. Il s’agit des putrescibles, du papier, du carton, des textiles, des textiles sanitaires, des plastiques, des combustibles non classés, des incombustibles non classés, du verre, des métaux, des spéciaux et des fines. Cependant, pour des objectifs spécifiques visés par la caractérisation, certains auteurs se limitent à quelques unes de ces catégories. L’étude de caractérisation des déchets suivant les principales catégories est indispensable dans certains cas où on ne dispose pas de données de référence pour le pays considéré (Aloueimine et al. 2005-b) ou pour la mise à jour de ces données [1]. Par exemple, l’ADEME en 2004 a réactualisé les résultats de la campagne de caractérisation des OM de 1993 en identifiant 13 catégories et 33 sous-catégories [2]. Enfin, les déchets peuvent être caractérisés par leurs tailles granulométriques.
On classe en général ces tailles en 4 granulométries distinctes lors d’un tri ([22] ; Von Blottnitz et al. 2001 ; [15] et [13]) : les gros (> 100 mm), les moyens (< 100 mm et > 20 mm), les fines (< 20 mm et > 8 mm) et les ultra fines (< 8 mm ou sable) ou extra-fines. Toutefois, certaines études définissent les gros par une taille comprise entre 100 et 300 mm [2] et recommandent un tri visuel des hétéroclites (> 300 mm). D’autres granulométries ont été utilisées dans certaines études comme les diamètres de 40 et 80 mm [13]. Il est parfois opportun de dégager cette caractéristique des déchets particulièrement quant on envisage d’installer des séparateurs mécaniques ou d’optimiser la
séparation magnétique des déchets ferreux basés sur la connaissance des tailles des composants (MBT, 2003 et [27]).
3.4. Composition chimique
Plusieurs études se sont intéressées à la caractérisation chimique des DM. Certaines d’entre elles avaient pour principal objectif l’évaluation du potentiel polluant de ces déchets [3] ou la mise en évidence de l’existence des effets néfastes sur la santé humaine et l’environnement (Report, 2002). Le tableau 4 donne des exemples de la composition chimique élémentaire des DUS en France [3], en Chine et en Suisse.
Ce potentiel polluant dans les DUS est d’origine organique, minérale et métallique [13] en fonction de la composition des déchets.
Ainsi, la matière organique provient essentiellement des fermentescibles, du papier, du carton, des textiles, du plastique et de la fraction des combustibles non classés (cuir, bois, etc.), alors que la matière organique azotée est apportée par les fractions des fermentescibles, des textiles et des combustibles non classés (Tchobanoglous et al. 1993 et [13]).
Tableau 4: Composition physique des déchets ménagers dans différents pays (en %)
Fractions
Origines des déchets France
(1)
Singapour
(2)
Tunis
(3)
Dar Es Salaam(4)
Ile
Maurice(5) Dakar(6) Pékin(7) Santiago(8) Déchets
putrescibles
28,8 2 70 42,0 25 43,6 13,2 49
Papiers/cartons 25,3 28,3 13 3,1 12 9,7 4,4 19
Textiles sanitaires
3,1 nd nd Nd Nd nd nd nd
Textiles 2,6 3 4,2 1,2 3 5,2 1,7 4
Plastiques 11,1 11,8 4,2 2,2 13 2,7 4,0 10
Complexes 1,4 nd nd Nd Nd nd nd nd
Combustibles divers
3,2 44,4 nd Nd Nd nd nd nd
Verre 13,1 5,7 3,2 3,5 1 1,1 4,3 2
Métaux 4,1 4,8 3,0 2 1 3,4 0,1 2
Incombustibles divers
6,8 nd nd 0,4 nd nd nd 7
Déchets spéciaux
0,5 nd nd Nd Nd nd nd nd
Autres 0 0 2,4 45,6 45 34,3 72,3 7
Sources : ADEME, 2000 (1), Enda, 1998 (2), Zaïri et al. 2004 (3), Mbuligwe et al.
2004 (4), Mohee, 2002 (5), Diop 1988 (6), Wei et al. 2000 (7), Estevez, 2003 (8).
3.5. Analyses physico-chimiques
La connaissance de la composition physico-chimique des déchets est essentielle dans la gestion et le traitement des rejets et pour prédire les risques potentiels de pollution pour l’environnement.
Comme on l’a vu plus haut, le choix du type et des détailles de la caractérisation dépendent des objectifs de l’étude. On peut caractériser les déchets suivant les principales catégories et sous- catégories (fermentescibles, papier, plastiques…) ou cibler quelques-
