Gestion de déchets : New Age (1ère partie)

(1ʳᵉ partie)

« La société est malade de ses déchets, et l'on se refuse à l'indispensable analyse au niveau des cellules qui la font encore exister » dénonce courageusement Christian Mettelet (1). Bien que la perception du « déchet » se démocratise par le travail des médias (2), le déchet reste dans l'opinion publique un objet de crainte et de répulsion. Réaction qui se justifie souvent a posteriori par des exploitations « malchanceuses » affectant des sites de décharge (Roumazières, Montchanin, Bayonne, Marseille, Montpellier, Brest, Tours...) ou chargeant la pollution atmosphérique locale (Strasbourg, Grenoble, Lyon, Rouen-Le Havre, Carling, Noyelle-Godault, Port-de-Bouc, Vitry-sur-Seine...).

On souffre aujourd'hui comme une situation de crise en matière d’élimination des déchets : que ce soit par le biais de l’incinération ou celui de l’enfouissement, chaque technique de traitement est mise en doute pour sa réelle innocuité, se voit contestée, voire combattue. Pourtant, le bilan ANRED des déchets en France (3) laisse apparaître qu’envers 26 Mt/an de déchets urbains et 50 Mt/an de déchets industriels, l'incinération absorbe 6,5 Mt/an des premiers et 1 Mt/an des seconds alors que l'admission en décharge, directe ou indirecte, concerne 16,1 Mt/an pour la filière urbaine et 28,4 Mt/an pour la filière industrielle (figure 1).

(1) Intervention de C. Mettelet, Directeur Général de l'ANRED-Les Transformeurs, Colloque anniversaire de l'ENGREF à Paris, 8 juin 1990. (2) Il faut lire les ouvrages sortis au printemps dernier : Le marché des ordures, de G. Bertolini, Éd. L'Harmattan – Environnement, axé sur les déchets urbains, et Le monde poubelle, de R. Cans, Éd. First-Documents, traitant plutôt des déchets industriels. (3) Intervention de M. Rochet, Directeur de l'Action Technique de l'ANRED, Les Transformeurs, Colloque des JIE 90 de Poitiers des 26, 27 et 28 septembre 1990.

Il n’en est pas moins vrai que :

• • l'incinération a le tort de provoquer le dégagement important de fumées acides (SO₂, HCl, NOₓ, HF…), d'imbrûlés, de cendres ultra-fines et micro-poussières nocives (PCDD-PCDF, goudrons, aldéhydes, COV : composés organiques volatils, métaux lourds...), de gaz susceptibles de perturber le climat (CO₂), et de laisser des scories (MIOM, mâchefers d'incinération d'ordures ménagères) ;
• • la décharge a le tort d’apporter au sous-sol des lixiviats de déchets (jus toxiques et biocontaminés de macération des déchets avec effluents de lessivage par les pluies) pouvant rejoindre les nappes phréatiques générant l'eau potable, ainsi que des émanations nauséabondes, explosibles et toxiques que sont les gaz de digestion de ces déchets (CH₄ et hydrocarbures, H₂S, R-SH, NH₃, R-NH₂, AGV : acides gras volatils, éventuellement arsines et oxyde de cacodyle…).

Ces deux procédés, d'incinération et d’enfouissement, primant les autres procédés d’élimination des déchets, il était intéressant d’examiner leurs remarquables évolutions techniques, réalisées au cours de ces dernières années dans un contexte délicat.

Ces déchets curieusement nommés hospitaliers

Ils n'ont d'hospitalier que l'origine, ces déchets rébarbatifs provenant des activités médicales ! À l’échelon de l’Hexagone, on envisage une production de 700 kt/an de déchets issus des 3 500 établissements hospitaliers insérés dans le tissu urbain de notre territoire national. Que sont ces déchets ? L'hétérogénéité les caractérise, mais on ne peut tout de même pas mélanger les résidus d'un bloc opératoire et les reliefs de la cuisine centrale. La réglementation en vigueur distingue déchets contaminés et déchets non contaminés : les premiers portant un risque sanitaire réel ou potentiel sont détruits par incinération, les seconds suivent la filière d'évacuation des ordures ménagères (figure 2). Les ratios sont difficiles à établir compte tenu de la diversité même des activités de ces établissements, mais on peut estimer qu’un centre « moyen » ou « long séjour » (670 sur 2 500 établissements privés, soit 27 %) comportant une cuisine de production ne générera qu’assez peu de déchets à risques alors qu’à l’inverse, un hôpital d’aigus, spécialisé dans le traitement de malades infectieux et pourvu d'une cuisine d’assemblage (1 390 sur 2 500 établissements privés, soit 56 %) produira près de 50 % de déchets à risques (figure 3).

Cette proportion prend toute sa signification quand on sait que ce sont justement les hôpitaux d’aigus qui émettent le plus de déchets (3,5 à 6,0 kg/jour/lit actif d’hôpital). Comme les coûts d’enlèvement des déchets hospitaliers à risques varient de 250 à 1 000 F/t et que leurs coûts d'incinération en site extérieur évoluent entre 300 et 1 800 F/t 1988, on comprend que « la tentation soit

1. Déchets domestiques et assimilables :

Il s’agit de déchets classés « non contaminés » n’ayant jamais été en contact avec les malades septiques ni issus des lits de ces malades :

• — déchets hôteliers ou d’hébergement ne provenant pas des zones d’hospitalisation et de soins (déchets de nettoyage et sacs),
• — déchets de restauration, à savoir déchets d’emballage, de préparation alimentaire, et reliefs de repas (d’une cuisine, d’un libre-service de restauration collective ou de magasins),
• — déchets d’administration et d’entretien des espaces verts (papiers, feuilles, branches, gazon et objets encombrants).

2. Déchets dits contaminés ou déchets à risques :

Il s’agit de déchets spécifiques au régime hospitalier et de recherche médicale, obligatoirement identifiés, conditionnés sous double emballage et incinérés :

• — tout objet, déchet de restauration et d’hébergement ayant été en contact avec les malades septiques, milieux de culture porteurs de germes pathogènes et objets à usage unique (aiguilles, seringues, plâtres et textiles souillés),
• — pièces anatomiques, cadavres d’animaux et fumiers putrescibles, matériel de laboratoires, déchets d’autopsie,
• — déchets anatomiques issus de chirurgie, obstétrique, gynécologie, hépatologie, phtisiologie, unités d’isolement, de maladies infectieuses et d’aigus, ainsi que les matériels de soins et excrétas de patients septiques,
• — déchets des laboratoires d’anatomopathologie, de bactériologie, virologie, parasitologie, de biochimie et néphrologie (dialyse).

3. Déchets à « hauts risques » :

L’arrêté du 23/08/1989 interdit de procéder à l’incinération des :

• — sels d’argent, produits chimiques utilisés en développement photo, clichés radiographiques périmés, et déchets mercuriels (qui font l’objet d’une récupération et d’une valorisation adéquates),
• — produits chimiques, produits à haut pouvoir oxydant et explosifs (qui font l’objet d’une collecte spécialisée vers un centre de détoxication de plate-forme régionale),
• — déchets radioactifs dont la gestion incombe à l’ANDRA (Agence Nationale pour la gestion des Déchets Radioactifs), assistée du SCPRI (Service Central de Protection contre les Rayons Ionisants),
• — pièces anatomiques et cadavres d’animaux (destinés à la crémation ou à l’inhumation).

« Forte de se débarrasser en catimini des colis bactériologiques encombrants » (C. Méricour, Revue Préventique, 10/1990).

Ce déchet brûle-t-il ? Le PCI de 3 200 à 4 600 kcal/kg de la fraction combustible, du fait de l’importance des fibres cellulosiques et des résidus plastiques, permet d’envisager une thermodégradation avec une récupération d’énergie appréciable (R. Fontaine, Revue TEA 11/1982) ; aussi de nombreux hôpitaux (87 %) se sont-ils équipés d’incinérateurs qui détruisent in situ leurs déchets contaminés, dans l’enceinte même de ces établissements fortement implantés en milieu urbain (D. Ricochon, Ministère de la Santé, Revue AVE, n° 1476).

Or, une enquête de la DDASS de la Seine-Saint-Denis portant en 1987 sur 38 établissements révélait une situation abracadabrante qu’on pouvait craindre révélatrice d’un mal généralisé :

• — précarité du stockage et du conditionnement,
• — vétusté évidente de l’incinérateur, matériaux réfractaires à remplacer (installations de petite capacité, inférieure à 1 t/h),
• — marche intempestive ponctuée d’arrêts et de démarrages, provoquant des émissions de fumée noire, d’odeurs et de polluants, surcharge de l’incinérateur, maintenance peu sûre et peu qualifiée,
• — température des gaz trop basse, inférieure à 750 °C et défaut de post-combustion des imbrûlés (J.-M. Berland, DDASS, Revue ID, 02/1988).

Ce constat venait après une expertise CITEPA sur six installations qui mentionnait : ces systèmes d’incinération engendrent des émissions de poussières de l’ordre de 3 à 6 kg/t de déchets que les dépoussiéreurs en service réduisent à 0,3-2,4 kg/t ; du fait de la modestie de leur rendement, les métaux lourds dont Zn, Cd, Ni, Cr, Hg, Ag représentent environ 8 % des émissions particulaires ; l’acidité chlorhydrique résiduelle variant de 100 à plus de 1 000 mg HCl/m³ N (Journée d’étude CITEPA 11/1985, référence APAVE et AIF). Une révision urgente s’imposait.

Traitements de choc

Trois types de gestion de l’incinération des déchets hospitaliers sont envisageables :

• — incinération intra-muros, dans l’enceinte de l’établissement hospitalier,
• — incinération extérieure sur plate-forme collective desservant plusieurs hôpitaux, exclusivement,
• — incinération extérieure en UIOM (Unité d’Incinération des Ordures Ménagères).

Parmi les réalisations performantes illustrant ces différents types de gestion, il est intéressant de signaler quelques options :

• — le nouvel incinérateur du centre hospitalier de Valence (figure 4) ingénierie et exploitation Cofreth, du groupe Lyonnaise des Eaux-Dumez, incinérateur Muller avec chambre de combustion à 700 °C suivie d’une chambre de pyrolyse à 1 100 °C (capacité 2 t/j) ; les incinérateurs intrahospitaliers de Toulouse avec fours à sole statique (capacité 300 kg/h) à basse température étagée et alimentation cyclique (coût opératoire : 1 000 F/t) ;
• — la plate-forme collective d’incinération de

Distribution moyenne (% en poids humide) des déchets hospitaliers

Composition (% en poids humide) des déchets hospitaliers combustibles

Les pouvoirs calorifiques inférieurs sur produit sec sont les suivants :

P1 (cellulose tissée) : 4 000 kcal/kg
P2 (cellulose non tissée) : 4 000 kcal/kg
P3 (papiers-cartons) : 3 900 kcal/kg
P4 (plastiques PE, PP) : 10 000 kcal/kg
P5 (matières organiques) : 3 000 kcal/kg

PCI des déchets hospitaliers combustibles (kcal/kg)

a. Composition des déchets (d’après R. Fontaine, SDRW, Revue TEA 11/1982).

Quantité de déchets (en litre/jour/lit actif) et densité moyenne (kg/litre, avant compactage)

b. Production des déchets (d’après D. Ricochon, Ministère de la Santé, Guide n° 2-11/1988).

Fig. 3 : Caractéristiques des déchets hospitaliers.

1 – Chambre de distillation.

2 – Brûleur d’allumage.

3 – Brûleur et tuyères de pyrolyse des gaz.

5 – Chargeur automatique hydraulique ou pneumatique.

6 – Retourneur automatique de conteneur 240 l, 750 l ou 1 000 l.

10 – Armoire de commande avec automate programmable.

Bassens-Bordeaux, exploitée par le groupe Montenay de la CGE (figure 5) desservant le CHR bordelais, Centre Hospitalier Régional regroupant 7 hôpitaux (capacité de traitement : 13 kt/an, capacité de production de vapeur à usage industriel : 32 kt/an). Après incinération de la masse en four rotatif à 750 °C, les gaz passent en chambre de post-combustion à 1 000 °C, puis en échangeur tubulaire. L’effluent gazeux refroidi subit une séparation gravitaire des plus grosses particules de fumée, une déchloruration à sec à la chaux et un dépoussiérage sur filtre à manches afin de rester conforme aux normes CEE et réglementaires de rejet atmosphérique ;

— l’UIOM du Mans (figure 6), gérée par la CFSP, Compagnie Fermière de Services Publics du groupe CGE, est dotée de 3 fours incinérant à plus de 850 °C (capacité de 3 t/h, charge de 10 t/j de déchets hospitaliers du CHR du Mans, charge totale annuelle de 110 kt/an). L’installation est prévue pour la récupération de chaleur et le traitement complet des fumées avec filtres électrostatiques (coût opératoire : 1 200 F/t environ).

Le CIE (Créteil Incinération Énergie), géré par Cofreth (Compagnie Française d’Exploitation Thermique), applique le procédé de pyrofusion Andco Torrax développé par Caliqua, à l’usine d’incinération de Créteil (charge de 42 kt/an de déchets pour l’exercice 1989, dont 21 kt/an de déchets urbains, 12 kt/an de déchets industriels et 9 kt/an de déchets hospitaliers en provenance de l’Assistance Publique de Paris). L’installation du CIE comporte un gazéifieur pyrolysant les déchets vers 1 250 °C, une chambre de combustion secondaire, une chaudière de récupération Lardet Babcock (2 turbo-alternateurs Alsthom CEM de 3,4 MW, alimentation en eau surchauffée à 110 °C pour le chauffage urbain). Les déchets incinérables se trouvent valorisés par récupération thermique (vente de chaleur : 35 200 MWh en 1988) et énergétique (vente d’électricité : 2 150 MWh en 1988), tandis que les déchets incombustibles sont fondus, le laitier inerte étant transformé en granulés par trempe brutale. Le taux d’imbrûlés, qui ne représente que 5 % du volume des déchets introduits, s’annule après passage des fumées au dépoussiéreur électrostatique (A. Myrope, Cofreth, JIE 90, 09/1990).

En ce qui concerne les coûts, les tarifs dégressifs pratiqués à mesure que les établissements de l’AP adhèrent à ce système collectif permettent actuellement un coût moyen de 500 F/t, en rapport avec la puissance de l’incinérateur (capacité de 14 t/h) (4).

(4) Cependant, même si ces « traitements de choc » sont à la fois économiques et performants, ils ne peuvent s’appliquer qu’aux déchets hospitaliers alimentant les installations (vérité de La Palice). Or, la collecte sélective s’avère incomplète sur l’Hexagone parce que les rejets sont disséminés en de…

nombreux points d’émission et en faibles quantités. C’est pourquoi certaines DDASS s’orientent vers la création de centres de réception des déchets médicaux (M. Morlinghen, District d’Arcachon, M. Binder, DDASS Gironde — Colloque « Expériences locales et Politique globale de l’Environnement » organisé par IDEAL Informatique et SAUR, 3-4/10/1990, Paris).

Quant au conditionnement indispensable, une opération pilote de l’AP Hôpital Avicenne donnait précocement le ton :

• - déchets banals : collecte en bacs plastiques puis compaction après aspersion automatique de produits bactéricides ;
• - déchets non contaminés : collecte sous double emballage plastique puis compaction en cartons étanches à fermeture automatique par minicompacteurs équipés d’un système de purification de l’air et de lampe germicide, sur le lieu de production, dans les étages ;
• - déchets à risques : collecte et stockage en fûts plastiques à usage unique, parfaitement étanches, mis à disposition et enlevés toutes les 48 h.

Dans cet objectif, la STH (Société des Techniques d’Hygiène) préconise un système de conditionnement adapté, Hygepack. Ce problème de collecte et conditionnement des déchets hospitaliers rejoint celui des DTPQ (Déchets Toxiques Produits en Petites Quantités).

Combustion mixte et valorisation

De nombreuses usines d’incinération d’ordures ménagères en sont venues à brûler un mélange très divers de catégories de déchets voisines ou franchement étrangères aux déchets domestiques traditionnels (figure 7). La finalité de cette pratique est soit de se débarrasser de déchets à PCI négligeable mais présentant un risque, soit de valoriser des résidus combustibles et, dans le cas général, de favoriser la destruction et la récupération thermique tout à la fois.

Nouveau-né des plates-formes mixtes qui crée une heureuse diversion, c’est le complexe BAB, du District Bayonne-Anglet-Biarritz, construit et exploité par Novergie du Groupe Lyonnaise des Eaux-Dumez. Il recevra les ordures ménagères du District, les déchets commerciaux, les boues de station d’épuration des eaux usées domestiques et les déchets hospitaliers contaminés, soit 60 kt/an au total. Ce complexe intégré, novateur en toute valorisation, combinera :

• - le recyclage (verres, ferrailles, cartons…) et la réutilisation (plastiques et matières cellulosiques) ;
• - la valorisation agronomique (compost mixte de boues résiduaires et ordures ménagères) ;
• - la valorisation en alimentation animale (acides aminés de déchets d’abattoir, laiteries-fromageries, et aliments protéiques à partir de sang d’abattoir et déchets de conserverie) ;
• - la valorisation énergétique des refus de compostage, de tri des OM en four TRIGA (capacité 2,5 t/h avec chaudière de récupération, turbo-alternateur 900 kW) et des déchets hospitaliers en four à sole fixe (capacité 0,5 t/h, gaz de post-combustion évacués dans le four TRIGA à l’amont de la chaudière) (P. Giloux, Novergie, JIE, 90-09/1990) (figure 8).

(A suivre)