Par la suite, étant donné qu'il n’existait pas sur le site de possibilité d'élimination des refus, la Société Vidor, exploitante de l'unité de compostage, proposa au Syndicat de les incinérer, compte tenu de leur très bon pouvoir calorifique, et de récupérer la chaleur produite, afin d’améliorer le bilan économique de l’opération. Il restait à trouver un utilisateur et à choisir un système d’incinération pleinement satisfaisant.
Les recherches engagées à cet effet par la société Vidor, dès 1985, auprès de l'Institut médico-pédagogique Saint-André de Cernay (situé à 1,5 km de l'usine de compostage) aboutirent, avec le concours de l'association d’horticulteurs, à la création, en 1987, sur les terres de l'IMP, de la première zone horticole de l’Est de la France, gérée par le GIE Hortiplant. Le réseau de chaleur prévu pourra assurer le chauffage de l'IMP (abritant plus de 800 personnes) et les 2 ha de serres de la zone horticole, surface qui, compte tenu de la chaleur récupérable dans les prochaines années, pourra être portée à 10 ha.
Simultanément, toujours avec l'assistance de la DDAF du Haut-Rhin et à la suite du concours lancé en vue de la construction d'une usine d’incinération, la proposition présentée par la société TES fut retenue.
Cette usine, qui est en cours d’achèvement, comprend notamment un incinérateur TES à sole tournante ainsi qu'un dispositif de traitement des fumées mis au point par la société SIFAT, implantée à Uffholtz, localité voisine. L'installation, qui devrait démarrer prochainement, présentera un rendement élevé et ses performances répondront, par anticipation, aux futures normes européennes de rejet dans l’atmosphère.
Nous rappelons brièvement ci-après les caractéristiques de l'installation de broyage-compostage et nous décrivons la nouvelle unité d'incinération et de récupération de chaleur.
L'usine de broyage-compostage
Le procédé, qui est représenté sur la figure 1, consiste en un broyage des déchets, suivi d'un criblage à la maille de 40 mm, qui permet la séparation entre la fraction grossière sèche (plastique, bois, papiers, cartons, tissus, cuirs) appelée « refus de compostage », représentant 40 % du tonnage entrant, et la fraction fine, humide ou putrescible (constituant le compost), soit 55 % de la masse des déchets. Les 5 % restants sont constitués de résidus inertes, notamment le verre et les métaux ferreux provenant du déferraillage des deux fractions.
La partie fine humide subit une fermentation aérobie constituée de deux phases bien distinctes : tout d’abord la fermentation accélérée, pendant un mois, où le phénomène biologique est activé par l'aspiration d'air à travers le compost, ce qui permet d’alimenter les bactéries en oxygène et d’enlever une partie de la chaleur dégagée par la fermentation ; ensuite intervient la fermentation lente, en assurant pendant deux mois, un arrosage qui permet de maintenir un degré d'humidité propice à une bonne fermentation cellulosique du compost ainsi que des retournements pour maintenir des conditions suffisantes d'aérobie. À l'issue de cette phase, le produit est affiné en composts très fin et fin, puis commercialisé. La fermentation est contrôlée tout au long des trois mois par la mesure des températures et de l'humidité ainsi que par des tests biologiques de qualité.
Les refus de l'usine de broyage-compostage qui seront incinérés sont de l'ordre de 20 000 t par an.
[Photo : Schéma du procédé de compostage.]
Le nouvel ensemble
La figure 2 représente le fonctionnement du nouvel ensemble, qui comprendra :
— le broyage-compostage,
— l'incinération des refus,
— le traitement des fumées,
— la récupération de chaleur et la fourniture d'eau chaude sur le réseau des serres et de l'IMP,
— le dispositif de réception des mâchefers et cendres,
— enfin, un système de contrôle de régulation automatique et de surveillance informatisé.
La nouvelle installation permettra d'incinérer 3 t/h de refus de compost d'un pouvoir calorifique PCI estimé à 2 700 th/t et de récupérer 5 300 th/h sous forme d'eau chaude.
Réception et manutention des refus
Le dispositif de réception et de manutention des refus est conçu pour recevoir les déchets en vrac ou en balles, dans une fosse d'un volume de 500 m³. C’est avec un pont roulant équipé d'une benne preneuse que les déchets sont d’abord répartis dans la fosse puis chargés dans l'incinérateur à raison de 3 t/h. Un système de contrôle par automate programmable assure l'automatisme intégral du fonctionnement du pont roulant et de la benne preneuse. La très bonne qualité de combustion obtenue dans l'incinérateur à sole tournante permet aussi de traiter les déchets hospitaliers, et il est prévu, également, un dispositif permettant de charger leurs conteneurs directement dans la trémie de l'incinérateur (figure 3).
[Photo : Schéma du centre du traitement des ordures ménagères.]
L'incinérateur
L'incinérateur à sole tournante* (figure 4), construit par TES sur ses propres plans, est constitué essentiellement par une sole en forme de plateau cylindrique contenue dans une enceinte garnie de matériaux réfractaires, reposant sur une couronne à roulements et mise périodiquement en rotation par un groupe motoréducteur.
Avec des déchets de pouvoir calorifique élevé, tels que les refus de compostage, il est facile de provoquer dans cet incinérateur une combustion autonome et de bonne qualité sans apport extérieur d'énergie ; cependant, pour assurer le démarrage et l'arrêt de l'installation dans le respect des nouvelles directives européennes (maintien d'une température d'au moins 850 °C).
* Décrit dans le n° 116 (février 1988) de L’eau, Industrie, les Nuisances.
[Photo : Schéma du circuit incinération-récupération.]
[Photo : Schéma du procédé de traitement des fumées.]
dans le foyer pendant les phases d’allumage ou d'extinction), des brûleurs à mazout sont installés dans l'incinérateur ainsi que dans la chambre de post-combustion qui permet d’assurer la combustion complète des fumées avant leur passage dans la chaudière (décrite plus loin).
Le traitement des fumées
Le dispositif de traitement des fumées a été conçu, fabriqué et installé par la société SIFAT. Ce dispositif (figure 5) est composé, dans le sens du passage des fumées, d'un refroidisseur destiné à ramener leur température de 250 °C à la sortie de la chaudière, à 80 °C, à l'entrée du système de lavage. Ce refroidisseur est construit en acier revêtu de téflon ; son eau est fournie par un forage puisé à proximité de l’usine. Les gaz refroidis traversent un laveur à pulvérisation en polypropylène massif, dans lequel on pulvérise une solution de chaux pour neutraliser les polluants acides. Ils traversent ensuite une cellule où le piégeage se fait par pulvérisation d'eau claire, eau qui est ensuite récupérée pour être pulvérisée dans le refroidisseur. L'eau non évaporée dans celui-ci retourne dans le laveur, puis est transférée vers une cuve de stockage servant de tampon à l'ensemble du circuit d'eau. L'injection de lait de chaux, régulée par pH-mètre, a lieu dans cette cuve-tampon.
Le volume d'eau pulvérisée dans le refroidisseur sert à compenser les pertes par évaporation et à déconcentrer la solution de lavage.
L'eau de déconcentration est elle-même épurée sur un filtre-presse, et ramenée à 30 °C au travers d'un échangeur à plateaux avant d'être rejetée vers la station de traitement. Le débit et la qualité de l'eau de rejet sont contrôlés en continu, de même que la concentration en poussières dans les gaz de rejet à l'atmosphère. Conformément aux directives futures de la Communauté Européenne les fumées s'échappant par la cheminée, après passage par un dévésiculeur*, répondront notamment aux critères suivants :
* il s'agit d'un appareil qui élimine par effet mécanique les gouttelettes d'eau entraînées par les fumées.
[Photo : Principe de l’incinérateur à sole tournante.]
— teneur en poussières inférieure à .................................. 100 mg/Nm³
— teneur en acide chlorhydrique inférieure à ........................... 100 mg/Nm³
— teneur en monoxyde de carbone inférieure à .......................... 100 mg/Nm³
— teneur en métaux lourds inférieure à .................................. 6,2 mg/Nm³
Les résidus solides
Les résidus solides du traitement par incinération (c'est-à-dire les mâchefers extraits de la sole de l'incinérateur par voie humide), ainsi que les boues compressées du système de traitement des fumées (sortant du filtre-presse), sont recueillis dans des bennes distinctes avant transport vers une décharge spécialisée.
Les eaux résiduelles du traitement des fumées, dont le débit et le pH sont contrôlés en permanence, sont dirigées vers la station d'épuration locale.
La chaudière
La chaudière, conçue par la société Thermic Engineering de Bruxelles et fabriquée par ACMA (Ateliers de construction mécanique des Ardennes), du type à tubes d'eau, comporte un dispositif très efficace de ramonage par air comprimé qui assure une marche continue sans encrassement et sans perte de rendement.
Pour éviter les phénomènes de corrosion, la température de l’eau surchauffée est maintenue entre 140 et 180 °C. Un échangeur permet ensuite de maintenir entre 70 et 110 °C la température de l'eau destinée au réseau de chauffage.
Le réseau de distribution de chaleur
L'eau sortant de l'échangeur est distribuée aux installations existantes, serres et hôpital, par un réseau enterré de 700 m de longueur réalisé en conduites de fonte pré-isolées (Pont-à-Mousson) (figure 6). Afin d’absorber les pointes de production, particulièrement pendant les mois d’été durant lesquels on continue à incinérer les refus, il est prévu un aéroréfrigérant sur le circuit haute température pour évacuer la chaleur.
Contrôle et régulation
L'installation est dotée d’un système informatique centralisé comprenant, d'une part, des automates programmables qui assurent le contrôle et la régulation, et d’autre part, un ordinateur chargé de la surveillance des principaux paramètres de fonctionnement. Chacun des dispositifs constituant l’usine – chargement des déchets, incinérateur, traitement des fumées, chaudière et réseau de distribution de chaleur – est contrôlé par des automates programmables ; l’un de ces automates assure la coordination entre tous les dispositifs et sert d'interface avec un ordinateur programmé pour assurer la surveillance générale de l'usine. Cet ordinateur, en particulier, permet de surveiller et d’enregistrer tous les incidents qui peuvent se produire, comme de quantifier et d’enregistrer les paramètres d'exploitation. Il assure enfin la production du journal de surveillance des fumées qui sera transmis régulièrement à la DDRIR, afin de vérifier que les émissions sont bien conformes aux directives.
Fig. 6 : Schéma du circuit distributeur de chaleur.
[Photo : L’usine d’incinération en cours de construction.]
Le dispositif de mesure comprend, par ailleurs, la mesure et l’enregistrement en continu des principaux paramètres de fonctionnement tels que :
- — la température des gaz de combustion et leur teneur en oxygène,
- — la température de l’eau dans les circuits de récupération,
- — l’analyse des gaz à la sortie de la cheminée, leur teneur en poussières, en oxygène et en gaz imbrûlés.
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