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Auteur(s)
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Hervé BILLARD : Ingénieur - Directeur de la formation technique, groupe SITA
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Lire l’articleINTRODUCTION
Depuis le milieu des années 1970, la réglementation s’est intéressée aux modes d’élimination des déchets, afin d’en contrôler les effets sur l’environnement. Les sites de confinement, de « décharges » à leur début, sont devenus des « centres d’enfouissement technique ». Depuis le début des années 1990, d’importantes dispositions techniques ont été prises, aussi bien pour la conception que l’exploitation des nouveaux « centres de stockage des déchets ». Après avoir exposé le contexte économique, social et environnemental dans lequel ils s’inscrivent dans l’article et nous être intéressés au premier volet de ces dispositions techniques, c’est-à-dire le choix du site d’implantation et l’ingénierie des centres de stockage des déchets, dans un deuxième article , nous présentons ici plus spécifiquement leur fonctionnement.
Dans un premier temps, il convient de définir les conditions d’admission des déchets, ce qui est le préalable à l’exploitation du centre de stockage. Selon la nature des déchets admis, les centres sont répartis en trois classes : classe I pour les déchets dangereux et spéciaux, classe II pour les déchets ménagers et assimilés, classe III pour les déchets inertes. L’exploitation du centre consiste alors à collecter et traiter les effluents produits par les déchets stockés : les lixiviats et le biogaz. Certains modèles de prévision de leurs qualité et quantité sont proposés pour aider au dimensionnement des installations de drainage et d’évacuation. La valorisation du biogaz est également envisagée.
Enfin, les centres de stockage s’insèrent dans un environnement qu’ils doivent perturber et polluer le moins possible. Ils doivent être des sources d’émissions maîtrisées. Il convient donc de surveiller les transferts de flux qui se produisent dans le milieu naturel environnant (eau, air, êtres vivants). Les moyens mis en œuvre aussi bien « in situ » qu’en laboratoire sont ici décrits.
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Surveillance et contrôle
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3. Collecte et traitement du biogaz
L’ensemble d’une installation de collecte, transport et élimination du biogaz est représenté figure 11.
3.1 Formation du gaz de décharge
Une tonne d'ordures ménagères contient généralement 150 à 250 kg de matières organiques. Ces substances sont biologiquement dégradables. Sous l'effet de micro-organismes agissant en milieu anaérobie, elles sont décomposées en quatre phases successives et transformées en gaz de décharge. Ce processus varie de décharge en décharge, il est influencé par différents facteurs tels que : nature et composition des déchets, degré de compactage des ordures, taux d'humidité des ordures, couverture de la décharge ; en bref, des facteurs qui ont une influence directe sur la qualité de vie des micro-organismes générateurs de méthane. La figure 12 présente la composition du gaz de décharge au cours de chacune des phases de décomposition.
En phase 1, le corps de décharge contient encore une quantité suffisante d'oxygène permettant la biodégradation aérobie, puis l'air est peu à peu remplacé par du CO2.
La dégradation se poursuit ensuite en phase anaérobie appelée également phase de fermentation acide. Dans cette phase 2, des substances telles que graisses, cellulose et protéines sont transformées en produits intermédiaires, lesquels sont finalement décomposés dans les produits fermentés classiques (acides gras de chaîne courte, CO2 et H2) ; la production de CO2 et de H2 atteint son maximum. Les bactéries méthaniques commencent à se développer.
Dans des conditions stabilisées (phase 4), les deux principaux constituants du biogaz sont le méthane (40 à 70 % en volume), et le dioxyde de carbone (30 à 60 %). Les ratios volumiques CH4/CO2 fréquemment rencontrés sont de 1,2 à 1,5. Dans les calculs, on considère souvent une teneur volumique moyenne de 55 % de méthane (exprimée par rapport au gaz sec). L’hydrogène H2 (0 à 5 %), l’azote N2 (0 à 3 %), et l’oxygène O2 (0 à 3 % dans des conditions normales), ainsi que l’hydrogène sulfureux H2S (0 à 2 %) sont également présents. N2 et O2 résultent principalement...
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Collecte et traitement du biogaz
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - FARQUHAR (G.J.), ROVERS (F.A.) - Gas production during refuse decomposition. - Water Air Soil Pollut., 2, 483, 1973.
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(2) - EHRIG (H.J.) - Quality and quantity of sanitary landfill leachate. - Waste Management & Research, 1, 53-68, 1983.
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(3) - CHRISTENSEN (T.H.), KJELDSEN (P.) - Basis biochemical processes in landfills. Sanitary Landfilling : Process, Technology and Environmental Impact. - Academic Press, 1989.
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(4) - Les installations de stockage de déchets ménagers et assimilés. Techniques et recommandations. - ADEME, 1999.
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(5) - STEGMANN (R.) - « landfill gaz utilisation : an overview » In Landfilling of waste. Biogas. - p. 10-17. Édité par Christensen (T.), Cossu (R.), Stegmann (R.). E&Fn Spon publisher, 1996.
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(6) - CAMPBELL (D.H.V.) - « Explosion and fire hazards...
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