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Valorisation énergétique des déchets dans le monde : l’incinération n’est pas la seule option

La hiérarchie conventionnelle des filières de traitement des déchets ménagers veut que le recyclage soit prioritaire, suivi par le compostage, puis l’incinération des fractions résiduelles non recyclables, qui est préférée à la mise en décharge - utilisée en dernier recours. Le fait que de la chaleur et de l’électricité peuvent être produits à partir des déchets incinérés est mis en avant comme un atout de l’incinération, ce qui a tout son sens lorsqu’une valorisation sur un réseau de chaleur est possible, comme c’est le cas à Paris et Grenoble. Si l’on regarde hors des frontières françaises et européennes, cette hiérarchie tient-elle toujours ?

Aux États-Unis, la mise en décharge reste le choix de traitement de déchets privilégié, en raison de l’espace disponible et de l’énergie bon marché. Même si de gros progrès ont été faits pour la sécurisation de ces sites, pour lesquels le terme de décharge est d’ailleurs impropre(1), il reste le problème du biogaz qui se forme naturellement lors de la décomposition des déchets : ce gaz est insuffisamment collecté et valorisé et cause d’importantes émissions de gaz à effet de serre. Même en Europe, seule la moitié du biogaz produit dans les décharges est collectée, et seule la moitié du biogaz collecté est valorisée(2).

Le biogaz de décharge génère 5% des gaz à effet de serre mondiaux, soit autant que l’industrie du ciment.

Or, des technologies d’épuration adaptées au biogaz de décharge arrivent aujourd’hui à maturité et permettent de rendre ce biogaz apte à être utilisé dans des flottes de véhicules ou injecté dans les réseaux de gaz : l’injection de biogaz épuré dans les réseaux de gaz naturel est désormais possible dans plusieurs pays dont la France. Cela ouvre la voie à un nouveau schéma d’économie circulaire vertueux en termes de réduction des émissions de gaz à effet de serre puisque l’on évite les émissions de méthane sur le site, et l’on substitue du gaz renouvelable au gaz naturel ou à d’autres carburants fossiles. Les bennes à ordures ménagères (communément appelées « camions-poubelles »), qui fonctionnent aujourd’hui au diesel, pourraient fonctionner demain au biométhane, moins cher et surtout moins polluant et bruyant pour les centres urbains.

Le biogaz de décharge génère 5% des gaz à effet de serre mondiaux, soit autant que l’industrie du ciment. Collecter et brûler ce biogaz permet de diviser ses émissions(3) par 25, en transformant le méthane en CO2. Valoriser de plus ce biogaz en le substituant à un carburant fossile rend ses émissions « négatives » : outre l’élimination des émissions sur la décharge, une partie des émissions du secteur des transports est alors « effacée ». Une décharge continuant à produire du biogaz durant 10 à 15 ans après sa fermeture, il est important d’encourager les investissements dans la transformation et si possible la valorisation de ce gaz, y compris dans les pays où ce mode de gestion des déchets est progressivement abandonné.

Dans les pays en développement, les incinérateurs sont généralement trop coûteux et les opportunités de valoriser la chaleur produite sont limitées.

Dans les grandes villes des pays en développement, la gestion des déchets est un défi majeur : les municipalités doivent faire face à des quantités croissantes de déchets, avec des moyens financiers limités. Les incinérateurs y sont généralement trop coûteux pour les collectivités locales et les opportunités de valoriser la chaleur produite sont limitées. Des initiatives de compostage et de méthanisation des déchets urbains s’y développent(4) et permettent une valorisation matière et énergétique des déchets. Mais le mode de gestion des déchets le plus courant et le moins coûteux dans ces pays reste la décharge, or le biogaz n’y est généralement pas collecté, ce qui cause des problèmes de sécurité et des émissions comme vu plus haut. 

La collecte et la valorisation du biogaz de décharge est donc également un enjeu pour les pays en développement, mais donne lieu à des dilemmes compliqués lorsqu’il faut arbitrer, en cas de fonds limités, entre investir dans la couverture d’une décharge ou le développement de centres de compostage et méthanisation. Alors que la Banque Mondiale alertait en 2012 sur une hausse de 70 % de déchets solides municipaux d'ici 2025 provenant « pour l'essentiel » des villes à forte croissance des pays en développement, le défi est de taille.

Le concept de « distributed waste to energy » consiste à traiter les déchets directement là où ils sont produits.

Enfin, le contexte des mégalopoles modernes des pays émergents mérite aussi un examen particulier. Les moyens financiers y sont suffisants pour développer l’incinération mais les réseaux de chaleur ne présentent pas d’intérêt en climat chaud, et certaines villes insulaires telles que Singapour ou Hong Kong sont tellement limitées en espace qu’elles cherchent à éviter autant que possible de construire de nouveaux sites de traitement de déchets en ville. On voit ainsi apparaître un intérêt de ces villes pour le concept de « distributed waste to energy » qui consiste à traiter les déchets directement là où ils sont produits, c’est-à-dire en bas d’un complexe d’immeubles(5), éliminant ainsi le trafic de camions, le coût et les nuisances d’une usine d’incinération.

La gazéification des déchets, qui s’est initialement développée pour des applications où aucun système de traitement de déchets n’est accessible comme sur les bateaux ou des hôtels isolés, a vu ses coûts baisser et suscite un regain d’intérêt. Cette technologie, qui a l’avantage de générer moins d’émissions polluantes que les incinérateurs et de produire un gaz de synthèse théoriquement valorisable voire des carburants, n’a jusqu’ici pas fait ses preuves en contexte urbain mais il faudra en suivre les expérimentations. La décentralisation de la gestion des déchets est également recherchée dans le cadre des projets de compostage et méthanisation dans les pays en développement cités plus haut, pour éviter les coûts et les émissions dus au transport.

Les choix stratégiques en matière de gestion et de valorisation énergétique des déchets doivent ainsi être faits de manière personnalisée, en prenant en compte le climat, la densité de population, l’isolement de la zone, la composition des déchets et sa variabilité, l’existence d’un marché pour les produits recyclés et le compost, les besoins en chaleur, et l’espace disponible. La priorité restant partout de réduire la production de déchets, ensuite de recycler, et enfin de valoriser autant que possible les volumes restants à un coût acceptable pour la collectivité.

Sources / Notes

(1) On parle de Centres d’enfouissement techniques (CET) ou ISDND (Installations de stockage de déchets non dangereux).
(2) Solagro, 2010.
(3) Le pouvoir de réchauffement global du méthane est en effet d’environ 25, celui du CO2 étant fixé par convention à 1 (source GIEC).
(4) Voir par exemple le programme Africompost.
(5) Concept proposé par Innovopolis Waste Solutions.


Commentaires

L'incinération peut également produire de l'électricité en base sans avoir besoin de réseau de chaleur. L'absence de besoin en chaleur n'est donc pas un argument permettant d'exclure l'incinération.
Il faudrait donc une comparaison qui intègre le coût de collecte du biogaz mais aussi de la mise en décharge de ce qui reste. En effet, toute la matière est loin de ce transformer en biogaz, que devient le reste?
L'incinération permet de récupérer du mâchefer pour les routes, la fabrication de plâtre à partir des cendres. Il reste ensuite les ferrailles et les sous-produits de la dé-chloruration des fumées.

On comprend bien qu'aux USA on a l'espace disponible pour avoir d'immenses décharges...no comment

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