Usines d’incinération des ordures ménagères: Des épurateurs de plus en plus performants

Grâce à des systèmes d’épuration des fumées innovants, les usines d’incinération des ordures ménagères (UIOM) modernes ne rejettent que des quantités modérées, voire très faibles, de polluants. L’une des installations les plus à la pointe en Europe se trouve au Tessin. Il s’agit de la seule UIOM de Suisse à publier ses niveaux d’émissions en ligne. 

Texte : Vera Bueller

© Luca Dieguez

Que l’on se rende dans le Sud en voiture ou en train, la gigantesque construction en béton de l’UIOM de Giubiasco (TI), près de l’autoroute A2 et de la ligne ferroviaire du Gothard, ne passe pas inaperçue. Il est difficile de croire que l’air qui s’échappe des deux cheminées hautes de 55 mètres contient moins de particules fines que l’air ambiant. D’autant plus que cet immense bloc de béton est une usine d’incinération des ordures ménagères. Mais il s’agit d’une des installations de ce type les plus propres et les plus modernes d’Europe.

Robin Quartier, directeur de l’Association suisse des exploitants d’installations de traitement des déchets (ASED), tient d’ailleurs à le prouver au moyen d’une chaussure en plastique verte et d’une énorme licorne gonflable : « Nous allons jeter ces deux objets dans la fosse à ordures de l’UIOM puis observer ce qui se passe, en particulier au niveau de l’épuration des fumées », propose-t-il. Ce n’est toutefois pas si simple : la chaussure verte et la licorne disparaissent rapidement dans l’énorme fosse remplie de déchets ménagers. Telle une araignée monstrueuse tout droit sortie d’un film de science-fiction, le grappin plonge dans la montagne de déchets, se déleste de sa prise un peu plus loin, forme de nouveaux tas, puis déverse finalement tout un chargement dans la trémie, une sorte d’entonnoir alimentant les fours. « Les déchets doivent être bien mélangés, sinon ils ne brûlent pas correctement », relève Hansjörg Ittig, le responsable technique de l’installation qui observe la scène avec nous derrière une paroi de verre poussiéreuse. Les camions apportent de plus en plus d’ordures ménagères. La capacité d’élimination d’une ligne – le site de Giubiasco en compte deux – s’élève à 230 tonnes par jour pour une puissance calorifique d’environ 3,5 mégawattheures par tonne. La fosse peut contenir jusqu’à 9000 mètres cubes de déchets.

L’installation, qui a coûté 331 millions de francs – dont près de 73 millions versés par la Confédération –a été mise en service en 2009. Un investissement judicieux, tant sur le plan énergétique que financier. En 2019, le résultat d’exploitation se montait à 2,3 millions de francs. L’énergie produite a pu être vendue sous forme de chauffage à distance et d’électricité, c’est-à-dire injectée dans le réseau public, pour un montant de 9,5 millions de francs. L’intérêt environnemental de ce système apparaît clairement au cours de la visite effectuée en compagnie de Hansjörg Ittig et Robin Quartier.

Tout n’est pas recyclable

Observer tout ce que notre société jette parce qu’elle n’en a plus besoin, comme cette chaussure vert fluo et cette licorne gonflable, n’est pas un spectacle réjouissant. À l’heure actuelle, aucun de ces deux objets n’est encore recyclable. « La chaussure brûle facilement, mais contient du zinc qui sert à stabiliser le plastique. Lorsqu’elle est incinérée dans les fours de l’UIOM, il se forme du CO2 et de la vapeur d’eau. Le zinc s’échappe sous forme de poussière », explique Robin Quartier, alors que nous regardons par la vitre les déchets glisser le long du canal de chargement puis disparaître dans les flammes de la chambre de combustion. Le four est équipé de grilles mobiles qui assurent une progression et un mouvement continus des déchets pendant la combustion. Deux courants d’air pulsé permettent d’apporter la quantité d’oxygène nécessaire et de maintenir une température constante comprise entre 800 et 1000 degrés. Ce processus garantit une incinération quasi totale des déchets –la licorne et la chaussure sont englouties par les flammes en quelques secondes.

Nous traversons le hangar de trois étages et ses gigantesques tours de lavage des fumées, nous frayant un chemin dans un labyrinthe de tuyaux entrelacés, de « passages » et d’escaliers sinueux semblables à ceux d’un échafaudage de chantier. Il fait chaud et le bruit est assourdissant. Nous retrouvons la trace de la licorne gonflable au niveau de l’un des épurateurs de fumées. « La licorne est en PVC, un matériau qui contient beaucoup de chlore. Lorsqu’on le brûle dans le four, de l’acide chlorhydrique se forme, mais l’épurateur permet de l’éliminer », commente Robin Quartier.

Quatre étapes pour un traitement optimal

Nous arrivons là où les eaux utilisées pour l’épuration des fumées et des cendres volantes sont traitées – par lavage acide, filtration ou neutralisation – avant d’être rejetées dans la rivière Tessin. Nous retrouvons ici les « restes » de nos deux déchets : d’un côté, l’acide chlorhydrique de la licorne qui a été isolé, de l’autre, la poussière de la chaussure contenant du zinc, captée par l’électrofiltre puis mélangée aux eaux de lavage acides issues de l’épurateur. « Mélanger les poussières filtrées contenant du zinc aux eaux acides permet d’extraire le zinc et de neutraliser partiellement les eaux acides, puis de récupérer le zinc et de le recycler », précise Robin Quartier. Ce système ingénieux empêche donc les différents composants des rejets de s’échapper dans l’air, le sol ou l’eau : la licorne en PVC dissout le zinc de la chaussure grâce à son acide chlorhydrique, lequel est alors neutralisé au moyen de lait de chaux. Un procédé de dénitrification permet ensuite de réduire fortement les émissions d’oxydes d’azote (NOX) générées par la combustion du plastique. Une fois le voyage de la chaussure et de la licorne terminé, aucun acide chlorhydrique ni aucune poussière de zinc ne sont évacués par la cheminée.

Les fumées « recrachées » ont fait l’objet d’un traitement en quatre étapes : électrofiltre, tour de lavage, catalyseur et filtre à manche. Ce dernier joue le rôle de « filtre de sécurité » et permet d’atteindre des taux très faibles de poussières fines (Particulate Matter, PM), comme l’ont constaté le Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche (Empa) et l’OFEV dans une étude menée en 2016. Les deux tiers du volume de l’installation sont consacrés à l’assainissement de l’air. Des efforts bénéfiques à l’environnement, que les chiffres viennent confirmer : l’air rejeté contient moins de 100 particules fines par centimètre cube – alors même que dans l’air ambiant aux alentours de l’UIOM, à proximité de l’autoroute, on en compte jusqu’à 40 000 pour un volume équivalent.

Il s’agit probablement des plus faibles émissions enregistrées dans une usine d’incinération des déchets en Suisse et en Europe. Ces émissions sont surveillées par la station de contrôle au moyen de sondes installées dans les cheminées. Les valeurs mesurées (NOX et PM) sont publiées chaque jour sur internet, ce qui est également unique en Suisse.

Aspirer le CO2 contenu dans l’air ?

Restent les émissions de CO2. Ne serait-il pas possible ici aussi de récupérer le CO2, comme cela se fait déjà à titre expérimental (voir encadré) sur le site de l’UIOM de l’Oberlandzurichois (KEZO), à Hinwil (ZH) ? « C’est une possibilité. Mais la grande question est de savoir que faire du CO2 et où le stocker. Il convient en outre de tenir compte du fait qu’un système de récupération de CO2 consomme beaucoup d’énergie », souligne Robin Quartier. Dans le cas de l’UIOM tessinoise, une partie de l’énergie requise pourrait toutefois provenir de l’installation elle-même. En effet, la chaleur générée par l’incinération des déchets est déjà exploitée aujourd’hui et redirigée sous forme de chauffage à distance vers des usagers publics et privés de la région de Bellinzone.

L’énergie thermique actuellement récupérée équivaut à près de 5 millions de litres de mazout, soit de quoi chauffer jusqu’à 2800 foyers pendant toute une année. Une autre partie de cette énergie est utilisée pour produire de l’électricité. Près de 100 millions de kilowattheures (kWh) sont injectés dans le réseau, ce qui correspond à la consom­mation annuelle de 23 000 foyers (à raison de 4500 kWh par foyer). Une part de l’électricité ainsi produite sert également à alimenter l’installation.

Récupération du phosphore dès 2026

Ce qui reste des déchets eux-mêmes aboutit sur un tapis roulant, qui transporte les scories et tous leurs composants imbrûlés. Avant d’être définitivement mises en décharge sur le site de Lostallo (GR), les scories sont filtrées afin d’extraire et de recycler les métaux qu’elles contiennent. Les matériaux ainsi extraits, comme le fer ou l’aluminium, représentent environ 11 % des scories.

« À l’avenir, il ne sera plus possible d’incinérer les boues d’épuration issues du traitement des eaux usées avec les autres déchets », fait également remarquer Hansjörg Ittig. Il se réfère ici à l’obligation de récupérer le phosphore qui s’appliquera à partir de 2026. En effet, les boues d’épuration de l’ensemble de la Suisse renferment quelque 600 tonnes de phosphore, soit à peu près la quantité nécessaire pour couvrir les besoins en engrais du pays – quantité actuellement importée. Outre le carbone, le phosphore est le dernier élément chimique important dont le cycle n’est pas encore fermé. La Suisse est le premier pays à obliger les exploitants des stations d’épuration des eaux usées à recycler le phosphore à compter de 2026. À Giubiasco, la construction d’une nouvelle installation d’incinération exclusivement dédiée aux boues d’épuration est en projet. Elle permettra de collecter séparément les cendres riches en phosphore afin de le récupérer grâce à un processus d’extraction complexe.

Une start-up suisse à l’avant-garde

Les UIOM suisses émettent environ 4,2 millions de tonnes de CO2 par an. En 2017, la première installation industrielle au monde capable d’isoler et d’exploiter le CO2 atmosphérique au moyen de la technologie DAC (Direct Air Capture) a été mise en service sur le site de la centrale de valorisation des déchets de Hinwil (ZH).

Le système développé par la start-up suisse Climeworks est en mesure de capter jusqu’à 900 tonnes de CO2 par an, ce qui correspond aux émissions d’environ 450 voitures. Les ventilateurs des 18 collecteurs de CO2 aspirent l’air ambiant. Une fois le processus dit d’adsorption-désorption achevé à l’intérieur des collecteurs, l’air à teneur réduite en CO2 est à nouveau rejeté dans l’atmosphère. Pour lancer le processus de désorption, les matériaux filtrants sont chauffés à environ 100 °C, au moyen de la chaleur produite par l’UIOM. 

Le CO2 pur ainsi libéré est ensuite redirigé vers une exploitation agricole voisine où il est utilisé comme accélérateur naturel de croissance pour les fruits et les légumes.

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Dernière modification 24.02.2021

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