Recherche et développement: Ce que nous réserve l’avenir

22.05.2012 - Dans le domaine environnemental, l’innovation est permanente. De nouveaux problèmes apparaissent, comme la micropollution détectée dans les eaux usées, mais la recherche scientifique progresse aussi et offre de nouvelles solutions. L’OFEV apporte son soutien financier à des projets novateurs, souvent issus de coopérations entre l’économie et la science. Ces dernières années, il en a subventionné plus de quarante. En voici quelques exemples.

Cellule de flottation pour cendres de filtres utilisée lors de l’essai pilote (cicontre); en dessous, les particules de suie toxiques contenant de la dioxine (à gauche) et les cendres minérales après séparation. A droite: cellule de flottation pour cendres de filtres dans le laboratoire d’essai.
© umtec Rapperswil

Réduire la dioxine dans les filtres d’incinération

Le lessivage acide élimine les métaux lourds toxiques des cendres collectées dans les filtres des usines d’incinération des ordures ménagères (UIOM) et permet d’en récupérer une partie. Mais d’autres polluants organiques, dont la dioxine, subsistent. Bien que fortement liée aux cendres, cette substance extrêmement dangereuse pour la santé pourrait théoriquement être relâchée dans l’environnement après le stockage définitif.

L’Institut pour les procédés environnementaux et industriels de la Haute école technique de Rapperswil (SG), les entreprises Von Roll Inova (aujourd’hui Hitachi Zosen Inova) et BSH Umweltservice à Sursee (LU) ainsi que l’UIOM KEBAG à Zuchwil (SO) ont trouvé un remède à ce problème: le procédé «exDiox». Il recourt à une méthode issue de l’extraction minière appelée flottation, qui sépare les particules de suie contenant de la dioxine et les cendres minérales. Le concentré obtenu passe par une seconde incinération qui détruit la dioxine. «exDiox» réduit d’un facteur supérieur à quatre sa teneur dans les cendres de filtres, qu’on peut ainsi stocker dans le compartiment à mâchefers des décharges conventionnelles. Cette solution est beaucoup moins coûteuse que le dépôt dans une décharge contrôlée pour résidus stabilisés. Par ailleurs, dans un avenir proche, la Suisse devrait adopter la valeur limite européenne d’un millionième de gramme de dioxine par mètre cube de cendres, qu’elle ne pourra appliquer sans cette méthode. «exDiox» fait l’objet d’une demande de brevet. L’OFEV a contribué à hauteur de 140’000 francs au coût total du projet, soit 300’000 francs.

Monitoring en ligne de la décharge de Fuchsbüel, gérée par la société DEGLO à Sirnach (TG). Les marques rouges et bleues indiquent les points de surveillance pour lesquels des résultats d’analyse peuvent être consultés.

Assurer la surveillance en ligne des décharges

Il existe soixante décharges bioactives et décharges pour résidus stabilisés en Suisse, ainsi que 3000 autres sites contaminés. Les surveiller jusqu’à leur assainissement est donc une véritable gageure, sans compter les nombreux sites pollués par des déchets qui doivent, sporadiquement du moins, être également contrôlés.
L’entreprise de conseil spécialisée Meier+Partner de Weinfelden (TG) a développé un logiciel de monitoring baptisé DEMIS qui a rencontré un véritable succès. DEMIS repose sur une base de données centralisée et un système d’information géographique accessibles par Internet. Il permet de saisir tous les éléments déterminants: cartes et plans des décharges, résultats des mesures de contrôle (eau, gaz, solides), statistiques des admissions, répartition par compartiments et facteurs de compactage des matières déposées. Il comporte aussi une fonction de gestion pour toutes les infrastructures d’entretien: puits, conduites, collecteurs de boues. Il fournit une analyse complète des impacts environnementaux par site et des vues consolidées réunissant les données par sites groupés, ce qui met en lumière les tendances. Déjà traduit en cinq langues, DEMIS est également vendu à l’étranger. L’OFEV a participé à hauteur de 90’000 francs à son coût total, soit 216’000 francs.

Membranes de polyéthersulfone à l’usine de traitement d’eau de Männedorf.

Filtrer l’eau potable à travers une membrane

En Suisse, 18% de l’eau potable provient des lacs. Le traitement des eaux lacustres est plus complexe que celui des nappes phréatiques, car elles contiennent de nombreuses impuretés ainsi que des substances olfactives et gustatives. C’est là qu’intervient la technique membranaire. A la centrale de distribution de Männedorf (ZH), l’eau pompée dans le lac de Zurich passe par des filtres dont les pores ont un diamètre de 0,01 ou 0,02 millionième de mètre. Pas étonnant qu’aucun microorganisme ne les franchisse! Cette performance très élevée simplifie le traitement: après avoir été ozonée, l’eau est filtrée sur charbon actif et sur membrane, puis subit un deuxième contrôle. En outre, une récente méthode d’identification des matières biodégradables réduit la durée du processus de quatorze à trois jours et permet de dépister des impuretés comme les nanoparticules, les virus ou les substances gustatives, pour lesquelles aucune valeur limite légale n’existe aujourd’hui, mais qui seront bientôt en ligne de mire. Développé en commun par l’Institut de recherche sur l’eau du domaine des EPF (Eawag) et la société WABAG Wassertechnik à Winterthour, le système est pleinement opérationnel. L’OFEV a contribué à hauteur de 725’000 francs au coût total du projet, soit 2'403’900 francs.

Récupérer les piles dans les UIOM

Malgré un système performant de reprise et de recyclage, 1300 tonnes de piles usagées atterrissent chaque année dans les ordures ménagères. Or elles contiennent des métaux qui valent la peine d'être récupérés, tels le fer, le zinc ou le manganèse. L'Institut pour les procédés environnementaux et industriels de la Haute école technique de Rapperswil (SG) et l'entreprise Batrec de Wimmis (BE), spécialisée dans le recyclage des piles, se sont donc penchés sur la question de savoir s'il était possible de les séparer des déchets dans les UIOM. Selon Andreas Krebs, directeur de Batrec, le potentiel de récupération existe, car la plupart des piles résistent à l'incinération. Intitulé «Batterieseparator» (séparateur de piles), le projet avait pour but de développer une installation permettant de récolter au moins 70% de ces piles. L'objectif n'a été atteint qu'en partie, puisqu'un tri manuel supplémentaire aurait été nécessaire. C'est possible, explique Andreas Krebs, mais étant donné qu'il faudrait traiter 5000 tonnes de ferraille fine pour récupérer quelques centaines de tonnes de piles, la démarche n'est actuellement ni rationnelle ni rentable. Les responsables de Batrec ont donc renoncé pour le moment à poursuivre dans cette voie. L'OFEV a financé 50% de ce projet, dont le coût total s'élevait à 360'000 francs.

Après les inondations de 2005, plusieurs filets à anneaux ont été montés à la suite dans le lit du Milibach, au-dessus de Meiringen-Hasliberg.

Retenir les laves torrentielles à l’aide de filets à anneaux

L’OFEV n’est pas le seul service fédéral à soutenir les innovations dans le domaine des infrastructures environnementales. La Commission pour la technologie et l’innovation (CTI) du Département fédéral de l’économie fait de même. En raison des changements climatiques, la lave torrentielle qui a frappé Meiringen-Hasliberg en août 2005 après plusieurs jours de pluie incessante, faisant dévaler 40’000 mètres cubes de boue et de roche à une vitesse de 60 kilomètres à l’heure, pourrait bien ne pas rester unique en son genre. Or les barrières conventionnelles en béton sont coûteuses. En collaboration avec des spécialistes de l’Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage (WSL), l’entreprise Geobrugg de Romanshorn (TG) a développé un système de filets à anneaux beaucoup moins cher à mettre en place.

Ce projet a nécessité des séries de tests en laboratoire pour élaborer des modèles de simulation ainsi que des essais sur le terrain. C'est à Illgraben, près de Loèche (VS), qui connaît jusqu'à huit coulées torrentielles par an, et dans une carrière appartenant à Jura Cement à Veltheim (AG) que les données ont été relevées et différents filets souples mis à l'épreuve. Ces filets se déforment sous le poids, absorbant ainsi une partie de l'énergie du glissement de terrain. Les barrières à plusieurs niveaux sont capables de retenir des milliers de mètres cubes de matériaux. Le système en est aujourd'hui au stade industriel et est exporté dans le monde entier.

Urs Fitze

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Dernière modification 22.05.2012

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