2. Le traitement des métaux lourds dans les déchets
a) L'incinération
Hors traitement, valorisation et recyclage, les métaux lourds étaient jusque là traités selon les deux procédés principaux : la mise en décharge et l'incinération. Ces deux procédés libèrent les métaux lourds contenus dans les déchets soit par ruissellement entraînant des quantités de métaux solides ou lixiviation (dans le cas de la mise en décharge), soit par émissions aériennes (gaz) ou de rejets dans les mâchefers (dans le cas de l'incinératinon).
Avec les restrictions posées à la mise en décharge, bientôt réservée aux seuls déchets ultimes ne pouvant faire l'objet d'une valorisation, l'incinération est aujourd'hui le mode courant de traitement des déchets ménagers.
L'incinération comme tout traitement thermique dégage des métaux lourds en proportions variables. Quelle que soit la technique utilisée - incinération, lit fluidisé, thermolyse- le flux d'éléments traces se partage en trois parties :
- une partie sous forme gazeuse dans les gaz de combustion,
- une partie sous forme solide ou liquide dans les cendres volantes,
- une partie sous forme solide ou liquide dans le mâchefer et sur les parois du four.
Au cours du refroidissement, les gaz se condensent et les cendres se solidifient.
Les effluents gazeux chargés de poussières se scindent en deux en passant par le système d'épuration, une partie allant vers le système de traitement des effluents liquides et solides, une autre partie étant rejetée dans l'atmosphère. Plusieurs éléments interviennent pour modifier ce partage entre ces trois flux, et augmenter notamment la part rejetée dans l'atmosphère. Outre le processus de refroidissement, la turbulence des gaz de combustion, la taille des particules..., la température est l'élément clé du processus ; les effets étant évidemment variables selon les métaux (en fonction de la température de fusion et de vaporisation des métaux (45 ( * )) . La réduction de température favorise la condensation. L'augmentation de température favorise la vaporisation).
La répartition entre les trois fonctions est variable selon les métaux. Le processus et les indications sur le partage s'établissent comme il est indiqué ci-après :
Répartition des métaux lourds dans une UIOM
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Cheminement d'un élément trace |
Répartition |
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Gaz cheminée (A) |
Mercure |
Plomb |
Cadmium |
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Gaz (A) |
72%-87% |
1%-5% |
12% |
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Epuration des gaz |
Résidus/ Cendres (B) |
3%-4% |
12%-37% |
12% |
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REFIOM (B) |
Mâchefer (C) |
10%-24% |
58%-87% |
76% |
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gaz de combustion |
Dépoussiérage |
Total |
100 % |
100 % |
100 % |
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Cendres volantes |
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Chaudière incinération |
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Apport déchet |
dépôt mâchefer (C) |
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REFIOM : résidus de fumées d'incinération d'ordures ménagères
Depuis les efforts de réduction des émissions polluantes dans de nombreuses activités, le secteur des déchets est aujourd'hui une source importante d'émission de polluants atmosphériques. L'importance relative croît au fur et à mesure que les autres sources d'émission régressent, voire disparaissent.
Contribution du secteur des déchets
dans les émissions atmosphériques totales de métaux lourds
France - 1998
|
Emissions totales en tonnes (a) |
Emissions industrielles totales (b) |
Traitement des déchets () |
Part des déchets dans émissions totales (c/a) |
Part des déchets dans émissions industrielles (c/b) |
|
|
Arsenic (As) |
22,3 |
20,4 |
0,5 |
2,2 % |
2,4 % |
|
Cadmium (Cd) |
14 |
12 |
4,7 |
33,6 % |
39,4 % |
|
Chrome (Cr) |
240 |
236,4 |
3,2 |
1,3 % |
1,3 % |
|
Cuivre (Cu) |
91,4 |
32,1 |
9 |
9,9 % |
28,1 % |
|
Mercure (Hg) |
36,2 |
29,4 |
22,4 |
61,9 % |
76,2 % |
|
Nickel (Ni) |
225 |
103,7 |
2,2 |
1 % |
2,1 % |
|
Plomb (Pb) |
1.190 |
357,5 |
72,7 |
6,1 % |
20,3 % |
|
Sélénium (Se) |
12 |
11,1 |
0,1 |
1 % |
1 % |
|
Zinc (Zn) |
1.505 |
1.456,7 |
272,3 |
18,1 % |
18,7 % |
Source CITEPA, traitement OPECST
L'enjeu de la réduction d'émissions des métaux lourds est évidemment capital pour l'avenir et la pérennité de la technique. Trois observations doivent être rappelées à ce stade.
Tout d'abord, toutes les techniques de traitement thermique sont-elles égales face au risque métaux lourds ?
* (45) Températures de fusion : mercure : - 39, cadmium : 321, plomb : 327, zinc : 421, cuivre : 1069, chrome : 1857...
Températures de vaporisation : mercure : 357, cadmium : 765, zinc : 907, plomb : 1740, cuivre : 2567, chrome : 2672.
Encore ne s'agit-il que des températures des métaux sous leur forme métallique. Les sels métalliques ont des températures de fusion différentes propres à chaque sel.