C. L'ACIER
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Données de base |
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Marché |
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Importance dans les ordures ménagères |
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Cadre juridique |
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Traitement Utilisations |
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Production d'acier : 18 millions de tonnes |
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dont 500.000 tonnes d'emballages acier ménagers |
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Loi n° 75-633 du 15 juillet 1975 relative
à
l'élimination des déchets et à la
récupération des matériaux
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Toutes utilisations de l'acier |
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1. Situation
L'acier
est un alliage de fer et de carbone auquel on ajoute d'autres
éléments dans des proportions variables pour parvenir aux
caractéristiques souhaitées.
L'acier a été à la base du développement
industriel. L'acier, matériau de l'armement, de la construction (les
7.500 tonnes de fer de la Tour Eiffel), des transports (trains, automobiles), a
opéré sa révolution technologique pour être
aujourd'hui présent dans presque tous les secteurs de l'activité
économique (depuis les poutrelles et les armatures de béton
armé, jusqu'aux aiguilles et aux prothèses de hanche), et se
trouve au coeur de la vie quotidienne (boites, conserves...). C'est
principalement à ce titre qu'il se retrouve dans les ordures
ménagères. L'acier est aussi le premier matériaux à
avoir été récupéré, à la fois parce
qu'il est facile à collecter, et parce qu'il est facile à
réutiliser.
a) Le gisement
Il
existe trois grands gisements d'acier.
Le
gisement professionnel
qui est lié soit à la
sidérurgie (chutes d'acier ou de fonte des
sidérurgistes
111(
*
)
,
dites aussi " ferrailles internes "), soit aux fabrications
elles-mêmes (chutes d'acier des usines de transformation, dites aussi
" ferrailles neuves "), les produits en fin de vie (matériel
électrique, épaves de navires, automobiles -l'acier automobile
représente toujours entre le quart et le tiers du montant des ferrailles
collectées-), emballages industriels (fûts, bidons qui servent
à emballer les produits industriels liquides...).
Le
gisement ménager
, avec d'une part les
" monstres " qu'on retrouve dans les déchetteries, les
décharges, voire les décharges sauvages -c'est-à-dire les
vieux équipements ménagers " blancs ",
réfrigérateurs, lave-linge...), et d'autre part les emballages
ménagers. L'acier est utilisé pour trois types d'emballages :
la " boite boisson ", ou " canette " :
4 milliards de boites sont fabriquées et consommées en
France (24 milliards en Europe, 150 milliards dans le monde). Les
trois quarts des " boites boisson " consommées en France sont
en acier ;
les conserves ou boites " oppertisées ". Les quatre
cinquièmes des conserves sont en acier ;
les boites à spécialités, destinées aux
autres produits ménagers (aérosols, peintures...).
Ces aciers, autrefois connus sous le nom de " fer blanc ", sont
regroupés sous la sigle des aciers pour emballages (APE). Ce sont des
aciers plats de faible épaisseur (0,24 mm) recouverts
d'étain et vernis.
Malgré une progression du plastique, la domination de l'acier dans le
marché des emballages et, en particulier, des emballages alimentaires,
est incontestable. L'acier représente les trois quarts des emballages
alimentaires, loin devant le verre (11 %), l'aluminium (8 %), le
carton (5 %), le plastique (1 %). L'acier est utilisé à
plus de 85 % dans les plats cuisinés, à 94 % dans les
conserves pour animaux. La diminution du poids
112(
*
)
, les développements techniques
(ouvertures faciles, vernissage, traitements de surface, apparition de
boîtiers deux pièces...) ont permis de " mordre " sur
les autres matériaux, notamment l'aluminium, beaucoup plus
onéreux.
Mille tonnes d'acier permettent de fabriquer 13 millions d'emballages. Les
emballages acier rejetés représentent plus de 6 milliards
d'unités, soit 500.000 tonnes.
Les temps de récupération sont évidemment variables selon
les produits : un an pour une " boite boisson ", dix ans pour
une voiture, de trente à cent cinquante ans pour un pont ou un
bâtiment.
b) La récupération
A
l'exception de la mise en décharge, tous les modes de traitement des
déchets permettent de récupérer l'acier, grâce au
caractère magnétique du matériau qui lui permet
d'être attiré par un aimant.
La récupération d'acier à l'issue
d'incinération
En sortie d'incinération à 800°, le résidu solide
contient tous les métaux incombustibles présents dans les ordures
ménagères. L'acier représente de 1 à 2 % de la
charge enfournée et 10 % du mâchefer. Le mâchefer est
mis sur une bande transporteuse, au bout de laquelle se trouve un dispositif de
tri magnétique qui permet de sélectionner (par tri positif), des
produits dont la teneur en fer est supérieure à 50/60 %. Ce
tri peut être effectué, soit en sortie d'incinération, soit
en centre de traitement des mâchefers. Ce produit n'est pas suffisamment
riche en fer pour être considéré comme une ferraille. Il
est important de séparer convenablement les résidus pour
améliorer la concentration en fer dans la ferraille finale. Cette
concentration est obtenue par broyage dans un broyeur à marteaux, suivi
d'un nouveau tri magnétique. Depuis quelques années, le broyage a
lieu après séchage, afin que le mâchefer adhérant
à la ferraille grossière tombe en poussière. Ces tris
successifs permettent d'obtenir des ferrailles à plus de 90 % de
fer. Les ferrailles sont ainsi nettoyées, broyées,
densifiées par tris magnétiques successifs. Ce mode de tri
fournit 87 % de l'acier récupéré.
Les autres modes de collecte permettent également de
récupérer l'acier, en utilisant le même principe du tri
positif. Dans le compostage, l'acier est récupéré
après broyage dans un " trommel " et sélectionné
par tri magnétique. Dans la collecte sélective, les emballages
sont mis en " balles " après sélection par tri
magnétique sur la ligne de triage. On observera que seule la mise en
décharge ne permet pas la reprise de l'acier.
L'acier récupéré doit répondre à des
exigences de qualité fixées par un
"
Référentiel européen des ferrailles
",
sorte de catalogue des ferrailles réparties en vingt catégories
selon leur origine et leurs caractéristiques, et les prescriptions
techniques minimum (PTM) dans le cadre des contrats d'Éco-Emballages.
Ces caractéristiques portent notamment sur la teneur minimum en fer et
les teneur maximum en autres métaux (70 millièmes d'étain,
500 millièmes de cuivre...).
Ces normes sont vérifiées à partir d'échantillons,
soit par fusion qui permet de vérifier la composition précise de
tous les éléments, soit par la méthode dite
" BSL " (broyage, séparation, lavage) qui permet de mesurer la
teneur d'une ferraille en éléments magnétiques.
Les PTM sont différentes selon les modes de collecte. Les prix de
reprise font l'objet de négociations entre les fabricants ou collecteurs
de matériaux, les repreneurs et Éco-Emballages.
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Conditions de reprise de l'acier 1 |
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Collecte |
Mâchefer issu d'incinération |
Collecte sélective |
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Conditionnement |
Vrac |
Vrac |
Balles 300 kg |
Paquets (après presse) |
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Teneur en fer 2 |
55 % |
60 % |
90 % |
90 % |
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Humidité 3 |
6 % |
6 % |
10 % |
10 % |
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Densité |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
1,2 |
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Prix de reprise/tonne |
0 F |
50 F |
50 F |
200 F |
|
Soutien direct d'Éco-Emballages |
75 F |
75 F |
300 F |
300 F |
|
1
Tarifs 1997
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Source : Le recyclage de l'acier dans les emballages ménagers , Dominique Aufauvre, Traitement OPECST |
||||
En 1995, la collecte des ferrailles, toutes catégories confondues, a représenté environ 10 millions de tonnes, dont 9 millions ont été utilisées en France. La répartition s'établit comme suit :
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Collecte de ferraille (1993) |
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Total |
% |
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Chutes de production |
1,7 MT |
16,6 % |
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Chutes neuves de transformation |
2,3 MT |
22,5 % |
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Collecte de produits usagés |
6 MT |
59 % |
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Emballages domestiques |
0,2 MT |
1,9 % |
|
Total |
10,2 MT |
100 % |
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Source : Généralités sur les aciers, ferrailles de collecte , Bernard Gros, Traitement OPECST |
||
En
France, la récupération ne porte toutefois que sur les deux tiers
du gisement, contre les trois quarts dans l'Union européenne
113(
*
)
.
Concernant l'acier issu des ordures ménagères, la
répartition par mode de collecte s'établit comme
suit :
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Acier issu d'incinération avec récupération de chaleur |
66 % |
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Acier issu d'incinération sans récupération de chaleur |
21 % |
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Acier issu de compostage |
70% |
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Acier issu de déchetteries |
3 % |
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Acier issu de collecte sélective |
3 % |
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|
Total |
100 % |
c) La valorisation
L'acier
peut être fabriqué presque indifféremment à partir
de minerai de fer, dans des aciéries dites " de conversion "
(ou convertisseurs à oxygène qui produisent de la fonte), ou
à partir des ferrailles récupérées, dans des
aciéries électriques. En effet, l'acier est recyclable à
l'infini. D'ailleurs, 40 % de la production d'acier en France provient du
recyclage de ferrailles récupérées. Les ferrailles sont
fondues dans un four électrique, cuve garnie de réfractaires dans
laquelle sont plongées des électrodes. La chaleur
dégagée par les arcs électriques (1.600°) fait fondre
la ferraille. L'acier liquide est récupéré à la
sortie du four, et utilisé dans les mêmes conditions que l'acier
produit à partir de minerai.
La fabrication initiale à partir de minerai de fer se fait dans des
convertisseurs à oxygène qui produisent de la fonte. Aujourd'hui,
même dans cette famille, on ajoute une partie de ferrailles. En revanche,
la filière électrique est uniquement réservée aux
ferrailles.
Les opérations principales de la fabrication de l'acier sont les
suivantes :
Ferraille + oxygène en four électrique acier liquide +
adjonction de composants pour parvenir aux caractéristiques
souhaitées
114(
*
)
acier
liquide ajusté (1600°) coulé en lingots ou en barres
laminage à chaud (800°/1200°) tôle de 1,2
à 5 mm d'épaisseur laminage à froid par
étirement et écrasement pour mettre l'acier à
l'épaisseur voulue (jusqu'à 0,09 mm) nouvelle cuisson
pour brillant, vernissage... fabrication du demi-produit, prêt
à utilisation.
Sauf exception (pour certains emballages), les aciers plats au carbone de haute
pureté utilisés pour l'automobile, l'acier issu de minerai et
l'acier issu de ferrailles sont utilisés indifféremment.
50 % de la production sidérurgique de l'Union européenne,
40 % de la production française sont réalisées
à partir d'acier recyclé.
L'acier recyclé représente néanmoins des avantages et des
économies substantielles : chaque tonne d'acier recyclé
représente une économie de 1,5 tonne de minerai de fer,
0,5 tonne de coke, et utilise 40 % d'eau (pour le lavage des
fumées) par rapport à l'acier issu de minerai.
La filière " électrique " demande trois fois moins
d'énergie que la filière " fonte ", puisqu'il faut
0,218 tonne d'équivalent pétrole pour produire une tonne d'acier
à partir de ferrailles, contre 0,592 tonne par la voie à partir
du minerai.
2. Perpectives
La filière acier a atteint sa maturité. Quelque progrès sont néanmoins attendus dans deux domaines différents.
a) Le travail sur la filière en général
La
création de
filières spécifiques
sur certains
secteurs gros utilisateurs, notamment l'
automobile
. Malgré les
progrès des autres matériaux (aluminium, plastique...), l'acier
représente toujours les deux tiers du poids d'une automobile. En France,
deux millions de véhicules hors d'usage sont broyés chaque
année (dix millions en Europe). Le gisement automobile représente
environ le quart du gisement total des ferrailles récupérables.
L'enjeu industriel économique est donc fondamental, ce qui explique et
justifie la mise sur pied d'une filière spécifique
115(
*
)
.
Au stade de la
conception des produits
. Le recyclage de l'acier
s'est développé à l'initiative des industriels, et remonte
même aux origines de la métallurgie. Si les raisons
économiques et la logique du marché ont été au
fondement de la démarche, d'autres motifs poussent au recyclage.
L'" éco-bilan " est positif, en raison des économies en
minerai, en eau, en énergie..., le message est percutant
(" La
boite acier, c'est facile à recycler "
). Les industriels
utilisateurs incorporent de plus en plus cette dimension parmi leurs objectifs,
et cherchent à améliorer les possibilités de
récupération de métaux dès la conception du
produit : accessibilité, facilité de démontage... Les
constructeurs automobiles se sont aussi engagés à concevoir des
véhicules aisément recyclables, et à ramener de 15 %
à 5 % la masse des déchets ultimes mis en décharge.
L'
utilisation
des produits recyclés
. Pour lever
toute ambiguïté, il convient tout d'abord de rappeler que,
malgré la progression des autres matériaux, notamment le
plastique, l'acier restera un matériau incontournable, tant pour des
raisons techniques (amélioration constante des caractéristiques,
des possibilités de traitement...), que pour des raisons
économiques, car l'acier bénéficie d'une bonne
prévisibilité, et même d'une stabilité des prix, car
il est peu affecté par les spéculations sur les matières
premières.
Cette domination de l'acier va de pair avec une utilisation croissante de
l'acier de récupération. Désormais, la quantité
d'acier recyclé s'accroît avec la quantité d'acier
fabriqué. Ceci est la conséquence du choix fait par la plupart
des sidérurgistes de développer la filière
électrique (qui repose sur l'utilisation des ferrailles) dont les
nouvelles unités se substituent aux installations à
oxygène (à partir du minerai).
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Part de la filière électrique dans la fabrication de l'acier |
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1985 |
1990 |
1995 |
2000 |
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France |
19 % |
28 % |
36 % |
40 % |
|
Union européenne |
29 % |
31 % |
35 % |
40/50 % 1 |
|
1 Part variable selon les sources |
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Source : Usinor et divers |
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Ainsi, tout tend à montrer que le problème n'est pas de trouver des débouchés pour l'acier recyclé, mais bien de trouver de nouvelles ressources, ce qui implique une exploitation accrue des ferrailles.
b) La collecte des ferrailles
Une fois
les problèmes techniques résolus et l'orientation
décidée, la collecte des ferrailles est au coeur des
préoccupations. Les collectivités locales, jusque là
accessoires dans la filière, voire marginalisées, peuvent trouver
leur place dans ce nouveau dispositif.
L'amélioration de la collecte s'impose, tant en quantité qu'en
qualité.
L'amélioration des quantités collectées
Il convient tout d'abord de noter que les résultats constatés en
France sont inférieurs de dix points à la moyenne
européenne. 64 % du gisement de ferrailles sont collectés,
contre 74 % dans l'Union européenne.
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Volumes et pourcentages de récupération des ferrailles en France et dans l'Union européenne (1993) |
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Union européenne |
France |
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Ferrailles |
Gisement |
Récupération |
Taux de récupération |
Gisement |
Récupération |
Taux de récupération |
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|
|
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|
Chutes neuves |
13 Mt |
13 Mt |
100 % |
2 Mt |
2 Mt |
100 % |
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dont automobile |
3,1 Mt |
3,1 Mt |
100 % |
0,9 Mt |
0,9 Mt |
100 % |
|
|
|
|
|
|
|
|
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Vieille ferraille |
65 Mt |
45 Mt |
70 % |
12 Mt |
7,1 MT |
60 % |
|
dont automobile |
11,1 Mt |
10,6 Mt |
95 % |
2,2 Mt |
2,1 Mt |
95 % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Total |
78 Mt |
58 Mt |
74 % |
14 Mt |
9 Mt |
64 % |
|
dont automobile |
14,2 Mt |
13,7 Mt |
96 % |
3,1 Mt |
3 Mt |
96 % |
|
Source : Bernard Gros, Données 1993, à partir de documents remis lors de l'audition, Traitement OPECST |
||||||
De
surcroît, la ressource en ferraille neuve devrait décroître
en raison de l'amélioration des rendements des usines
sidérurgiques et des usines de transformation, et la collecte des
vieilles ferrailles jouera alors un rôle de plus en plus
prépondérant.
Certes, le gisement des vieilles ferrailles reste, dans sa grande
majorité un gisement industriel, mais les collectivités locales
peuvent intervenir dans certains segments :
soit
indirectement
, lorsqu'il s'agit de soutenir les
récupération
des
produits non ménagers
.
C'est en particulier le cas des emballages industriels (fûts, tonnelets,
boites et bidons) qui sont traditionnellement recyclés en mélange
avec d'autres ferrailles de collecte. On estime que, sur ce créneau, le
recyclage n'atteint que 70 %, alors qu'un objectif de 100 % recyclage
n'est pas hors de portée. La première cible visée est
celle des artisans pour lesquels les réseaux de collecte traditionnelle
(les " ferrailleurs ") seront vraisemblablement doublés par
les collectes sélectives et les déchetteries ;
soit
directement
, lorsqu'il s'agit des
déchets
ménagers
. Le tonnage globalement accessible est de l'ordre de
800.000 tonnes, parmi lesquelles 5 à 600.000 tonnes d'emballages. On
estime que 30 % du gisement était repris par la filière en
1993, 50 % en 1996, avec un objectif réaliste de 75 % en 2002,
en raison des progrès des collectes sélectives.
Il ne faut cependant pas nier que cette orientation ne va pas sans
inconvénients, dont le principal est lié à la dispersion
et, par conséquent, au coût de transport. Miser sur la collecte
sélective, c'est aussi disperser les centres de
récupération et, par conséquent, accroître les
coûts de transport. On estime, aujourd'hui, que le coût de
transport est compris entre 30 et 250 F par tonne, selon la localisation
(auquel s'ajoutent 200 F par tonne pour le broyage).
Cet inconvénient est cependant limité par la nouvelle
distribution géographique des fours électriques qui
représentent des unités beaucoup moins lourdes et moins
onéreuses (l'investissement est divisé par trois) que les
compresseurs à hydrogène. On compte ainsi trois aciéries
à l'oxygène situées dans deux ports (Dunkerque et Fos) et
dans l'Est, et vingt-cinq fours électriques répartis presque
partout dans l'Hexagone, à l'exception de l'Ouest de la France.
L'amélioration de la qualité de la collecte
La ferraille compactée issue du tri sélectif a un aspect familier
pour les particuliers qui y reconnaissent les produits de consommation courante
qui sortent de leurs réfrigérateurs. Bien qu'elle soit connue,
facilement repérable, cette " ferraille
ménagères " n'a pas toujours les qualités requises
pour un traitement en four électrique. Plusieurs problèmes
apparaissent.
Tout d'abord, la plupart des conserves sont souillées (restes de
nourriture, présence de peintures, produits toxiques...). Ensuite, le
particulier a la tentation de remplir les emballages vides avec d'autres
déchets, voire d'autres emballages, qui ne sont pas en acier, et qui
peuvent perturber la transformation. Enfin, la
quasi
totalité des
emballages contiennent de l'étain qui pose un problème
spécifique.
Encadré n° 29
Le
problème de l'étain dans les aciers issus de collecte
sélective
___
Si le
problème principal entre l'incinération et la collecte
sélective réside dans les volumes traités et
récupérés, il existe également une
différence dans la nature des produits collectés.
La teneur en étain varie sensiblement selon les gisements.
L'écart peut être de 1 à 4 selon les modes de traitement.
La proportion d'étain est de 0,25 % dans la ferraille issue du tri
sélectif, de 0,11 % en sortie de four, et de 0,08 % en sortie
de four après broyage. Cette différence s'explique d'une part par
le fait que la collecte sélective porte
quasi
exclusivement sur
les emballages acier, qui sont pour la plupart revêtus d'étain, et
d'autre part, parce que l'incinération élimine une partie de ce
métal (le " désétamage ").
Il a été établi qu'avec le recyclage systématique,
la teneur en étain augmentait pendant près d'un siècle, et
que, avec un recyclage à 100 % issu de collecte sélective,
la teneur en étain était, en fin de période, sept fois
plus grande qu'avec la ferraille d'incinération. Dans le pire des cas,
la teneur resterait toutefois en dessous du référentiel
établi par les industriels. Il ne s'agit donc pas d'un véritable
danger, mais d'un point à surveiller. Les professionnels veulent
éviter que l'étain passe d'un statut de revêtement à
celui d'élément d'alliage dans l'acier, ce qui serait nocif au
delà de certaines teneurs.
En outre, même compactés, les déchets
récupérés n'atteignent pas toujours la densité
souhaitable pour une utilisation optimum. On considère que le
délai moyen entre deux fusions successives ("
top to
top
") est d'une heure. L'un des facteurs de réussite est la
densité du produit enfourné. Moins le produit est dense, plus le
délai s'allonge, et plus le rendement diminue.
Plusieurs pistes sont envisagées pour améliorer la qualité
des ferrailles collectées en tri sélectif. La solution la moins
coûteuse est le compactage systématique (entre 120 et 150 F
la tonne). Le broyage à marteaux, aujourd'hui réservé aux
aciers en sortie d'incinération, représente un investissement
lourd, et certainement inaccessible pour les petites unités (de l'ordre
de 20 à 50 millions de francs), mais le broyeur à couteaux
peut être adapté aux collectes sélectives (1 à
2 millions de francs). Le broyage, adapté aux petites
unités, est aujourd'hui à l'étude (méthode Usinor
soutenue par Éco-Emballages). Le seuil de rentabilité ne
descendrait pas en dessous de 500 tonnes d'acier annuel.
Enfin, d'autres gisements n'ont pas encore été exploités.
Au moins 250.000 tonnes échappent aujourd'hui à la collecte.
La thermolyse permettrait d'isoler et de récupérer très
facilement les métaux contenus dans les déchets ménagers,
mais aussi dans d'autres gisements, comme les pneus par exemple (une tonne de
pneus en thermolyse permet de récupérer 100 à 150 kilos
d'acier).