Dossier : Le traitement des déchets

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Décryptages

L'incinération : le pouvoir calorifique des ordures

L’incinération ne constitue pas seulement une solution pour se débarrasser des déchets. Elle est aussi génératrice d’énergie. Qu’ils soient issus des ménages, de l’industrie ou de l’agriculture, de nombreux déchets se transforment en chaleur ou en électricité.

L'incinération de déchets à Issy-les-Moulineaux (France) permet de chauffer 5000 logements de l'ouest parisien. © AFP

Le potentiel de récupération d’électricité et de chaleur

En dehors de toute opération de recyclage, environ 70 % de nos déchets sont combustibles (papiers, cartons, déchets putrescibles, textiles, plastiques…). En plus des ordures ménagères, de nombreux secteurs d’activité produisent des déchets susceptibles d’être valorisés par incinérationL’incinération est une technique de transformation des déchets en énergie.... Il y a d’abord de nombreux déchets industriels (résidus d’hydrocarburesLes hydrocarbures sont des composés chimiques dont les molécules sont constituées d'atomes de carbone et d'hydrogène..., goudrons, solvants usagés…). Il y a aussi les déchets agricoles (paille du blé, du maïs, du riz…) et les déchets agro-industriels (provenant surtout des sucreries et des huileries). Dans les usines de pâte à papier, on brûle les « liqueurs noires », résidus du traitement du bois après extraction de la cellulose.

En exploitant son potentiel de récupération d’énergie des déchets, l’Europe pourrait alimenter 17 millions de ménages en électricité et 24 millions en chauffage. Le Danemark est aujourd’hui le champion d’Europe de la production l’électricité et de chaleurAujourd'hui, en thermodynamique statistique, la chaleur désigne un transfert d'agitation thermique des particules composant la matière... par habitant.

Les usines d’incinération

L’incinération des ordures se révèle d’abord un moyen d’en éliminer une bonne partie : 90 % du volume initial part en fumée. Il s’agit d’un progrès en termes sanitaires par rapport aux immenses décharges d’autrefois. En France, la mise en décharge directe de déchets valorisables est interdite depuis juillet 2002. Mais l’incinération est aussi le moyen de produire de l’énergie à partir des déchets.

70 % : le taux de nos déchets combustibles

Une usine d’incinération comporte un four et une chambre de postcombustion. Dans le four, les déchets subissent une décomposition par la chaleur (pyrolyseLa pyrolyse (ou thermolyse) est la décomposition d'un composé organique par la chaleur, effectuée en l'absence d'oxygène ou en atmosphère pauvre en oxygène...) qui produit des gaz combustibles. Ceux-ci sont brûlés à 800-900 °C dans la chambre de postcombustion. L’énergie est récupérée à la sortie du four, dans les fumées, grâce à un échangeur de chaleur dans lequel circule de l’eau ou de la vapeur surchauffée.

Il faut 5 à 7 tonnes de déchets pour obtenir l’équivalent d’une tonne de fioul. À titre d’exemple, l’énergie produite dans les trois centres d'incinération du Syndicat de traitement des déchets ménagers de l’agglomération parisienne (Syctom) chauffe 300 000 équivalents-logements chaque année.

Quel rendement énergétique ?

Deux types d’énergie sont produits dans une usine d’incinération : de la chaleur et de l’électricité. Chacune obéit à un mode de production propre et leurs rendements se révèlent inégaux.

  • la production de chaleur. Pour cela de l’eau, chauffée par la combustion des déchets, suffit. Le rendement se révèle alors très bon : 70 à 80 % de la chaleur de combustion sont récupérés après incinération, soit environ 1 500 kilowatts/heure thermiques par tonne d’ordures. Il faut bien sûr lui trouver ensuite une utilisation dans les environs de l’usine. (Voir le dossier : « Mieux utiliser la chaleur »).
  • la production d'électricité. L’échangeur doit contenir de la vapeur à la plus haute pression possible. Cette vapeur est dirigée vers une turbine qui entraîne un générateur électrique. L’électricité produite peut être apportée au réseau électrique toute l’année. Le rendement énergétique est de l’ordre de 20 à 25 % (300 à 400 kilowatts-heure). 

Il existe une meilleure solution que les productions de chaleur seule ou d’électricité seule. C’est la cogénération La cogénération consiste à produire en même temps et grâce à la même installation de la chaleur (énergie thermique) et de l’électricité... (électricité + chaleur). Pour cela, on utilise la chaleur résiduelle de la vapeur sortant de la turbine de production d’électricité. Le rendement de la cogénération atteint alors 50 à 60 %.

Dans un incinérateur, il faut 5 à 7 tonnes de déchets pour obtenir l’équivalent d’une tonne de fioul

On estime qu’en valorisant à 50 % tous les déchets ménagers en France, on obtiendrait environ 1 % de la consommation énergétique du pays. Cette solution est donc très loin de satisfaire les besoins.

De plus, les fumées d’incinération des déchets sont très toxiques. Il convient donc
de les filtrer et de les neutraliser (en raison de leur acidité) avant rejet dans l’atmosphère des gaz qui en sont issus. Les normes de pollution atmosphérique des usines d’incinération sont particulièrement sévères.