Les déchets ménagers
En Europe, chaque personne produit en moyenne 1 kg d’ordures ménagères
par jour (2 fois moins qu’un Américain, mais beaucoup plus
qu’un habitant d’un pays en développement !). Si
on n’effectue pas de recyclage, environ 70 % de ces déchets
sont combustibles (papiers et cartons, déchets putrescibles, textiles,
plastiques…). L’incinération des ordures est d’abord
un moyen d’en éliminer une bonne partie : 90 % du volume
initial part en fumée, ce qui est quand même plus sain que
nos immenses décharges d’autrefois ! En France, la mise en
décharge
directe de déchets valorisables est interdite depuis juillet 2002.
Mais l’incinération, c’est aussi le moyen de produire
de l’énergie à partir des déchets !
Une usine d’incinération comporte un four et une chambre de postcombustion. Dans le four, les déchets subissent une décomposition par la chaleur (pyrolyse) qui produit des gaz combustibles. Ceux-ci sont brûlés à 800-900 °C dans la chambre de postcombustion. Il faut 5 à 7 tonnes de déchets pour obtenir l’équivalent d’une tonne de fioul. Si on effectue du recyclage avant incinération, le pouvoir calorifique des déchets change :
- il augmente si on recycle le verre et les métaux (qui ne brûlent pas) ou les déchets fermentescibles humides (par exemple les déchets de cuisine) ;
- il diminue si on recycle le papier et les cartons.
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.
Pour produire de la chaleur, de l’eau suffit. Le rendement de l’échangeur est très bon : on récupère 70 à 80 % de la chaleur de combustion, soit environ 1 500 kWh thermiques par tonne d’ordures. Le tout est de trouver un utilisateur de la chaleur dans les environs de l’usine. En hiver, le problème est résolu grâce aux besoins en chauffage. Mais en été, il est difficile de trouver preneur de chaleur, même si certains industriels sont demandeurs ! Ce qui fait que le rendement énergétique sur l’année n’est pas aussi bon que le rendement théorique moyen de 75 %.
Pour produire de l’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. Mais le rendement énergétique est beaucoup plus faible : 20 à 25 % seulement (300 à 400 kWh par tonne d’ordures).
Pour résoudre ce problème, on peut installer un système de cogénération (électricité + chaleur) : pour cela, on utilise la chaleur résiduelle de la vapeur sortant de la turbine. Le rendement de la cogénération atteint 50 à 60 %.
On estime que si on valorisait à 50 % tous les déchets ménagers en France, on obtiendrait environ 1 % de la consommation d’énergie du pays.
Les fumées d’incinération des déchets sont très toxiques. Elles doivent être filtrées et neutralisées – elles sont très acides – avant rejet dans l’atmosphère des gaz qui en sont issus. Pour nous protéger, les normes de pollution atmosphérique des usines d’incinération sont particulièrement sévères.
Les déchets industriels spéciaux
Ce sont les résidus d’hydrocarbures, les goudrons, les solvants usagés et autres boues de peinture… produits par l’industrie. Ils peuvent être transformés, dans des centres d’incinération spéciaux, en chaleur ou en électricité comme les déchets ménagers. On peut aussi les brûler dans les cimenteries, très gourmandes en énergie.
Les déchets agricoles et agro-industriels
On peut aussi produire de la chaleur ou de l’électricité en les brûlant.
Les déchets agricoles, c’est principalement la paille des trois céréales les plus cultivées dans le monde : blé, maïs et riz. On peut obtenir 2 à 6 tonnes de paille à l’hectare. Le potentiel énergétique de la paille est de 16 MWh/ha. 3 kg de paille sont l’équivalent énergétique d’1 litre de fioul. Mais la paille a un gros inconvénient par rapport au bois : elle occupe un grand volume, 4 à 8 fois plus de place que le bois à valeur énergétique égale. C’est donc un combustible qui coûte cher à transporter et à stocker. De plus, il faut quand même en laisser un peu dans les champs, pour ne pas trop appauvrir les sols : s’il faut remettre plus d’engrais, on aura perdu tout le bénéfice énergétique de l’opération !
Les déchets agroalimentaires proviennent surtout des sucreries et des huileries. Au Sénégal, quasiment 10 % de la production d’électricité se fait à partir de résidus de canne à sucre ou d’arachide. En Asie du Sud-Est, on brûle les coques des noix de coco et des noix de palme dont on a extrait l’huile.
Dans les usines de pâte à papier, on brûle les « liqueurs noires », résidus du traitement du bois après extraction de la cellulose. Cela permet de couvrir les besoins en vapeur et en électricité de ces usines, et même un peu au-delà.
Bref, on fait vraiment feu de tout bois ! |