L'Unité de Traitement et de Valorisation des Déchets ménagers

L UTVD 

L'UTVD

 

Les traitements thermiques par l'action de la combustion, réduisent le volume et la masse des déchets et conduisent à leur minéralisation. Utilisé en Martinique, le principal procédé de traitement thermique est l'incinération, traitement basé sur la combustion avec excès d'air qui permet de réduire de 70% environ la masse des déchets et leur volume de 90%.On estime généralement qu'une tonne d'ordures ménagères incinérée conduit à la production de :

230 à 250 Kg de mâchefers

25 à 40 kg de résidus d'épuration des fumées (REFIOM)

20 à 22 kg de métaux ferreux

0.5 à 1.5 kg de métaux non ferreux

  

1. Présentation de l’usine

 

L’usine d’incinération d’ordures ménagères (encore appelée UIOM, UTVD ou CVE) est implantée près de la décharge de Fort-de-France « la Trompeuse ».

 

Ø      Capacité : 112000 tonnes par an

Ø      PCI (Pouvoir Calorifique Inférieur) des déchets de 1000 à 2000 Kcal/kg

Ø      2 lignes de 7t/h de déchets

Ø      Fonctionnement 24h/24, 7j/7 soit 8000 heures par an

Ø      Types de déchets traités : DIB, ordures ménagères et assimilés, DAS.

 

Cette structure comprend :

v     Un ensemble four-chaudière avec grille à rouleaux sur un plan incliné.

v     Une ligne de traitement des fumées de type mixte combiné sans rejet liquide avec utilisation de lait de chaux.

v     Une plate-forme couverte de maturation et d stockage des mâchefers.

v     Une plate-forme couverte de stockage des « big-bag » de REFIOM (Résidus d’Epuration des Fumées d’Incinération d’Ordures Ménagères) avant leur exportation vers la métropole.

v     L’usine est équipée, entre autres, d’un dispositif particulier, permettant l’incinération des déchets d’activités de soins (600 tonnes par an).

schéma de lUTVD

Schéma technique de l'installation

2. Le circuit des déchets

 

a.       La réception des déchets

 

Elle s’effectue dans un hall de déchargement fermé et mis en dépression par les prises d’aspiration de l’air de combustion pour éviter la sortie des odeurs.

Les déchets sont ensuite versés dans une fosse de réception d’une capacité de 3640 mètres cube (soit l’équivalent de 3 jours de remplissage). Ils y sont mélangés afin que leur PCI (Pouvoir Calorifique Inférieur), c’est-à-dire leur capacité à s’ « auto-inflammer », reste constant. En effet certain déchets brûlent mieux que d’autres, comme le carton plein ou le plastique. Les ordures sont récupérés à l’aide d’un grappin, puis déversées dans une trémie de chargement, les acheminant jusqu’au four.

 Les déchets d’activités de soins sont eux réceptionnés et introduits dans les fours par un système séparé des déchets ménagers.

 

b.      La combustion

combustion a 1200°C

Combustion à 1200°C

La combustion s’effectue dans deux fours à grille à rouleaux. Les déchets acheminés par la trémie avancent dans le four sur la grille à rouleaux placée sur un plan incliné. En glissant sur les deux premiers rouleaux durant 60 minutes, les déchets sont retournés et sèchent.

A partir du troisième rouleau a lieu la combustion des ordures avec excès de CO2. Préalablement, pendant deux secondes, la température du gaz de combustion présent dans le four  est élevée au-delà de 850°C jusqu’à 1200°C, grâce à des brûleurs d’allumage alimentés par du fioul. ( Il faut attendre 24h pour que ces températures soient atteintes.) Ceci permet le démarrage de la combustion. Arrivés dans le four, les ordures s’ « auto-inflamment », le four utilise le seul pouvoir calorifique des déchets pour fonctionner.

 

La température limite de 850°C est très importante. Elle permet une combustion complète des déchets. Cette température empêche la formation de composés toxiques comme la dioxine ou le monoxyde de carbone, ainsi que les risques d’imbrûlés.

Ce système performant d’épuration des fumées ne rejette aucun liquide dans la nature.

A la fin de la combustion, les mâchefers, partie non combustible des déchets, sont évacués vers une unité de séparation des métaux et des métaux non ferreux.

 c.       Les mâchefers  

Les mâchefers en sortie de four sont repris par un grappin alimentant une trémie fixe. Cette trémie alimente un convoyeur à tablier métallique jusqu’au scalpeur vibrant. Les mâchefers sont alors scalpés à une fraction de 20 cm. Les matériaux de dimensions supérieures à 200 mm (les encombrants) sont enlevés et récupérés dans une benne pour être recyclés. Les matériaux de dimensions inférieurs à 20 cm passant au travers de la grille à barreaux sont dirigés vers le trommel cribleur par l’intermédiaire de transporteurs à bande en auge. Ce premier criblage est réalisé par un cylindre tournant permettant la séparation des mâchefers en deux fractions granulométriques :

la fraction fine 0-40 mm

la fraction grossière 40-200 mm

Les fractions partent chacune sur une bande transporteuse vers un déferraillage par séparateur magnétique -overband- placé transversalement au-dessus des bandes. La ferraille récupérée est reprise par une entreprise agrée pour être recyclée.

La fraction grossière est ensuite dirigée vers le caisson de séparation des imbrûlés. Une buse raccordée à un ventilateur centrifuge permet d’extraire du flux les éléments légers, dits imbrûlés, par soufflage. Ces imbrûlés sont incinérés. Les produits restants sont stockés en décharge de classe 2 autorisé.

La fraction fine 0-40 mm est quant à elle dirigée vers un crible vibrant à 2 étages de manière à effectuer une coupure à 10 mm. La fraction 0-10 mm est directement transférée vers la stalle tampon, tandis qu’un séparateur à courant de Foucault extrait les éléments non ferreux de la fraction 10-40 mm.

Ces métaux non ferreux (200 tonnes par an) sont repris par une entreprise agréée pour être recyclés. Le produit restant rejoint la fraction 0-10 mm dans la stalle tampon.

La fraction 0-40 mm correspond à la partie valorisable des mâchefers. Elle représente environ 75 % du gisement sortant après traitement. Cette partie est elle aussi appelée «mâchefer ». Elle est mise en maturation durant 3 mois afin de piéger les éléments lixiviables.

 

La valorisation globale atteint près de 95 % :

-         Valorisation des mâchefers en technique routière (ces minéraux possède un fort pouvoir posolanique)

-         Recyclage de la ferraille

-         Recyclage des métaux non ferreux.

 Analysés une fois par mois, les mâchefers produits dans l’U.T.V.D de Fort de France sont déjà utilisable à leur sortie du four.

 

                                           

3. La valorisation énergétique

 

Les gaz et fumées à haute température sont aspirés hors du four : commence alors la véritable valorisation énergétique des ordures ménagères.
Le dégagement de chaleur du four chauffe la chaudière. L’eau déminéralisée qui se trouve dans les tubes chauffés est transformée en vapeur par les températures avoisinant les 370°C. La vapeur d’eau sous-pression  se déplace des hautes pressions  vers les basses pressions en faisant tourner l’hélice du turboalternateur (10000 tours par minute). Ce dernier transforme alors la vapeur en énergie, 6MW par heure. L’électricité produite est cédée au réseau EDF, et fournit à l’île 4 à 5% de sa consommation électrique, soit à peu près la consommation totale de Dillon le plus grand quartier de la Martinique.

 

4. Le traitement des fumées

 

Les gaz de combustion d’un incinérateur de déchets ménagers, industriels et hospitaliers contiennent des particules solides, acides, métaux lourds et des composés organiques qui doivent être impérativement traités avant leur rejet dans l’atmosphère.

 

Les gaz suivent un processus complexe d’épuration :

 

Ø      Les fumées sorties de la chaudière avec une température de 193°C sont refroidit par injection d’eau et d’air dans le réacteur quench partiel. Leur température est alors de 150°C, température idéale pour le traitement.

Ø      Injection d’urée dans la flamme pour réduire le taux de NOx (oxide d’azote).

Ø      Injection de chaux éteinte pulvérulente et de charbon actif, la coke de lignite qui capte les polluants acides HCl et CO, les poussières et les dioxines avant l’arrivée au filtre. La réaction se produisant avec l’acide chlorydrique est une réaction chimique de surface : CaOH + HCl àCaCl + H2O. Celle avec la coke de lignite est une réaction physique.

Ø      Filtre à manches : Les poussières (appelées REFIOM résidus de fumées d’incinération d’ordures ménagères) arrivent ensuite dans un filtre à manche où elles sont piégées. Le filtre à manches neutralise les fumées dans le « gâteau » qui se forme autour de la manche avec la chaux. Suite à ce processus, 97% des polluants sont traitées.

Ø      Lavage des fumées : les derniers polluants gazeux sont captés dans l’eau de lavage injectée sur les fumées. Cette eau de lavage est elle-même neutralisée de manière continue à la soude afin de transformer les acides en chlorure de sodium. Les réactions qui ont lieu sont des réactions donc acido-basiques.

      Comme par exemple : HCl + NaOH àNaCl + H2O   

Ø      Le dévésiculeur fixe les fines gouttelettes en suspension de la vapeur d’eau issue du lavage. Le ventilateur de tirage aspire cette vapeur et lui permet de continuer sa progression vers la cheminée. 

Ø      Avant d’être rejetés, les fumées passent par un analyseur de fumées. Le panache de la cheminée est formé de vapeur d’eau issue du lavage. En effet, les fumées sont à 80% chargées d’humidité. On estime que les rejets d’une cheminée de l’U.T.V.D sont équivalents à ceux du pot d’échappement d’un semi-remorque.

traitement des fumees

Traitement des fumées OM

C’est grâce à la mise en dépression du four par un grand ventilateur que la fumée suit ce circuit.

Les REFIOM, qui ont un fort potentiel polluant, sont stabilisés dans des big-bag, puis évacués par voies marines en conteneur étanche vers un Centre d’Enfouissement Technique de classe 1 autorisé pour les déchets industriels spéciaux ultimes en métropole.

   

5. Incinération et environnement

 

a)      Emissions polluantes

 

L'incinération des déchets présente aussi ses limites : elle génère des émissions polluantes. L'incinération des déchets dangereux et non dangereux peut donner lieu à des émissions de substances polluant l'air, l'eau et le sol et ayant des effets nocifs sur la santé des personnes. On estime généralement qu'une tonne d'ordures ménagères génère 5 200 m3 de fumées, qui contiennent des polluants qu'il faut capter grâce à des filtres performants, tels les poussières, métaux lourds, les dioxines ou les dioxydes d'azote.

Les séparateurs à voie humide réduisent les émissions de poussières, de composés inorganiques chlorés et de S02. Cependant, ils entraînent une pollution accrue de l'eau. La combustion des déchets en PVC entraîne aussi des émissions de CO2, d’acide chlorhydrique.

v     La dioxine

 La dioxine est une toxine chimique hautement toxique et cancérigène.
Les dioxines et substances apparentées causent de cancers du foie, du tube digestif. Elles perturbent le système hormonal et inhibent le système immunitaire. Elles provoquent des troubles de la reproduction et on note une importante dégradation de la qualité du sperme au cours des dernières décennies chez les hommes ayant été exposés.
Des études épidémiologiques hollandaises ont montré que des mères avec un lait maternel riche en dioxines ont des nouveaux-nés avec des taux d’hormones thyroïdiennes plus bas. Ces enfants ont des performances psychomotrices moindres. On remarque une augmentation de la fréquence et sévérité des lésions d’endométriose. (Endomètre : muqueuse de la cavité utérine ; endométriose : affection caractérisée par la présence hors de la cavité utérine de fragments d’endomètre).
Enfin, la nocivité des dioxines et autres biphényles polychlorés est encore aggravée par le fait que ces molécules ne sont pas dégradées dans la nature, ce qui leur confère une durée de vie pratiquement illimitée et assure leur persistance dans l'organisme, où elles continuent à s'accumuler durant toute la vie. 

v     Le CO2

Le dioxyde de carbone est responsable de l'effet de serre qui engendre le réchauffement progressif de l'atmosphère terrestre. L'incinération de centaines de milliers de tonnes de déchets génère au moins une quantité équivalente de CO2. Le traitement de nos déchets par incinération contribue donc à la surcharge de l'atmosphère en CO2. 

v     Les oxydes d’azote 

-Leurs effets sur la santé Le monoxyde d’azote présent dans l’air inspiré passe à travers les alvéoles pulmonaires, se dissout dans le sang où il limite la fixation de l’oxygène sur l’hémoglobine. Les organes sont alors moins bien oxygénés. Le dioxyde d’azote pénètre dans les voies respiratoires profondes, où il fragilise la muqueuse pulmonaire face aux agressions infectieuses, notamment chez les enfants. Aux concentrations rencontrées habituellement le dioxyde d’azote provoque une hyperréactivité bronchique chez les asthmatiques.

 -Leurs effets sur l’environnement Le dioxyde d’azote se transforme dans l’atmosphère en acide nitrique, qui retombe au sol et sur la végétation. Cet acide contribue, en association avec d’autres polluants, à l’acidification des milieux naturels.  

 

b)      Mesures prises pour respecter aux mieux l’environnement

 

v     Les normes européennes

L’UIOM a été construite selon les normes européennes en vigueur lors de sa construction.

 

TABLEAU DES NORMES EUROPEENNES

Valeur exigée en France (mg/m3)

Normes hollandaises Valeurs garanties par l'U.T.V.D
  de Fort-de-France
Poussières : 1055
Hcl : 101010
SO2 : 504020
   
HF (Fluorure d'Hydrogène) : 110,8
Hg (mercure) : 0,050,50,5
Dioxines : 0,1 ng/Nm3 (nanogramme par m3)0,1 ng/m30,1 ng/m3
 

Le problème est que ces normes ont déjà changées, les plus récentes sont en date de 2006.

 

v     Pas de rejets liquides

 

Le procédé de traitement des fumées retenu par l’UIOM est sans rejet liquide et permet un meilleur respect de l’environnement. Les eaux utilisées pour le lavage des gaz de combustions sont recyclées. Celles-ci ayant servi au lavage des sols, des conteneurs, des purges du réseau thermique et des chaudières, sont recyclées car elles sont utilisées à la sortie du four au niveau de la chaudière.

 

v     La C.L.I.S (Commission Locale d’Information et de Surveillance)

 

Elle a pour but de faciliter l’information du public sur les problèmes en matière d’environnement et de la santé humaine, ainsi que d’assurer le bon fonctionnement de l’U.I.O.M. La C.L.I.S est présidée par le préfet ou un représentant et composée de représentants des collectivités territoriales, de représentants d’associations écologiques, de consommateurs, de riverains, ainsi que de membres nommés par le préfet.

  

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