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Article
publié dans iMediair
n°8 - 23 février 2000.
L'ingénierie
du plasma permettrait une incinération parfaitement saine de
tous les types de déchets tout en offrant un rendement supérieur
à celui obtenu par des méthodes d'incinération classiques.
Les écologistes pensent que le traitement des déchets sans
aucun rejet est utopique et que cette technologie est un simple
alibi pour ne plus séparer et trier les déchets.
Pour
ceux qui ne le sauraient pas, à partir de 2006, les Européens
ne pourront plus éliminer de déchets en décharge. L'industrie
a cependant anticipé la directive européenne en s'investissant
dans l'incinération des déchets avec récupération d'énergie,
la collecte sélective et le recyclage de différents résidus.
A l'heure actuelle, la technologie développée autour de cet
objectif s'est muée en véritable entreprise et les grandes
organisations d'utilité publique en ont fait le cinquième
pilier industriel à côté de l'énergie, de l'eau, du gaz et
de la distribution par câble.
Marc
Joos, un consultant indépendant en environnement qui a déjà
fait ses preuves dans le secteur des technologies écologiques décrit
l’évolution récente en matière de déchets : "Nous
ne pouvons plus stocker nos déchets en décharge et avons donc
choisi l’incinération comme échappatoire. Mais nous
n’avons fait que déplacer le problème. Car ces incinérateurs
sont l’héritage technologique des fours énergétiques qui
fonctionnaient jadis au charbon. Dans la logique des
choses, il s’agissait de produire un maximum de chaleur avec
un minimum de combustible et à un prix aussi faible que
possible. Utiliser les déchets comme combustible, c’était un
« faire de nécessité vertu », comme le dit le
proverbe.
Les
ingénieurs physiciens spécialisés dans le plasma nous prédisent
un avenir sans sacs bleus et jaunes …
"Nous
avons des montagnes de déchets ne coûtant quasiment rien et
nous les transformons en un élément rare, l’énergie. Nous
avons donc commencé à alimenter de déchets des fours conçus
pour brûler des combustibles fossiles, dans le but de produire
de l’énergie thermique. L’effet polluant de l’incinération
des déchets dans ce genre de four s’est cependant avéré supérieur
encore à la combustion de charbon ou de produits pétroliers.
Des installations de filtrage et d’épuration plus importantes
et plus complexes ont donc progressivement été mises en place
afin d’empêcher les rejets dans l’atmosphère, et les résidus
(filtrats et boues hautement toxiques) du traitement des déchets
dans ces installations, ainsi que les cendres issues de
l’incinération, sont stockés dans les ‘décharges’ qui
seront laissées aux générations à venir. "
Les
cheminées de ces fours ont par ailleurs commencé à libérer
des matières non combustibles, nocives pour la santé, dans
l’atmosphère. Le problème de rejet de dioxine que Wilrijk et
Ostende ont tenté de régler est un exemple parlant. Avec comme
conséquences directes : la création de normes, l’établissement
de rapports et l’introduction de sanctions. Résultat :
des installations de lavage des gaz de combustion sont placées
sur les cheminées. Et tout le monde respire à nouveau. La
Flandre a ainsi déboursé 1.5 milliards de francs (belges) pour
débarrasser les émanations du four ISVAG à Wilrijk de la
dioxine. A l’heure de l’épuration des gaz, il ne reste
qu’une boue toxique encapsulée dans du béton qui sera laissée
en héritage à nos descendants… Et ainsi évolue
le cycle d’une apparente solution jusqu’au problème
suivant, poursuit, M. Joos, sans que jamais personne ne se dise :
pourquoi brûlons-nous nos déchets dans des fours qui n’ont
pas été conçus à cet effet ? "
M.
Joos pense que les autorités publiques fournissent des efforts
louables pour diminuer la montagne de déchets en les réduisant,
les récupérant et les recyclant, abstraction faite, même, de
la rentabilité économique qui devrait limiter les coûts de
l’élimination des déchets. "Même si ces efforts
livrent des résultats optimaux, il restera toujours une
certaine quantité de déchets que nous devrons neutraliser
d’une façon ou d’une autre. Si les déchets ménagers sont
ramenés à 125 kilos par personne et par an – soit environ la
moitié du chiffre actuel – la Belgique aura encore 1.25
million de tonnes de déchets ménagers à traiter chaque année.
Il faut encore ajouter au minimum deux millions de tonnes de
boues industrielles et toxiques. "
Selon
Marc Joos, la technologie de pyrolyse
à plasma
constitue une solution. Ce procédé, qui consiste à à détruire
les déchets en les portant à une température extrêmement élevée
dans un laps de temps très court, est développé notamment par
l’entreprise américaine Global Plasma Systems Corporation, au
sein de laquelle M. Joos intervient en tant que consultant. Les
matières organiques sont ainsi transformées en un gaz de synthèse
de grande qualité. Les substances inorganiques se muent quant
à elles en une masse basaltique stable présentant de
nombreuses similitudes avec la lave naturelle.
Le
grand avantage de ce procédé est que la température extrême
empêche toute émission. Cette température est obtenue au
moyen d’une torche à plasma. Il s’agit d’un dispositif
tubulaire fabriqué dans un alliage métallique spécial à base
de cuivre, dans lequel sont amenés du gaz et de l’électricité.
Un système de contrôle régit l’introduction de gaz, la
charge électrique, le mécanisme d’allumage et le système
de refroidissement. L’on obtient ainsi un effet de foudre :
une flamme brûle avec un énorme dégagement de chaleur. La
seule différence avec la foudre, c’est qu’il ne s’agit
pas d’un éclair unique, mais d’une flamme constante. Une
torche à plasma peut atteindre jusqu’à 15.000°C et est
capable de couper une plaque métallique de cinq centimètres
comme du beurre…
Ces
températures élevées sont l’essence même de la pyrolyse
par plasma. En dessous du seuil magique de 2.000°C, l’on
parle d’incinération. Jusqu’à 500°C, l’on obtient une déformation
de certains matériaux et à partir de 700°C, il commence à se
produire un frottement moléculaire. Dès 1.727 °C, les molécules
se cassent sous l’effet de la vibration et l’on assiste au
passage de l’état solide à l’état liquide et de l’état
liquide à l’état gazeux. M. Joos : " Au-delà
de 2.000°C, l’on parle d’ingénierie du plasma. Les atomes
commencent à vibrer sous l’influence de la chaleur extrême
et à partir de 2.760°C, ils se décomposent. C’est à ce
niveau que se décompose la structure moléculaire de tous les
produits. "
Lave
artificielle
Tous
les déchets se composent de matières organiques (composés du
carbone), de métaux et de minéraux tels que le fluor, le
soufre ou le chlore. La flamme incandescente de la torche à
plasma casse les composés carbonés qui se décomposent en
hydrogène et en monoxyde de carbone (CO). Les métaux et minéraux
restent à la surface et s’écoulent du four sous la forme de
lave. Ceux-ci peuvent être réutilisés de diverses façons. M.
Joos : "Vous pouvez faire refroidir la lave dans
du sable pour obtenir un produit vitreux. Ou vous pouvez
l’immerger dans de l’eau pour obtenir de petites boules et
des perles de verre convenant parfaitement pour la fabrication
de matériaux de construction. De touts façon, la masse de lave
se solidifie en agrégats inoffensifs."
"Les
métaux lourds contenus reprennent une forme stable semblable à
celle qu’ils avaient à l’origine lorsqu’ils étaient
encore à l’état de minerai. C’est un peu comme du cristal.
Ce verre contient du plomb, qui est en lui-même toxique, mais
qui demeure inoffensif ainsi « enfermé ». Il en va
de même pour l’amiante : tant qu’elle demeure sous la
forme de roche, elle ne présente aucun danger. Ce n’est que
lorsqu’elle est transformée en poudre et se répand dans
l’air qu’elle devient toxique. Les déchets de plaques
d’amiante sont actuellement déjà traités dans des réacteurs
à plasma."
L’ingénierie
du plasma présente de nombreux avantages, selon M. Joos.
"Tout d’abord, les déchets ne doivent pas être triés.
Elle permet de traiter quasiment tous les déchets, qu’ils
soient ménagers, médicaux, industriels ou même toxiques.
Aucune préparation n’est nécessaire. La pyrolyse à plasma
accepte également les résidus des procédés classiques d’élimination
des déchets: boues de dragage, amiante et matériaux contenant
de l’amiante, cendres volantes, matières dégagées par les
fours électriques, terre polluées par des pesticides, déchets
faiblement radioactifs, etc ".
"Les
dimensions du four sont trente fois inférieures à celles d'un
four conventionnel, ce qui a pour effet de limiter fortement le
coût de transport et de l'infrastructure. Mais les atouts
essentiels de ce procédé sont d'une part son caractère écologique
- pas de dégagements de gaz nocifs par les cheminées, ni de
restes de cendres dans le fond du four -
et d'autre part la récupération de l'énergie thermique
et des autres sous-produits de valeur. 98% de l'énergie
thermique peuvent être transformés en méthanol, en hydrogène
ou directement en électricité."
Un
prof d'écologie
La
combustion du gaz se fait dans ce que l'on dénomme une combined
cycle turbine, dans laquelle est ajouté un autre
combustible - du pétrole ou du gaz naturel par exemple.
"Mais même si le gaz de synthèse est plus pur que le gaz
naturel, sa qualité n'est guère constante. C'est pour cette
raison que les turbines non-mixtes n'atteignent qu'un rendement
de conversion de 45 à 50%, ce qui est malgré tout nettement
supérieur aux 35 à 40% de rendement d'une centrale thermique
au charbon classique. Lorsqu'un combustible secondaire est ajouté,
vous obtenez un dégagement de gaz combiné de qualité
constante, ce qui permet de porter le rendement à 60% . Trente
pour cent de l'énergie livrée par un four à pyrolyse à
plasma couplé à une turbine à gaz sont immédiatement réutilisés
pour alimenter la torche à plasma. Les 70% restants peuvent être
vendus au réseau public de distribution."
Qu'est-ce
qui empêche alors l'ingénierie du plasma de se répandre sur
le marché des technologies environnementales? Sur la base des
dernières études de l'impact sur l'environnement dans le cadre
de projets en cours, les Verts ne risquent pas de s'opposer à
cette technologie, pense M. Joos. La commission espagnole qui a
examiné le rapport précédant la construction du four de
Valence aurait même désigné un professeur qui fut jadis une
figure de proue au sein du service de recherches de Greenpeace
Espagne.
Et
pourtant Greenpeace Belgique semble donner un autre son de
cloche. Roland Moreau, directeur de l'organisation écologique
et ex-ingénieur auprès de l'entreprise de traitement des déchets
WATCO, ne plaide pas en faveur d'un système au sein duquel les
gens n'apprennent plus à orienter leurs achats de façon écologique
et à trier leurs déchets. "Bien sûr que Global Plasma
System Corporation peut rentabiliser le système si les frais
d'une collecte sélective deviennent superflus et que les gens
peuvent à nouveau tout jeter dans un seul et unique sac gris.
Nous ne nions pas que la pyrolyse par plasma donne de meilleurs
résultats que l'incinération classique des déchets. Nous émettons
toutefois des réserves quant aux possibilités techniques mises
en avant. Il existera toujours des résidus composés de
substances dangereuses, qu'il s'agisse des dioxines issues du
refroidissement des gaz, des métaux lourds contenus dans la
lave ou du chlore résiduel dans le gaz."
De
façon assez cyclique, il semble que ce soit surtout le groupe
de pression favorable au recyclage et soutenant les grandes
entreprises classiques de traitement des déchets qui tente
d'empêcher le développement et la technologie du plasma.
"Ces personnes sont parfaitement conscientes que cette
technologie leur fait concurrence et tirent leurs couteaux face
à ses partisans".
M.
Joos est convaincu que le procédé de pyrolyse à plasma n'a
pas encore pu se faire de place sur le marché européen du
traitement des déchets et de l'énergie, parce que les groupes
industriels traditionnels, Suez-Lyonnaise des Eaux, veulent
d'abord amortir leur technologie et leur infrastructure de
recyclage.
A
l'étranger
Selon
M. Joos, c'est également pour cette raison que l'entreprise
qu'il représente s'est imposée beaucoup plus rapidement en
Italie, en Espagne et en Turquie qu'en Europe occidentale et
septentrionale. "Dans les pays du sud de l'Europe, les
groupes de pression favorables à l'incinération sont nettement
moins puissants. De plus, ces pays sont contraints, depuis des
années, d'importer de l'électricité. Global Plasma Systems
vient juste de signer un contrat concernant la construction des
toutes premières installations européennes à Valence
(Espagne) et à Vicence (Italie). Les installations de Valence
auront une capacité de traitement de 120.000 tonnes par an,
dont la moitié de déchets ménagers et la moitié de déchets
industriels toxiques, notamment les déchets hautement dangereux
des tanneries; le gaz de synthèse alimentera une turbine d'une
capacité de 35 mégawatts. Le réacteur à plasma de Vicence
affichera quant à lui une capacité de 130.000 tonnes par an et
sera également combiné à une centrale de 35 mégawatts.
Une
des principales objections des opposants à la pyrolyse à
plasma est son coût élevé. Et pourtant, Marc Joos est assez sûr
de lui: "Le coût d'une installation fonctionnant au plasma
est finalement inférieur à celui d'un incinérateur
conventionnel. Et les frais d'exploitation sont également moins
élevés. Une étude de projet pour la Région
wallonne basée sur la composition moyenne d'un sac de déchets
ménagers a démontré qu'un réacteur à plasma d'une capacité
de 160.000 tonnes par an avec une production d'électricité de
30 mégawatts requiert un investissement de 2.4 milliards de
francs. Un incinérateur de capacité semblable avec ses filtres
à particules et ses unités complexes de lavage des gaz coût
plus de 2.8 milliards de francs, qui plus est, sans aucune
production d'électricité. "La même étude démontre par
ailleurs que si le coût de traitement des ordures ménagères
se monte à 3.000 francs la tonne, et que l'électricité est
revendue au réseau de distribution 20% en dessous de son prix,
l'installation est amortie en quatre ans. Selon l'OVAM (Openbare
Vlaamse Afvalstoffen Maatschappij), pour un incinérateur doté
de la meilleure installation d'épuration et de récupération
de chaleur, le prix de la tonne se situe à plus de 4.200
francs. "
Les
premiers contacts que Marc Joos a eu avec les instances
publiques belges seraient encourageants. "Selon les
chiffres avancés à Bruxelles, en Flandre et en Wallonie, il y
aurait suffisamment d'ordures ménagères non traitées que pour
permettre à la technologie de pyrolyse à plasma de pénétrer
le marché belge."
Quoi
qu'il en soit, la nouvelle technologie souffre actuellement d'un
certain scepticisme. M. Joos le constate au quotidien.
"Quel que soit le lieu où je présente le procédé, je
suis confronté à des personnes doutant des performances écologiques
et des atouts économiques. Ce n'est qu'à l'issue de la
description des propriétés chimiques et thermodynamiques qu'un
interlocuteur neutre prend conscience des avantages uniques de
ce procédé".
Tom
Michielsen
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