Le bilan carbone du traitement des déchets

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1 Le bilan carbone du traitement des déchets De quoi sont faits les déchets De la collecte au traitement et à l élimination Emissions de GES liées à la gestion des déchets. Marie-Dominique Loÿe CERES 8 mars 2016

2 Qu est-ce qu un déchet? Qu en fait-on? Collecte Traitement Dest. finale => coûts impact environnemental pollution émission GES GESTION

3 Traitement des déchets - élimination : enfouissement incinération +/- valorisation énergétique - valorisation : réutilisation recyclage = val. matière compostage valorisation énergétique

4 Différents types de déchets exemple de la France ADEME 2013 Chiffres 2009 : 770 millions de tonnes

5 Déchets de l agriculture Sources de méthane CH 4 et d oxyde nitreux N 2 0 CITEPA 2014 Pouvoir Réchauffement Global (GIEC 2013) CH 4 : 28 x CO 2 à 100 ans N 2 0 : 264 x CO 2 à 20 et 100 ans 84 x CO 2 à 20 ans! Agriculture

6 France 2009 Déchets des ménages 4% : 31,9 millions tonnes ADEME ,5 M t : encombrants, déchets verts 19,4 M t : ordures ménagères s.s. (OM) + 4,8 M t déchets activités collectés et traités avec déchets ménagers

7 Ordures ménagères = OM 2004 : 353 kg /habitant / an + 30 kg déchets verts + 30 kg encombrants + 40 kg gravats

8 Ordures ménagères (OM) Evolution de la production annuelle en kg /habitant / an hors encombrants ADEME 2015

9 Ordures ménagères (OM) Evolution de la production annuelle en kg /habitant / an Questions de nomenclature et de sources de données Néanmoins, pas encore de baisse ADEME 2015

10 COMPOSITION DES ORDURES MENAGERES= OM ADEME 2015

11 LA COLLECTE DES DECHETS Collecte au porte-à-porte (PAP) Collecte par apport volontaire (PAV) : bornes de tri collectées Déchetteries apport volontaire

12 LA COLLECTE DES DECHETS Déchets ménagers et assimilés Collecte au porte-à-porte (PAP) Carburants : émissions de CO2 Peu d émission de GES!

13 LA COLLECTE DES DECHETS Collecte au porte-à-porte (PAP)

14 LA COLLECTE DES DECHETS - Collecte au porte-à-porte (PAP) - Collecte par apport volontaire (PAV) : fréquences moindres de collecte des bornes verre journaux magazine emballages - Déchetteries apport volontaire Déchets bruts ou pré-triés par les ménages => centre de traitement

15 TRANSPORT DE DECHETS : LES DIFFERENTES MODALITES en général beaucoup de transport

16 Emissions de GES liées à la gestion des déchets Collecte et transport Traitement

17 FRANCE Collecte et transport de déchets 0,4 % des émissions françaises de GES 1,7 % des émissions liées au transport ADEME 2014

18 GES émis par la collecte et le transport de déchets 20% émissions de GES liées aux déchets FRANCE ADEME 2014 Importance de la collecte dans les émissions de GES Mais chiffres issus d une modélisation; beaucoup d incertitudes

19 Traitement des déchets - Elimination : enfouissement Déchets résiduels - Valorisation : réutilisation incinération (+/- valorisation énergétique) recyclage = valorisation matière compostage valorisation énergétique / méthanisation

20 Les déchets résiduels ou ultimes Les déchets ultimes sont des produits qu'il est impossible de recycler ou de valoriser dans les conditions économiques actuelles Théoriquement : 10/20 % Produits souillés par du fermentescible ou des objets composites difficiles à réduire en composants élémentaires 25 à 40% des déchets là où le tri est bien organisé : rare 75 à 95% en réalité actuellement

21 Le traitement de nos poubelles France 2004 ENFOUISSEMENT INCINERATION Europe % 42% 42% 20% 22% 17% 6% 13% COMPOSTAGE RECYCLAGE ADEME 2009

22 France 2009 Recyclage 20,5 % Compostage 14,5 % + Incinération 30,6 % + Enfouissement 30,6 % ADEME 2013

23 Evolution du traitement des OM 26.1 millions de tonnes France 2004 ADEME 2009

24 Déchets ménagers % en masse contient du carbone métaux Métaux 4 % Papiers et cartons Papiers cartons 27 % Textiles et encombrants divers Textiles et encombrants 16 % M atières fermentescibles Biodéchets 29 % Plastiques Verres Plastiques 11 % Verre 13 %

25 ENFOUISSEMENT GES : fraction fermentescible = biodéchets + papiers cartons + textiles non synthétiques - dégradation aérobie : CO 2 - fermentation anaérobie : CH 4

26 Enfouissement Méthane Pouvoir Réchauffement Global = 28 x CO 2 à 100 ans *GIEC 2013 PRG = 24 CO2 = 84 x CO 2 à 20 ans! PRG en W/m2/an Dessus et al 2007 avec PRG selon GIEC 2001 Année horizon Forçage radiatif intégré aux différents horizons d une émission l année 0 de 1 kg de CH4 ou de 21 kg de CO2

27 Les émissions de méthane par secteur Au niveau mondial enfouissement = 1/3 des émissions de CH 4 27 Diapo B. Laponche

28 Enfouissement Méthane Émissions de méthane en France Enfouissement 2012 = 16 % Légère diminution : captage gaz de décharge = enfouissement

29 ENFOUISSEMENT Pb GES : fraction fermentescible = biodéchets + papiers cartons + textiles non synthétiques - dégradation aérobie: CO 2 - fermentation anaérobie (+ eau) => CH 4

30 Le CO 2 d origine biogénique doit-il être compté comme un GES? Le carbone de la matière végétale vient du CO 2 atmosphérique par la photosynthèse Celui de la matière animale vient de la matière végétale (les végétaux sont les producteurs primaires, premier maillon des chaines alimentaires) => le carbone biogénique vient donc du CO 2 atmosphérique : sa dégradation aérobie le renvoie dans l atmosphère Dégradation aérobie de la matière vivante = bilan carbone nul = neutre du point de vue de l effet de serre Mais question de vitesse de relargage par rapport à la vitesse de fabrication de la matière végétale

31 ENFOUISSEMENT - CO 2 dégradation aérobie : bilan carbone ~ neutre. - Problème méthane résolu partiellement par le captage du biogaz

32 CAPTAGE BIOGAZ sur CET / ISDND* CET = centre d enfouissement technique ISDND = installation de stockage de déchets non dangereux * dénomination actuelle Captage biogaz brulé => CO 2 torchères utilisation énergie chauffage serres électricité Bilan carbone nul à long terme, déstockage C à court terme

33 ENFOUISSEMENT Efficacité du captage de biogaz ADEME = 100 % EPA (USA) = 85 % plutôt < ou = 75% Estimation optimiste de l efficacité du captage de biogaz Exploitants favorisent cette valorisation des déchets organiques = bioréacteurs Intéressant financièrement

34 ENFOUISSEMENT - CO 2 dégradation aérobie : bilan carbone neutre - Problème méthane résolu partiellement : émission de GES à fort pouvoir de réchauffement global Mais. problème de l élimination de matières premières «CO 2 amont» perdu : émissions indirectes La fabrication de nouveaux produits manufacturés, à la place de ceux mis hors circuit, produira des GES.

35 INCINERATION combustion avec air dans un four 1 t de déchets + 6 t d air = fumées + résidus solides UIOM Thiverval Grignon 1 t. déchets = 1 à 1.4 t. CO 2

36 INCINERATION Matériaux combustibles métaux Papiers et cartons Métaux 4 % Papiers cartons 27 % Textiles et encombrants divers Textiles et encombrants 16 % M atières fermentescibles Biodéchets * 29 % après déshydratation Plastiques Verres Plastiques 11 % Verre 13 %

37 Problème de l élimination de matières premières: «CO amont» perdu INCINERATION 1 t déchets = 1 à 1.4 t CO 2 Plastiques + x % encombrants + textiles synthétiques = C fossile = EFFET SERRE NET Papiers/cartons + textiles naturels + biodéchets = bilan carbone nul : carbone biogénique déstocké

38 La question du bilan carbone des déchets enfouis ou brulés? Enfouis : élimination de produits manufacturés pour les refaire = consommation de matière première et d énergie = émissions de GES liées à l extraction, process de production + transports = émissions «perdues»* prendre en compte le bilan carbone du cycle de vie total des objets (ACV) * On envisage d aller chercher des matières premières dans les décharges (landfill mining) Incinérés : élimination de produits manufacturés => bilan carbone du cycle de vie des objets (ACV) + émissions nettes de CO 2 : C fossile = plastiques Pour avoir une évaluation juste des différents modes de gestion des déchets => comparer le bilan carbone sur le cycle de vie des objets et matériaux

39 LE TRAITEMENT DES DECHETS Tri et Recyclage De l élimination à la valorisation Enfouissement Traitements thermiques: incinération, thermolyse, gazéification, torche à plasma Traitements biologiques: compostage méthanisation

40 LES BIODECHETS ~ 30% de la poubelle Epluchures de légumes, restes alimentaires, déchets végétaux, marcs de thés et de cafés, papiers absorbants d essuyage Plus de 60 % poids de la fraction fermentescible est de l eau. + cartons et papiers souillés: 50 % poubelle Valorisables par traitement biologique : Compostage (aérobie) valorisation matière Méthanisation (anaérobie) valorisation énergie + matière

41 COMPOSTAGE Décomposition aérobie de la matière organique = humus + CO 2 individuel Fraction organique des OM de quartier Lombricomposteur d appartement séparation à la source ou tri mécano-biologique Déchets verts

42 Compostage des déchets organiques de la cantine dans un lycée

43 COMPOSTAGE INDUSTRIEL du fermentescible 1. Batiment industriel étanche 2. Hall de déchargement du fermentescible 3. Rampe d'arrosage 4. Machine de retournement à " roue-pelle " montée sur pont roulant automatique 5. Tas de composte en maturation 6. Compost mûr 7. Aspirateur d'air vicié 8. Tubulures d'aspiration sous les tas 9. Filtre biologique à écorces de résineux Ex: Com. Urb. Creusot - Montceau les Mines

44 COMPOSTAGE CO 2 mais Bilan carbone nul à long terme, un peu déstockage C à court terme Compost = Stockage carbone biogénique Ex : Italie: augmentation du Corg des sols agricoles de 0.15% : stockage de C = émissions «fossiles» pendant 1 an + effets indirects: réduction des engrais (émissions évitées de CO 2 fossile et de N fabrication et épandage-)

45 METHANISATION Décomposition anaérobie de la matière organique résidu organique + CH4 + autres gaz en général composté méthane A la ferme ou en usine (ex Lille) Peu développée en France: concurrence incinération Nécessite un tri des fermentescibles : à la source ou industriel

46 METHANISATION Valorisation énergétique CH 4 : Production chaleur ou carburant véhicules ou électricité => E + CO 2 Bilan carbone nul Résidu organique : composté Mêmes conclusions que pour compostage: intérêt = stockage de carbone Mais attention aux fuites!

47 TRI et RECYCLAGE = valorisation matière utiliser les composants des déchets comme matières premières secondaires Implique de trier pour dégager les matériaux simples Tri à la source ou tri en usine

48 Les déchets = matières premières secondaires Les métaux (acier, aluminium): recyclage Le verre : recyclage Les papiers et cartons : recyclage (méthanisation ou compostage possibles) Les plastiques : recyclage, mais pas tous Les encombrants : recyclage plus ou moins important par ex: les DEEE (frigos, télés) recyclage de produits complexes : démantèlement d abord

49 Part du recyclage dans le traitement des déchets en Europe en 2005 Recyclage Enfouissement Incinération Pologne Royaume-Uni France Italie Espagne Belgique Autriche Allemagne Pays-Bas 0% 25% 50% 75% 100% Eurostat, Cewep-Snide in Le Monde

50 RECYCLAGE = bilan effet serre Emissions pendant le process de tri Tri domestique: pas d émissions! Intérêt de la collecte séparative Tri industriel : émissions faibles Emissions pendant le process de recyclage Evite des émissions amont de CO 2

51 Recyclage : évite des émissions amont de CO 2 sur cycle de vie Mais pas le plus efficace : réutilisation bien meilleure ex: verre / consigne

52 Recyclage du papier 1 tonne de vieux papier => 800 à 900 kg de papier recyclé Economie : 100 % bois : évite déstockage C 80 % eau 50 % énergie (dont 4/5 au niveau usine) Calcul du bénéfice en terme d émissions de GES : dépend de l origine de l énergie

53 Problème des évaluations du CO 2 évité Facteurs d émission en kg éq. C pour 1 tonne de papier de bureau Pb des hypothèses de base Bizarrerie du calcul de l ADEME (2005): GES recyclage : GES du process de fabrication évités : pas pris en compte GES incinération et décharge : on ne compte pas GES évités mais les émissions évitées de combustibles traditionnels = émissions directes (C fossile brûlé) et émissions indirectes non prises en compte EFFET DEVASTATEUR SUR LES DECIDEURS

54 Réutilisation Economie de matières premières et d énergie (production et transport) CO 2 amont évités, CO 2 collecte et traitement évités Economie sociale et solidaire Entreprises d insertion: Emmaüs, Le Relais, électro-ménager, électronique (D3E), meubles, vêtements, papier bureau, verre

55 Prévention / réduction Economie totale de matières premières et d énergie! Pas d émissions de GES Théoriquement favorisée par la règlementation européenne Hiérarchie des traitements pour les déchets (directive européenne 2008) Prévention, Réutilisation, Recyclage, Valorisation énergétique, Enfouissement mais problème des modes de consommation

56 Diminuer le bilan carbone de la gestion des déchets - Réduction de la production de déchets - Réutilisation - Recyclage Les 3 R Obsolescence programmée - Traitement séparé des fermentescibles (biodéchets +/- papiers-cartons) : compostage et valorisation énergétique par méthanisation - Gestion de proximité (le moins de transport possible)