Brevet FR2524351A1 — publié le 19831007

La présente invention concerne un procédé pour le captage des gaz et eaux percolées dans les décharges com pactées de résidus urbains ou autres. Elle a aussi pour objet une installation spécialement destinée à la mise en oeuvre de ce procédé de captage. La destruction des ordures ménagères par incinération, dans des usines spécialement adaptées, coûte actuellement plus de deux fois le prix du stockage des déchets urbains en décharge, et cette situation a e été encore aggravée par la crise de l'énergie. En outre, les usines d'incinération sont polluantes. Les scories constituant les résidus de ltincinération sont de plus en plus contestes, dans leur utilisation en remblais, tant ils représentent de dangers pour les nappes phréatiques de l'environnement. La masse de ces résidus étant traversée par des eaux de pluie "percolees", des réactions chimiques extrêmement dangereu ses sty développent à long terme, constituant un redouta ble danger potentiel pour les eaux. La solution de la "décharge contrôlée" est par consé quent sédiPsante pour les collectivités locales, en raison essentiellement des moindres investissements qu'elle nécessite. Cependant la préoccupation grandissante de préserver à tout prix l'environnement a amené les pou voirs publics à imposer des mesures de sécurité de plus en plus contraignantes à l'exploitation de ces décharges con tôlées. Du point de vue technique, deux impératifs sont à prendre en compte 1 - l'évacuation des eaux d'infiltration dites "per colées" à travers la masse des déchets, et leur traitement avant le rejet dans les écoulements naturels 2 - la récupération de divers gaz produits par l'en tassement des résidus. En effet, des engins lourds, à la fois bulldozers et rouleaux compresseurs dont les cylindres dits "pieds de mouton" sont armes de dents en acier, circulent sans interruption sur la décharge, déchiquetant et compactant les matériaux. L'on observe alors un double phénomene d'une part, un dégagement de chaleur pouvant atteindre à coeur une température de 600 - 700 C, et d'autre part, une réaction chimique qui engendre ltémission de plusieurs gaz et en particulier de méthane. Ces dégagements gazeux créant des nuisances, des mesures doivent etre prises en vue d'une récupération maximale et facile des gaz, tout d'abord pour répondre à un objectif de sauvegarde de l'environnement.De plus, la récupération du méthane, du moins sur les très grandes décharges permet de disposer d'une source d'énergie économique ; des expériences prometteuses d'utilisation des gaz collectés ont e été déjà effectuées. La solution technique actuellement connue, pour le captage des gaz, consiste à ménager dans la décharge, et au fur et à mesure des déversements, la mise en place de puits verticaux constitués de tubes en ciment empilés perforés sur leur pourtour. Ces "cheminées" ont un diamètre d'environ un mètre, et sont espacées par exemple de 30 à 40 mètres linéaires les unes des autres. De tels dispositifs de captage essentiellement verticaux sont gênants et instables en surface, et leur utilisation de même que leur efficacité sont donc limitées. De plus, ils ne peuvent, de par leur conception, recueillir et évacuer les eaux percolées. La présente invention élimine ces inconvénients. A cet effet, l'invention fournit un procédé pour la captage des gaz et eaux percolées dans les décharges compactées de résidus urbains ou autres, ce procédé consistant essentiellement à recueillir les gaz et eaux percolées dans au moins un réseau tubulaire sensiblement horizontal, perforé ou poreux, au travers d'un "bouclier" de protection mécanique et thermique entourant les éléments dudit réseau tubulaire horizontal. De préférence, les gaz et eaux perco lées sont recueillis dans deux ou plusieurs réseaux tubulaires horizontaux superposes, répartis sur toute l'épais- seur de la décharge compactée, un réseau de captage horizontal étant prévu par exemple pour chaque "tranche" de 2,3 ou 4 mètres. De tels réseaux horizontaux permettent de collecter d'une façon efficace, fiable et économique les gaz dégagés dans la masse des déchets, et de collecter aussi de la même manière les eaux de pluie ou d'infiltration dites percolées, traversant cette masse de déchets, dans le cas d'un réseau tubulaire horizontal positionné au fond de la décharge, sur une membrane étanche adéquate. Les tassements différentiels des éléments hétérogènes qui composent la décharge, et la chaleur ambiante dégagée à coeur, imposent une technique particulière pour la protection mécanique et thermique du réseau tubulaire horizontal. Ces problèmes sont résolus par l'installation selon l'invention, destinée à la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus, installation dans laquelle chaque réseau horizontal est constitué de tubes perforés ou poreux en matière plastique, entourés par une couche de pierres concassées de section annulaire. Ce "ballast" de pierres concassées peut être maintenu en place, autour des tubes perforés ou poreux du réseau horizontal, par un grillage enroulé sur lui-m&commat;me et ligaturé dans sa partie supérieure, surmontant les tubes.Une telle disposition rend aussi la mise en place du réseau particulièrement aisée : le grillage est posé, suivant un profil légèrement incurvé, à méme le sol ou en surface des déchets compactes, et recouvert d'un lit de pierres concassées, dans lequel on incorpore les tubes, puis le grillage est enroulé autour des tubes et ligaturé, entraînant avec lui les pierres concassées qui se répartissent tout autour des tubes afin de les enfermer complétement. La couche de pierres concassees constitue un revêtement protecteur des tubes, à la fois suffisamment souple pour accepter les tassements différentiels de la décharge et offrant une résistance mécanique convenable. Les pro priétés autobloquantes du- revêtement de pierres concassées renforceront aussi sa résistance à la compression au fur et à mesure de l'accroissement des effets du compactage. La protection mécanique des tubes, dont l'épaisseur propre doit toutefois être assez forte, est ainsi réalisée, et le revêtement de pierres concasses constitue par ailleurs un "bouclier thermique" de nature à atténuer les effets de la chaleur ambiante sur les tubes en matière plastique. Pour la réalisation d'un réseau complet, ces tubes horizontaux sont interconnectés, de préférence avec raccordement par manchonnage coulissant permettant d'obtenir facilement un allongement susceptible de compenser les déformations. Les cheminements horizontaux peuvent interconnecter des cheminées verticales, analogues aux puits actuellement utilisés (voir ci-dessus), mais servant seulement de collecteurs principaux dont l'espacement donc le nombre pourront être ici réduits de façon sensible l'intérieur de ces cheminées servant à loger les systèmes adéquats permettant de piéger les gaz et de les évacuer pour entre brûles ou éventuellement utilisés comme source d'énergie.Dans le cas d'un réseau horizontal utilisé aussi pour le captage des eaux percolées, certains tubes sont également raccordés à un ou plusieurs collecteurs inférieurs de récupération de ces eaux. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une installation particulière de captage horizontal des gaz et eaux percolees conforme à l'invention Figure 1 est une vue en perspective d'une décharge compactée de résidus urbains, équipée d'une telle installation de captage des gaz et eaux percolées ; Figure 2 est une vue en coupe transversale d'un tube de cette installation avec son revêtement de pierres concassées, en cours de mise en place Figure 3 est une vue en coupe transversale du tube et de son revêtement, à ltétat définitif. La figure 1 représente le site d'une décharge compactée de résidus urbains, désignée dans son ensemble par le repère 1, qui est alimentée par des véhicules de collecte des ordures ménagères. A l'intérieur du volume de cette décharge I est placée l'installation de captage des gaz et eaux percolées, constituée ici essentiellement par deux réseaux tubulaires horizontaux superposés 2, dont les éléments forment des malles interconnectant des cheminées verticales espacées 3.Le nombre de deux réseaux 2 n'est évidemment pas limitatif, d'autant plus que sur une décharge 1 donnée l'on ajoutera des réseaux de captage sup plémentaires au fur et à mesure du déversement des déchets, avec des intervalles verticaux fonctions de l'efficacité souhaitée et également de la nature des materiaux déversés, certains déchets tant plus riches en dégagement de gaz que d'autres. Comme le montre plus particulièrement la figure 3 chaque réseau horizontal 2 est constitué de tubes en matière plastique 4 de section circulaire, perforés ou poreux, entourés complé!bement par une couche de pierres concassées 5. Cette couche 5 de section annulaire, est maintenue en place autour des tubes 4 par un grillage 6 enroulé sur lui-mme et ligaturé, comme indiqué en 7, dans sa partie supérieure surmontant les tubes 4. Les tubes 4 sont en matière plastique et peuvent posséder des perforations sous formede fentes 8 en arc de cercle, disposées en quinconce; ils ont par exemple un diamètre de 80mm, tandis que l'épaisseur de la couche de pierres concassées 5 est d'environ 15 cm, ce qui donne aux éléments du réseau 2 une allure de gabions tubulaires dont le diamètre est de l'ordre de 40 cm. La couche 5 peut être de type "graves concassées au module 6 - 10 cm. Enfin, on utilisera par exemple un grillage 6 galvanisé avec mailles de 25 mm, ligaturé au moyen de fil de fer. Les figures 2 et 3 illustrent en outre la mise en place du réseau tubulaire horizontal 2, en supposant qu'il soit posé sur une surface 9 pouvant être soit le sol, soit le niveau des déchets compactés. Le grillage 6 est d'abord posé sur la surface 9, maintenu suivant un profil légérement incurvé par l'utilisation de supports "glissants" 10, et il est recouvert d'un premier lit de pierres concassées 5, sur lequel on pose les tubes 4. On ajoute ensuite un second lit de pierres concassees, puis ie grillage 6 est enroulé et finalement ligaturé. Le déversement des pierre s concassées 5 peut être accéléré au moyen de goulottes en tôle, assurant aussi le calibrage, qui seraient adaptée sur les bennes des véhicules amenant ces matériaux. Les chemines verticales 3, auxquelles sont connectés les éléments du réseau tubulaire horizontal Z, sont réalisées par des éléments cylindriques en béton empiles, rendus poreux au moyen de perforations, suivant une technique connue en soi. A l'intérieur de ces cheminées 3, servant ici de collecteurs principaux, sont logés les systèmes permettant de piéger les gaz et de les évacuer. Enfin, pour le captage des eaux percolées, certains tubes horizontaux 4 du réseau 2 sont également raccordés à au moins un collecteur inférieur 11. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule installation particulière de captage des gaz et eaux percolées qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application fondées sur le même principe. REVENDICATIONS 1. - Procédé pour le captage des gaz et eaux percolées dans- les décharges compactées de résidus urbains ou autres, caractérisé en ce qu'il consiste à recueillir les gaz et eaux percolées dans au moins un réseau tubulaire (2) sensiblement horizontal, perforé ou poreux, au travers d'un "bouclier" (5) de protection mécanique et thermique entourant les éléments (4) dudit réseau tubulaire horizontal. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gaz et eaux percolées sont recueillis dans deux ou plusieurs réseaux tubulaires horizontaux superposés (2), répartis sur toute l'épaisseur de la décharge compactée ( 1 ) . 3. - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les eaux percolées sont collectées au moyen d'un réseau tubulaire horizontal (2) positionné au fond de la décharge fol), sur une membrane étanche. 4. - Installation pour le captage des gaz et eaux percolées dans les décharges compactées de résidus urbains ou autres, destinée à la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque réseau horizontal (2) est constitué de tubes perforés ou poreux (4) en matière plastique, entourés par une couche de pierres concassées (5) de section annulaire réalisant le "bouclier" de protection mécanique et thermique. 5. - Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le revêtement de pierres concassées (5) est maintenu en place, autour des tubes perforés ou poreux (4) du réseau horizontal (2), par un grillage (6) enroulé sur lui-même et ligaturé dans sa partie supérieure (en 7), surmontant les tubes (4). 6. - Installation selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que les tubes perforés ou poreux horizontaux (4) interconnectent des cheminées verticales espacées (3) servant de collecteurs principaux, à l'intérieur desquelles sont logés les systèmes permettant de piéger les gaz et de les évacuer. 7. - Installation selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que certains tubes perforés ou poreux horizontaux (4) sont également raccordés à au moins un collecteur inférieur (11)de récupération des eaux percolées.