Brevet FR2878455A1 — publié le 20060602

PROCEDE DE STOCKAGE DE DECHETS ULTIMES PRECONDITIONNES La présente invention concerne un procédé de stockage de déchets ultimes, destiné à améliorer les conditions de ce stockage. Les déchets ultimes correspondent pour l'essentiel à des déchets de nature ménagère, industrielle et commerciale, qui ne sont plus susceptibles d'être traitées ou valorisés. Il s'agit par exemple de déchets résiduels après collecte sélective et/ou tri d'origine ménagère, industrielle ou commerciale, ou d'encombrants ménagers non recyclables. La construction de ces centres de stockage passe par le creusement dans le sol et l'aménagement d'une vaste cavité, également appelée alvéole, constituant un volume de stockage, à l'intérieur duquel les déchets vont être disposés par compactage en couches successives au fur et à mesure de leur arrivée sur le site de stockage. De par cet enfouissement et en absence d'oxygène, ces déchets subissent un long processus de dégradation anaérobie, producteur de gaz (méthane), éventuellement entretenu par l'humidification de ces déchets à l'aide des eaux de pluies (lixiviat). Ainsi, ces déchets vont se stabiliser au cours du temps, par exemple au bout d'environ vingt à vingt cinq années. Ces centres de stockage des déchets ultimes sont généralement localisés en dehors des centres urbains, ce qui nécessite le transport et la manipulation de ces déchets. Par ailleurs, en raison de leur vaste étendue, ils forment des surfaces non protégées et totalement dégagées. Il en résulte des risques de dégagements de mauvaises odeurs, l'attirance d'oiseaux et d'animaux nuisibles, l'envol de certains déchets entraînant des risques de nuisances et accroissant les risques d'incendie. Etat de la technique Actuellement, les seuls traitements réalisés sur les déchets destinés au stockage consistent en leur collecte, leur tri et éventuellement leur broyage mécanique. Ils sont ensuite transportés jusqu'aux centres de stockage où ils sont déversés et enfouis par compactage. En revanche, le traitement des déchets est plus élaboré puisque l'on pratique, dans certains cas, leur mise en balle. Cette technique consiste à les regrouper en blocs de forme et de dimensions désirées, leur cerclage étant réalisé au moyen de câbles métalliques. Il est également connu d'enrubanner les déchets au moyen d'un film étanche permettant leur stockage temporaire dans une zone tampon avant incinération. Dans ce contexte, il est important que les déchets n'évoluent pas pendant cette courte durée afin d'éviter tout risque de nuisances. Ces deux techniques de préparation des déchets ont pour principal but de faciliter leur manipulation et stockage temporaire. Exposé de l'invention Le problème principal que se propose de résoudre la présente invention consiste à offrir un stockage définitif des déchets ultimes, plus sûr, plus propre et plus efficace. En d'autres termes, il existe le besoin d'une solution technique permettant à la fois d'augmenter la quantité de déchets stockable dans un volume donné, de protéger l'environnement à proximité des sites de stockage (à la fois en terme de déchets envolés, d'odeurs, d'oiseaux ou d'animaux nuisibles attirés), ainsi que d'assurer une manipulation plus sûre et facilitée pour le personnel attaché au traitement et au transport des ces déchets, sans pour autant interférer avec le phénomène de stabilisation de ces déchets. L'invention concerne donc un procédé de traitement et de stockage définitif de déchets ultimes comprenant les étapes suivantes: - mise en balle des déchets; - enrubannage desdits déchets mis en balles; -stockage ordonné des déchets mis en balles et enrubannés, par 30 empilement dans les alvéoles d'un site de stockage. Ce procédé se distingue donc de la pratique usuelle concernant les déchets ultimes, à savoir le déversement et le compactage des déchets à l'état brut, par deux étapes successives de conditionnement desdits déchets. Ainsi, dans un premier temps, les déchets collectés sont rassemblés selon des quantités et des critères déterminés pour former des "paquets" de déchets. Ceci constitue l'étape de mise en balle. Cette première étape de conditionnement, aboutissant à des regroupements compacts de forme déterminée et homogène, permet donc de réduire l'encombrement des déchets et de les ordonner. Dans un second temps, ces balles de déchets ultimes sont soumises à une opération d'enrubannage. Cette étape consiste à enrouler des rubans autour des balles, rendant ainsi les déchets inaccessibles. Par cette deuxième opération, il est possible d'assurer le confinement des déchets ultimes et ainsi de remédier aux problèmes d'odeurs, d'envol, d'éparpillement au cours de la manipulation ou du transport, ou ultérieurement par des oiseaux ou des animaux. De fait, les risques de contamination de l'environnement ou du personnel sont fortement réduits. Les rubans sont enroulés autour des balles avec un certain recouvrement, de manière à assurer une protection continue. Ainsi, à la fin de l'opération d'enrubannage, les balles sont recouvertes d'une couche mince d'un matériau, s'apparentant à un film. Le choix du matériau utilisé pour la formation de ce film est dicté par les propriétés recherchées pour cet emballage. Dans le cadre de l'invention, le film utilisé pour l'enrubannage n'a pas pour but d'exercer une pression de compactage, déjà assurée par le cerclage. Cependant, elle doit avoir une résistance mécanique suffisante pour résister aux différentes manipulations ayant lieu au cours du traitement de ces déchets. Alors que classiquement, et en particulier pour les déchets non ultimes, la propriété d'étanchéité de l'enrubannage est recherchée, dans le contexte de l'invention, le film est préférentiellement dégradable. En effet, l'enrubannage ne doit pas interférer avec le processus de dégradation naturelle des déchets ultimes ayant lieu lorsque ceux-ci sont enfouis par compactage. Ainsi, il est connu que le processus de dégradation, étalé sur plusieurs années, débute par une étape de consommation d'oxygène au cours de laquelle les bactéries aérobies se développent, les déchets connaissent ensuite une succession de transformations appelées hydrolyse, acidogénèse, suivie d'une acétogénèse, puis finalement d'une méthanogénèse réalisée en anaérobiose et caractérisée par une libération de méthane. De manière avantageuse, le film est donc biodégradable, c'est à dire qu'il est susceptible de se décomposer sous l'action des microorganismes présents dans l'environnement. Ainsi, il ne persiste pas mais est réduit en éléments simples qui participent aux cycles naturels, dans un laps de temps relativement court. Avantageusement, un matériau adapté à l'invention se dégrade dans un délai d'environ 100 jours, permettant à tous les échanges mis en jeu dans la décomposition d'avoir lieu. En particulier, la disparition du film à terme permet au lixiviat d'humidifier les déchets et favorise la décomposition. En outre, l'opération d'enrubannage a des retombées positives en terme d'écologie et d'économie. En effet, au début du stockage, lorsque le film n'est pas dégradé, les eaux de ruissellement ne pénètrent pas dans les balles enrubannées. Ceci peut se traduire par une diminution de la production de lixiviat. Des matériaux aptes à constituer des films biodégradables selon l'invention sont choisis dans le groupe des polymères biodégradables ou biopolymères. A l'heure actuelle, quatre grandes familles sont commercialisées: - les biopolymères produits par des micro-organismes (PHA, PHV, PHBV) ; - les biopolymères issus de plantes (amidon, cellulose, lignine, ...) ; - les biopolymères produits par polymérisation chimique qui associent l'utilisation de matières premières renouvelables à des processus industriels de polymérisation (PLA) ; les polymères synthétiques. Pour la première fois, ces deux techniques de conditionnement, mise en balle et enrubannage, sont combinées, en particulier dans le domaine du stockage définitif des déchets ultimes. On aboutit ainsi à des balles de déchets enrubannées facilement transportables et exemptes de risque de contamination. Ceci permet d'exploiter des lieux de collecte et de conditionnement distants des sites de stockage. Par ailleurs, ces mêmes balles enrubannées sont ensuite aisément empilées ou disposées de la manière souhaitée dans les alvéoles des sites spécialisés, en vue de leur stockage définitif. En outre, des traitements classiques, tels que le tri ou le broyage mécanique, peuvent être appliqués aux déchets ultimes en début de cycle de traitement, dans le centre de conditionnement, à savoir avant la mise en balle. Le tri permet d'extraire les matériaux encore valorisables, susceptibles d'être traités selon un autre procédé que celui de l'invention. Le broyage mécanique est couramment mis en oeuvre car il permet de réduire les volumes de déchets et favorise le compactage sous forme de balles. En outre, il augmente les surfaces d'échanges et donc favorise le processus ultérieur de dégradation. Description sommaire des figures L'invention sera bien comprise et ses divers avantages, ainsi que ses différentes caractéristiques, ressortiront mieux lors de la description suivante, de l'exemple non limitatif de réalisation, en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels: - la figure 1 représente un synoptique du procédé de traitement et de stockage définitif des déchets ultimes selon l'invention; la figure 2 représente une vue schématique du poste de tri; - la figure 3 représente une vue schématique du poste de broyage; - la figure 4 représente une vue schématique du poste de mise en balle; - la figure 5 représente une vue schématique du poste d'enrubannage; la figure 6 représente une vue schématique du centre de stockage. Description détaillée de l'invention Le synoptique représenté à la figure 1 illustre le cheminement typique de déchets traités selon un procédé conforme à l'invention. Dans un premier temps, les déchets mélangés (1) sont transportés "en vrac" de leur bassin de production (2) à un centre de conditionnement (3). Ce transport est assuré par des camions (4) possédant des bennes (5) dans lesquelles les déchets (1) à l'état brut sont entreposés. Dans ce centre de conditionnement (3), le premier poste (6) correspond au tri éventuel. Tous les déchets (7) susceptibles d'êtres valorisés sont écartés pour être soumis à un autre cycle de traitement. La séparation des différents déchets se fait généralement à l'aide de grappins (9) (figure 2). En final, il ne doit rester que des déchets (8) dits ultimes au sens de la réglementation. Ensuite, à un deuxième poste (10) de ce centre de conditionnement (3), les déchets triés (8) sont soumis à un prétraitement mécanique. En pratique, ils sont broyés sous l'action de dents (11) ou de couteaux rotatifs de broyeurs, tels qu'illustré en détail à la figure 3. Les déchets broyés (12) sont ensuite compactés à un poste (13) de mise en balle (figure 4). Sur cette ligne, ils passent à l'intérieur d'une presse (14) de la forme désirée, généralement parallélépipédique. La compaction et la forme sont par la suite maintenues à l'aide d'un cerclage (15), pratiqué dans au moins deux directions, voire dans les trois directions. Cette technique peut être mise en oeuvre par exemple au moyen du dispositif appelé "Presse à balles", bien connu de l'homme du métier. Typiquement, les blocs (16) de déchets obtenus présentent un compactage d'environ 1 tonne/m3 et un volume de l'ordre de 1 à 2 m3. Dans la continuité de la ligne, les balles de déchets (16) sont soumises à un enrubannage automatique (17), réalisé à l'aide d'une machine (20) équipée d'un cerceau (21) déroulant le ruban (19), en rotation autour de la balle (18) (figure 5). Le principe de telles machines est décrit dans le document WO 94/22717. Les largeurs successives de ruban (19) sont appliquées avec un certain recouvrement, de manière à assurer une couverte complète de la balle. En bout de ligne, on obtient des balles enrubannées (18) de déchets ultimes pouvant être transportées sans danger dans des semies remorques routières (22) bâchées (23) aptes à accueillir une vingtaine de balles (charge utile: 25 tonnes). A leur arrivée au site de stockage (25) des déchets ultimes, ces balles (18) sont à nouveau manipulées, par des chariots élévateur, engins à pinces (26) ou analogues, pour être disposées de manière ordonnée dans les alvéoles (24) (figure 6). Il ressort de ce qui précède que l'invention présente de multiples avantages, et notamment: - élimination des risques d'envol des déchets; réduction des risques de désagréments liés aux odeurs; - non accessibilité des déchets aux oiseaux et animaux nuisibles; - transport et manipulation des déchets facilités et sécurisés; - rationalisation des volumes de stockage. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés. De nombreuses modifications peuvent être réalisées, sans pour autant sortir du cadre défini par la portée du jeu de revendications. 30 REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement et de stockage définitif de déchets ultimes comprenant les étapes suivantes: - mise en balle (13) des déchets (12) ; enrubannage (17) desdits déchets mis en balles (16) ; - stockage ordonné des déchets mis en balles et enrubannés (18), par empilement dans les alvéoles (24) d'un site de stockage (25). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enrubannage (17) est réalisé au moyen d'un film (19). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le film (19) est biodégradable. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, avant l'étape de mise en balle (13), les déchets sont triés (6). 5. Procédé selon l'une revendications précédentes, caractérisé en ce que, avant l'étape de mise en balle (13), les déchets sont broyés (10).