# Prétraitements avant valorisations matière et énergie des déchets solides

Association Record, E. Vernus, C. Dubuisson, M. Combe, J. Houlet, N. El Barhaoui

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Association Record, E. Vernus, C. Dubuisson, M. Combe, J. Houlet, et al. Prétraitements avant valorisations matière et énergie des déchets solides. n°15-0247/1A, RECORD. 2017, pp.168. hal-05072563

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# Prétraitements avant valorisations matière et énergie des déchets solides

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# PRETRAITEMENTS AVANT VALORISATIONS MATIERE ET ENERGIE DES DECHETS SOLIDES

## RAPPORT FINAL

août 2017

E. VERNUS, C. DUBUISSON - PROVADEMSE INSAVALOR
M. COMBE, J. HOULET, N. EL BARHAOUI - SETEC

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PROVADEMSE
Développement des éco-technologies

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setec
Créée en 1989 à l'initiative du Ministère en charge de l'Environnement, l'association RECORD – REseau COopératif de Recherche sur les Déchets et l'Environnement – est le fruit d'une triple coopération entre industriels, pouvoirs publics et chercheurs. L'objectif principal de RECORD est le financement et la réalisation d'études et de recherches dans le domaine des déchets et des pollutions industrielles.

Les membres de ce réseau (groupes industriels et organismes publics) définissent collégialement des programmes d'études et de recherche adaptés à leurs besoins. Ces programmes sont ensuite confiés à des laboratoires publics ou privés.

### Avertissement :

Les rapports ont été établis au vu des données scientifiques et techniques et d'un cadre réglementaire et normatif en vigueur à la date de l'édition des documents.

Ces documents comprennent des propositions ou des recommandations qui n'engagent que leurs auteurs. Sauf mention contraire, ils n'ont pas vocation à représenter l'avis des membres de RECORD.

* ✓ Pour toute reprise d'informations contenues dans ce document, l'utilisateur aura l'obligation de citer le rapport sous la référence :

**RECORD**, Prétraitements avant valorisation matière et énergie des déchets solides, 2017, 168 p, n°15-0247/1A

* ✓ Ces travaux ont reçu le soutien de l'ADEME (Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie)

www.ademe.fr

© RECORD, 2017

### Comité de suivi de l'étude :

Gérard ANTONINI – UT COMPIEGNE / RECORD, Coryse COUDRAY-DECOCK – EDF, Bénédicte COUFFIGNAL – RECORD, Hélène GUY – SECHE ENVIRONNEMENT, Guillaume LOUCHEZ – SUEZ, Elisabeth PONCELET – ADEME
## RESUME

La présente étude s'inscrit dans le cadre de la perspective d'un recours accru aux matières premières issues de déchets dans les processus de production de matière et d'énergie.

A partir d'une liste de problématiques identifiées et sélectionnées comme présentant un enjeu significatif, l'étude dresse une revue de procédés, disponibles ou en développement, permettant de prétraiter certains déchets solides en vue de lever certains verrous techniques qui limitent leurs possibilités de valorisation.

L'objectif de tels prétraitements consiste à extraire le ou les composés considérés comme polluants ou non valorisables, afin que le déchet puisse être transformé en une matière première secondaire, utilisable dans un processus industriel de production de matière ou d'énergie.

Ainsi, 31 procédés ont été identifiés comme permettant de répondre aux problématiques sélectionnées. Ils sont décrits sous la forme de fiches. Ces procédés ont été classés sous forme d'un tableau selon la nature des déchets concernés et la finalité recherchée pour leur valorisation.

L'étude a conduit également à proposer 3 fiches descriptives de procédés dont l'application peut permettre le prétraitement de déchets variés ainsi que 4 fiches génériques dressant un panorama des solutions techniques répondant à une même problématique générale.

## MOTS CLES

Déchets solides, prétraitements, valorisation matière, valorisation énergétique, polluants, matière première secondaire, ressources alternatives

---

## SUMMARY

The present study constitutes a part of a prospect addressing the increased use of waste materials in the production of matter and energy.

Based on a list of problems identified and selected as containing a significant challenge, the study reviews the available processes, as well as those under development to pretreat a number of solid waste types in order to remove the technical obstacles that limit their potential for recovery.

The objective of such pretreatments is to extract the compounds considered as polluting or non-recoverable, so that the waste can be transformed into a secondary raw material, which can be used in the industrial process of matter and energy production.

Thus, 31 processes have been identified as enabling to address the selected issues. They are described in the form of information sheets. These processes have been classified and arranged into tables according to the nature of the concerned waste and the final destination for its recovery.

The study also led to propose 3 descriptive sheets of processes, the application of which can allow the pre-treatment of various waste types, as well as 4 generic sheets giving an overview of the technical solutions answering the same general problem.

## KEY WORDS

Solid waste, pretreatment, matter recovery, energy recovery, pollutants, secondary raw material, alternative resource
# SOMMAIRE

## PARTIE 1 : PRESENTATION DE L'ETUDE ET METHODOLOGIE ....................................................6

1 Présentation de l'étude ................................................................................................................7

1.1 Contexte et objectifs ................................................................................................................7

1.2 Programme de travail ................................................................................................................8

1.2.1 Cadrage de l'étude................................................................................................................8

1.2.2 Construction d'un modèle de fiche ................................................................................8

1.2.3 Elaboration de fiches sommaires pour une liste de problématiques sélectionnées ......8

1.2.4 Rédaction de fiches procédés et de fiches génériques....................................................9

2 Identification et analyse des problématiques ................................................................................9

2.1 Présentation de la démarche globale................................................................................................9

2.2 Méthodologie de recensement....................................................................................................10

2.3 Analyse des problématiques........................................................................................................13

2.4 Identification de thématiques génériques................................................................................14

3 Présentation des fiches sommaires et des fiches « procédé » ....................................................15

3.1 Contenu des fiches sommaires ....................................................................................................15

3.2 Méthodologie de recherche d'information /sources bibliographiques .................................16

3.2.1 Approche par problématique ................................................................................................16

3.2.2 Approche procédé ....................................................................................................................16

3.3 Liste des fiches sommaires ........................................................................................................17

3.4 Liste des fiches « procédé » ........................................................................................................22

4 Présentation des fiches génériques ................................................................................................22

## PARTIE 2 : FICHES....................................................................................................................23

FICHES SOMMAIRES ........................................................................................................................24

FICHES PROCÉDÉ ............................................................................................................................109

FICHES GÉNÉRIQUES....................................................................................................................116

5 Conclusion ....................................................................................................................................................157

## PARTIE 3 : ANNEXES....................................................................................................................158

ANNEXE 1 - CLASSIFICATION DES FILIERES DE TRAITEMENT DES DECHETS D'APRES ALAIN NAVARRO (1994) 159

ANNEXE 2 - LISTE EUROPEENNE DES DECHETS (LED) .................................................................160

ANNEXE 3 - MATRICE FILIERE-PROCEDES....................................................................................161

ANNEXE 4 - TRAME DE FICHE SOMMAIRE....................................................................................166
## Liste des figures

Figure 1 : Phases du programme de travail .................................................................................... 8

Figure 2 : Démarche globale .................................................................................................................. 9

## Liste des tableaux

Tableau 1 : Liste des problématiques proposées au Conseil scientifique ........................................ 10

Tableau 2 : Identification des thématiques des fiches génériques à partir de problématiques ............ 14

Tableau 3 : Liste des fiches sommaires par déchet et problématique.................................................. 17

Tableau 4 : Liste des fiches sommaires classées par déchet et par finalité de valorisation comme ressources matières.................................................................................................................... 20

Tableau 5 : Liste des fiches sommaires classées par déchet et par finalité de valorisation comme ressources énergétiques .................................................................................................................... 21

Tableau 6 : Liste des fiches procédé classées par déchet et par problématique.................................. 22
# PARTIE 1 : PRESENTATION DE L'ETUDE ET METHODOLOGIE
# 1 Présentation de l'étude

## 1.1 Contexte et objectifs

La Loi de transition énergétique pour la croissance verte a fixé comme objectif le découplage progressif entre la croissance économique et la consommation de matières premières. A ce titre, en matière de recyclage, elle fixe le cap d'un recyclage de 55% des déchets non dangereux à l'horizon 2020 et de 65% en 2025. Un certain nombre de mesures sont prévues par la loi comme l'obligation de contractualiser avec un éco-organisme pour la gestion des DEEE, la reprise des déchets du BTP par les distributeurs, l'obligation de recyclage des navires, la mise en œuvre du tri en 5 flux des déchets, l'incitation au tri à la source des biodéchets ou encore l'encadrement technique et règlementaire de la préparation et de l'utilisation de CSR. De la même manière des objectifs ambitieux sont fixés pour le développement des énergies renouvelables et notamment de la méthanisation.

De telles mesures sont bien sûr favorables à l'augmentation des taux de recyclage de déchets mais insuffisantes si elles ne sont pas accompagnées d'une évolution des processus industriels permettant la valorisation des déchets à la hauteur des objectifs fixés.

En effet, le recours à des matières premières dites secondaires ou alternatives, c'est à dire issues de déchets, dans les processus de production de matière ou d'énergie nécessite, dans bon nombre de cas, une préparation ou transformation du déchet à valoriser pour le rendre conforme au cahier des charges du processus industriel.

L'augmentation des objectifs de valorisation impose alors de compléter les opérations de tri réalisées dans le cadre de la collecte, par des opérations de préparation adaptées.

Cette étape préalable ou prétraitement peut consister à retirer du déchet ses fractions non valorisables (ou valorisables dans d'autres filières), en augmenter la siccité ou en retirer ou supprimer des éléments, substances ou composés organiques dont la présence n'est pas conforme au cahier des charges de production.

La valorisation matière ou énergie des déchets solides connait actuellement certaines limites, liées à plusieurs facteurs tels que la présence de polluants ou d'indésirables qui vont nuire au taux de valorisation, la présence de molécules ou constituants dans le déchet qui vont nuire à l'intégrité des installations de traitement (type acide ou chlore etc.), ou encore la présence de substances pouvant induire des risques sanitaires ou l'émission de gaz à effet de serre.

Cette problématique se pose pour des déchets produits de longue date mais dont la valorisation reste plafonnée (déchets de construction et démolition, mâchefers, sables de fonderie, pneus usagés, cables sous gaine plastique), des déchets dont la production est en développement (déchets plastiques de DEEE contenant des retardateurs de flamme bromés, déchets polymères composites, lampes fluocompacts, ...) ou encore des déchets susceptibles de constituer des combustibles solides, liquides ou gazeux.

Cette étude permet de donner des pistes et des recommandations à suivre, afin de lever certains verrous bloquant le développement de la valorisation de tels déchets solides.

Les objectifs de l'étude sont d'établir une revue des procédés et technologies permettant une réduction de la charge polluante de déchets solides pour rendre possible ou favoriser leur valorisation matière ou énergie, et d'évaluer les couts associés sur la base des informations disponibles.
## 1.2 Programme de travail

Les différentes phases du programme de travail sont présentées dans le schéma ci-dessous :

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Figure 1 : Phases du programme de travail</figcaption></figure>

### 1.2.1 Cadrage de l'étude

Les procédés de prétraitement sont fondés sur des concepts qui relèvent des principes suivants :

* physiques (broyage, criblage, centrifugation, extrusion, séparation magnétique, etc.),

* chimiques (neutralisation, conversion réactionnelle, inertage, etc.),

* physico-chimiques (lavage, adsorption, floculation, extraction par solvant, complexation, précipitation, etc.),

* thermiques (oxydation, désorption, extraction à la vapeur, fusion, etc.),

* thermochimiques (conversion, pyrolyse, gazéification, hydrotraitement, etc.),

* biologiques (métabolisation des phénols, etc.).

Afin de couvrir de la manière la plus complète possible le spectre des procédés de prétraitement, disponibles ou en développement, appropriés pour la préparation de déchets en vue de leur valorisation, un cadre général est proposé sous la forme d'une matrice filière / procédé.

L'objectif de cette phase est d'identifier une liste de problématiques dans laquelle la présence d'un polluant limite la valorisation matière ou énergie d'un déchet (couple polluant/déchet).

L'étude concerne les déchets solides uniquement, avec une problématique d'abattement de la charge polluante en amont d'une valorisation matière ou énergie. Le polluant est défini comme l'élément qui empêche la valorisation. La priorité doit être donnée aux polluants au sens environnemental, mais les conditionnements (type séchage) ne sont pas exclus de l'étude (en particulier s'ils permettent de valoriser un déchet à fort enjeu économique et environnemental).

### 1.2.2 Construction d'un modèle de fiche

Les informations concernant les procédés de prétraitement identifiés sont recueillies et présentées sous la forme de fiches dites sommaires mais présentant un niveau d'information suffisant pour en apprécier les modalités d'application.

### 1.2.3 Elaboration de fiches sommaires pour une liste de problématiques sélectionnées

Une recherche bibliographique de l'offre technologique correspondant aux couples polluants/déchets sélectionnés à l'issue de la première phase est menée afin d'aboutir à une fiche sommaire descriptive du procédé.
Les objectifs en termes de nombre de fiches sommaires fixés lors de la réunion de lancement étaient
les suivants :

* Procédés commercialement disponibles : 25

* Procédés en développement : 15

### 1.2.4 Rédaction de fiches procédés et de fiches génériques

A l'issue de la phase de recueil d'informations et de rédaction des fiches sommaires, le programme de travail a été réorienté en considérant que l'essentiel de l'information utile était présenté dans les fiches sommaires mais que certains sujets méritaient une approche plus transversale comme la possibilité d'employer un même procédé pour différentes applications de prétraitement ou encore la possibilité de recours à différents types de procédés pour parvenir à un prétraitement adapté.

Il a donc été convenu, avec le Comité de suivi, de rédiger des fiches procédés et des fiches génériques en remplacement des fiches détaillées initialement prévues.

## 2 Identification et analyse des problématiques

### 2.1 Présentation de la démarche globale

La figure 2 présente la démarche globale suivie, de l'identification de problématiques jusqu'à la sélection de problématiques qui seront approfondies sous forme de fiches sommaires, de fiches procédés et de fiches génériques.

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Figure 2 : Démarche globale</figcaption></figure>
## 2.2 Méthodologie de recensement

Une matrice « filière-procédé » a été présentée lors de la réunion de lancement de l'étude. Cette matrice a été développée de manière à couvrir le spectre des procédés de traitements disponibles ou en développement, et est directement inspiré de « La classification des filières de traitement des déchets » d'Alain Navarro (1994). Cette classification des filières à plusieurs niveaux fait apparaître les objectifs du traitement et la nature du déchet visé. La classification des filières de traitement des déchets par Alain Navarro (1994) est présentée en **Erreur ! Source du renvoi introuvable.** De plus la matrice s'est inspirée de la classification des catégories issues de la Liste Européenne des Déchets (LED), cette liste est présentée en **Erreur ! Source du renvoi introuvable.**

Cette matrice sous Excel comporte plus de 70 entrées avec les informations suivantes :

* Nature du déchet

* Filière (valorisation matière ou valorisation énergie)

* Sous filières (amendement organique, biocarburant, combustible solide, matériaux minéraux en technique routière, matières plastiques, métaux ...)

* Problématique

* Nature du polluant

* Procédé

* Type de procédé (physique, chimique, physicochimique, thermique, thermochimique, biologique...)

La matrice filière-procédés est présentée en **Erreur ! Source du renvoi introuvable.**

Une liste de déchets, extraite de cette matrice, a ensuite été envoyée au Comité de suivi pour qu'une liste de déchets prioritaires soit établie pour la suite de l'étude. Cette liste comporte 42 problématiques sous forme de couple « déchet/problématique ».

L'analyse de ces problématiques par le Conseil scientifique a permis d'identifier :

* 5 problématiques à abandonner (peu réalistes ou hors sujet)

* 2 problématiques peu intéressantes d'un pont de vue technologique

* 6 problématiques spécifiques avec un gisement limité

* 15 problématiques à traiter dans des fiches « génériques » (voir paragraphe 2.4)

Le tableau ci-dessous présente les 42 problématiques ainsi que les commentaires du Conseil scientifique en italique.

<table><caption>**Tableau 1: Liste des problématiques proposées au Conseil scientifique**</caption><thead><tr><th>DÉCHET</th><th>PROBLEMATIQUE</th></tr></thead><tbody><tr><td colspan="2">RESIDUS DE PROCEDES THERMIQUES</td></tr><tr><td>Mâchefers (MIDND)</td><td>Présence de métaux lixiviables à des concentrations supérieures aux seuils de valorisation en technique routière ou autre scénario de valorisation en construction</td></tr><tr><td>Cendres de boues de station d'épuration</td><td>Présence de phosphates en quantités supérieures aux spécifications de la cimenterie</td></tr><tr><td>Désulfogypse (Gypses du traitement des fumées des centrales au charbon)</td><td>Impuretés, métaux pour valorisation du Gypse en construction</td></tr><tr><td>Chaux résiduaires</td><td>Impuretés, métaux pour valorisation en neutralisation d'effluents</td></tr><tr><td>Sables de fonderie</td><td>Présence de résidus de liants organiques limitant leur valorisation en construction (technique routière ou autre) - Un procédé plus intéressant que l'utilisation des Ultrasons serait l'oxydation par combustion en lit fluidisé.</td></tr><tr><td>Cendres sèches riches en COT</td><td>La séparation électrostatique du COT pour rendre des cendres sèches (charbon) trop riches en COT conformes au critère de l'EN450 et rebrûler la fraction enrichie en COT. Une possibilité serait aussi l'incinération des cendres pour en oxyder la fraction combustible restante, si celle-ci est significative.</td></tr><tr><td>Cendres de stock</td><td>Séchage des cendres de stock (trop humides) pour les rendre valorisables en cimenterie (réalisé par Surschiste), Cette</td></tr></tbody></table>
<table><thead><tr><th>DÉCHET</th><th>PROBLEMATIQUE</th></tr></thead><tbody><tr><td></td><td>problématique est à intégrer dans une fiche « Transverse » sur le sèchage / extraction d'eau</td></tr><tr><td colspan="2">REFUS DE TRI MECANO BIOLOGIQUE</td></tr><tr><td>Refus de Tri Mécano Biologique</td><td>Présence de composés inorganiques, composés générateurs de goudrons lors de la production thermochimique de gaz combustible – Il n'est pas réaliste de rechercher la réduction de génération de goudrons par ce type de traitement</td></tr><tr><td>Refus de Tri Mécano Biologique</td><td>Risque d'émission de polluants atmosphériques dangereux (produits chlorés, dioxines et métaux lourds) lors de la combustion de CSR préparés à partir de ces refus – Sujet prioritaire très important, à placer en correspondance avec les évolutions règlementaires et les seuils permettant la valorisation CSR</td></tr><tr><td colspan="2">VEHICULES HORS D'USAGE ET RESIDUS DE BROYAGE AUTOMOBILES</td></tr><tr><td>RBA</td><td>Tri et séparation des polluants (retardateurs de flamme, CFC, plomb, mercure, ...) avant préparation de combustibles – Peu d'intérêt par rapport à la valorisation des métaux</td></tr><tr><td>RBA</td><td>Tri et séparation des polluants (retardateurs de flamme, CFC, plomb, mercure, ...) avant valorisation énergétique – Sujet prioritaire intéressant les constructeurs automobiles, ajouter l'objectif de la valorisation des métaux</td></tr><tr><td>RBA</td><td>Tri et séparation des polluants (retardateurs de flamme, CFC, plomb, mercure, ...) avant valorisation des matières plastiques - Peu d'intérêt à valoriser les plastiques par rapport aux métaux</td></tr><tr><td>VHU</td><td>Présence de fluides dangereux pour l'environnement (huile de moteur, antigel, liquide de freins, CFC, PCB ...) à séparer avant valorisation des métaux – Sujet peu intéressant d'un point de vue technologique</td></tr><tr><td colspan="2">PNEUMATIQUES NON REUTILISABLES Problématique importante et prioritaire. Les deux forment 1 même sujet</td></tr><tr><td>Pneumatiques usagés</td><td>Présence de soufre générant des émissions de SOx lors de l'utilisation du combustible qui serait produit par pyrolyse</td></tr><tr><td>Pneumatiques usagés</td><td>Présence de soufre générant des émissions de SOx lors de la combustion</td></tr><tr><td colspan="2">LAMPES USAGEES - Problématique importante et prioritaire concernant les métaux (plus que le verre)</td></tr><tr><td>Tubes fluorescents</td><td>Séparation du mercure avant récupération des métaux<br>Séparation du mercure avant recyclage du verre</td></tr><tr><td colspan="2">DEEE</td></tr><tr><td>Déchets imprimante (encre, toner)</td><td>Présence d'encres (métaux), solvants et retardateurs de flamme bromés à éliminer pour la valorisation des plastiques- Concerne un gisement très limité, peu d'intérêt pour la valorisation des plastiques</td></tr><tr><td>Déchets imprimante (encre, toner)</td><td>Présence d'encres (métaux), solvants et retardateurs de flamme bromés à éliminer pour la valorisation énergétique – Concerne un gisement très limité, cf. fiches génériques « Tri optique » et « Extraction métaux »</td></tr><tr><td>DEEE</td><td>Séparation des fractions bromées avant recyclage - cf. fiches génériques « Tri optique »</td></tr><tr><td colspan="2">DECHETS DE PLASTIQUE</td></tr><tr><td>Déchets matières plastiques</td><td>Séparation du brome et des retardateurs de flamme pour valorisation thermique des huiles - cf. fiches génériques « Tri optique »</td></tr><tr><td>Déchets plastique</td><td>Déchloration du PVC pour valorisation de plastiques comme combustibles liquides - cf. fiches génériques « Tri optique »</td></tr><tr><td>Emballages Vides de Produits Phytopharmaceutiques (EVPP)</td><td>Séparation des plastiques d'emballages (PEBD, PEHD, PP) avec les restes de produit phytopharmaceutique – Problématique spécifique, faible gisement</td></tr></tbody></table>
<table><thead><tr><th>DÉCHET</th><th>PROBLEMATIQUE</th></tr></thead><tbody><tr><td colspan="2">DECHETS DE PAPIER ET CARTONS</td></tr><tr><td>PCR</td><td>Séparation des indésirables (colles, adhésifs, métaux, agrafes, ficelle, encre, reliure,....)</td></tr><tr><td>Les boues de STEU, de traitement des eaux de refroidissement ou de papèteries</td><td>Contiennent des indésirables, plastiques, traces métalliques, bois etc. nuisible à leur valorisation (agronomique ou minérale) - Voir les technologies de tri des boues de papeterie avant valorisation comme CSR</td></tr><tr><td colspan="2">DECHETS DE LA CHIMIE MINERALE</td></tr><tr><td>Phosphogypse (provenant de la fabrication d'acide phosphorique)</td><td>Impuretés (métaux), acidité pour valorisation dans la filière plâtre – problématique très spécifique</td></tr><tr><td colspan="2">DECHETS DE DECONSTRUCTION ET DE DEMOLITION</td></tr><tr><td>Bétons, briques, tuiles, céramiques en mélange</td><td>Présence de sulfates en teneur supérieure aux limites d'acceptabilité technique et environnementale pour une valorisation dans des matériaux à base de liants hydrauliques. - Sujet prioritaire important</td></tr><tr><td>Granulats routiers (fraisats)</td><td>Détection et séparation des granulats contenant de l'amiante empêchant toute valorisation - Sujet prioritaire important</td></tr><tr><td>Granulats routiers (fraisats)</td><td>Détection et séparation des granulats contenant des goudrons limitant la valorisation - Sujet prioritaire important</td></tr><tr><td>Granulats de béton</td><td>Détection et séparation des granulats de béton revêtus de peinture au plomb limitant la valorisation comme granulats – Problématique spécifique (gisement ?)</td></tr><tr><td>Granulats de béton</td><td>Présence de PCB (mastics, sols à base de résine, double vitrage, condensateurs ...) limitant la valorisation comme granulat - Problématique spécifique (gisement ?)</td></tr><tr><td>Plâtre (plaques et carreaux)</td><td>Présence d'indésirables (isolants, résidus) à séparer pour valoriser le plâtre</td></tr><tr><td>Matériaux revêtus de type bétons/métaux</td><td>Décapage mécanique ou chimique</td></tr><tr><td>Sable de décapage contaminé</td><td>L'extraction dans le sable de décapage des revêtements DD type plomb ou amiante pour valoriser ou recycler le sable</td></tr><tr><td>Terres excavées polluées (qu'il soit in-situ ou hors site pour une réutilisation ultérieure)</td><td>Polluants spécifiques : HCT, HAP, PCB, métaux lourds pour les principaux)</td></tr><tr><td colspan="2">DECHETS DE BOIS</td></tr><tr><td>Déchets de Bois B</td><td>Faiblement traités (colle urée-formole, phéno-formole, vernis) à dépolluer pour produire des combustibles propres par torréfaction ou des gaz combustibles ou des substances à haute valeur ajoutée - Problématique prioritaire, gisement très important (y compris palette de Bois B) : objectif déclassement B -&gt; A</td></tr><tr><td>Déchets de Bois C</td><td>Fortement traité (créisotes, Cr Cu As, chlorophénols) à dépolluer pour produire des combustibles propres par torréfaction ou des gaz combustibles ou des substances à haute valeur ajoutée – Moindre importance</td></tr><tr><td colspan="2">BOUES DE STEP</td></tr><tr><td>Boues de STEP</td><td>Teneur en métaux lourds et en POP limitant la valorisation comme amendement organique - Problématique prioritaire à élargir aux digestats de méthanisation et lixiviats de décharge</td></tr><tr><td>Boues de STEP</td><td>Quantité importante de matière organique limitant la valorisation comme matériau de remblai, technique routière – Sujet à abandonner, trop peu réaliste</td></tr><tr><td colspan="2">BIODECHETS</td></tr><tr><td>Fraction Fermentescible des déchets ménagers</td><td>Présence de composés soufrés et siliciés générant de l'H2S et une corrosion précoce des équipements - Problématique prioritaire à élargir aux charges organiques de la méthanisation et du compostage</td></tr></tbody></table>
<table><thead><tr><th>DÉCHET</th><th>PROBLEMATIQUE</th></tr></thead><tbody><tr><td>Fraction Fermentescible des déchets ménagers</td><td>Présence d'indésirables, matières plastiques notamment, limitant la valorisation en amendement – Sujet à abandonner (cette problématique doit être traitée plus en amont par le tri et le déconditionnement)</td></tr><tr><td>Sous-produits de l'industrie de la viande</td><td>contiennent des micro-organismes pathogènes –> traitement par hygiénisation (pasteurisation ou stérilisation) avant méthanisation cf. fiche générique « Hygiènisation », élargir la problématique à toutes charges organiques (y compris Déchets d'activités de soins non dangereux).</td></tr><tr><td colspan="2">AUTRES</td></tr><tr><td>Mélanges eau/hydrocarbure</td><td>Extraction de l'eau - cf. fiches génériques « Sèchage – Extraction d'eau »</td></tr><tr><td>Boues fines ou de sédiments</td><td>Colmatage lors du séchage par des procédés membranaires – Problématique de choix de technologie (cf. membranes oscillantes type VSEP) hors cadre de l'étude.</td></tr><tr><td>Refus de TMB et OMr</td><td>Elaboration des CSR</td></tr></tbody></table>

## 2.3 Analyse des problématiques

Un certain nombre de problématiques identifiées n'ont pas abouti à la rédaction d'une fiche car aucun procédé n'a été trouvé, ou parce que les solutions proposées ont un intérêt technologique ou méthodologique limité :

* Biodéchets: Présence de composés silicés générant une corrosion précoce des équipements – Un pré-traitement n'est pas envisageable du fait du caractère diffus des composés silicés dans le gisement de déchets à traiter (les silicones sont présents dans des joints, composants électroniques, papiers d'emballage, pansements, vêtements imperméables, ustensiles de cuisine, cosmétiques, détergents, peintures, vernis, etc...)

* DASRI : Présence d'agents biologiques potentiellement pathogènes conférant un caractère dangereux aux déchets ce qui en limite les possibilités de valorisation énergétique – Des solutions techniques de désinfection des DASRI sont déjà largement mises en œuvre. Cette problématique sera toutefois traitée dans le cadre des fiches génériques (cf. 2.4)

* Emballages vides de produits phytosanitaires ou de produits fertilisants : l'éco-organisme ADIVALOR prend en charge la collecte des contenants après qu'ils aient été rincés par leur producteur, l'eau de rinçage étant réutilisée par le producteur du déchet. Les solutions identifiées ne présentent pas de caractère technologique.

* Refus de tri mécano-biologique : extraction des indésirables (produit chlorés, métaux lourds...) responsables de l'émission de polluants atmosphériques dangereux lors de la combustion de CSR préparés à partir de ces refus. Solution identifiée pour les produits chlorés (extraction des PVC à l'aide de machine de tri optique dans le process de tri/affinage des refus de TMB).) Cette technique bien maîtrisée est devenue classique. Néanmoins il est apparu nécessaire de présenter les différentes techniques de tri optique dans le cadre des fiches génériques (cf. 2.4)

* Papiers et cartons à recycler : le recyclage du papier et des cartons à recycler nécessite la séparation des indésirables (colles, adhésifs, métaux, agrafes, ficelle, encre, reliure...). Les solutions identifiées ne présentent pas de caractère technologique.

* Extraction de phtalates de produits plastifiés : l'extraction peut être réalisée par lavage à chaud ou à froid. Le lavage à froid purifie les matières plastiques mais présente quelques limites. Ainsi, certains indésirables comme les liquides résiduels ou les colles restent présents après cette opération. Le lavage à chaud est préconisé car il élimine en grande partie ces indésirables et résout ainsi les problèmes liés à leur présence : changement de propriétés physico-mécaniques des polymères, odeurs persistantes, etc. Ce lavage est souvent couplé à l'introduction d'additifs (soude par exemple) pour améliorer encore la régénération des produits.
## 2.4 Identification de thématiques génériques

Compte tenu du caractère transversal de certains prétraitements, il est apparu intéressant de rédiger un certain nombre de fiches « génériques » lors de la phase de sélection des problématiques parmi celles recensées.

<table><caption>Tableau 2 : Identification des thématiques des fiches génériques à partir de problématiques</caption><thead><tr><td>DECHET</td><td>PROBLEMATIQUE</td><td>FICHE GENERIQUE</td></tr></thead><tbody><tr><td>Cendres de stock</td><td>Séchage des cendres de stock (trop humides) pour les rendre valorisables en cimenterie (réalisé par Surschiste),</td><td rowspan="2">Séchage/extraction d'eau</td></tr><tr><td>Mélanges eau/hydrocarbure</td><td>Colmatage lors du séchage par des procédés membranaires</td></tr><tr><td>Déchets imprimante (encre, toner)</td><td>Présence d'encres (métaux), solvants et retardateurs de flamme bromés à éliminer pour la valorisation énergétique</td><td rowspan="5">Tri optique des déchets</td></tr><tr><td>DEEE</td><td>Séparation des fractions bromées avant recyclage</td></tr><tr><td>Déchets matières plastiques</td><td>Séparation du brome et des retardateurs de flamme pour valorisation thermique des huiles</td></tr><tr><td>Déchets plastique</td><td>Déchloration du PVC pour valorisation de plastiques comme combustibles liquides</td></tr><tr><td>Déchets imprimante (encre, toner)</td><td>Présence d'encres (métaux), solvants et retardateurs de flamme bromés à éliminer pour la valorisation énergétique</td></tr><tr><td>Chaux résiduaires</td><td>Impuretés, métaux pour valorisation en neutralisation d'effluents</td><td rowspan="5">Extraction des métaux lourds</td></tr><tr><td>Terres excavés</td><td>Séparation des polluants spécifiques : HCT, HAP, PCB, métaux lourds pour les principaux) limitant la valorisation en remblais ?</td></tr><tr><td>Boues de STEP</td><td>Teneur en métaux lourds et en POP limitant la valorisation comme amendement organique</td></tr><tr><td>Déchet de construction et démolition</td><td>Présence de métaux lourds et autres substance mêlés limitant la valorisation des matériaux minéraux</td></tr><tr><td>VHU</td><td>Teneur en métaux lourds dans les retardateurs de flamme</td></tr><tr><td>Sous-produits de l'industrie de la viande</td><td>Présence de micro-organismes pathogènes</td><td rowspan="2">Hygiénisation</td></tr><tr><td>Charges organiques (y compris déchets d'activités de soins non dangereux)</td><td>Présence de micro-organismes pathogènes</td></tr></tbody></table>

Ces fiches sont présentées au paragraphe 4.
# 3 Présentation des fiches sommaires et des fiches « procédé »

## 3.1 Contenu des fiches sommaires

Les informations recueillies sur chaque procédé sont présentées sous forme de fiches sommaires. Les fiches sommaires contiennent les rubriques suivantes :

* Objectif du procédé de traitement

Cette rubrique permet de présenter la cible du prétraitement, le rôle joué par le prétraitement dans la valorisation du déchet.

* Bases scientifiques du procédé et problématique

Cette rubrique a pour objectif de décrire de manière succincte les caractéristiques scientifiques sur lesquelles est basée la technologie de prétraitement. De plus, la problématique ainsi qu'une introduction à la notion de gisement relatif au déchet traité par le prétraitement sont présentées.

* Type de procédé

Cette rubrique permet de renseigner sur quels concepts la technologie de prétraitement est basée. Dans cette étude, nous distinguons 6 catégories : physique, chimique, physico-chimique, thermique, thermochimique et biologique.

* Nature du polluant

Cette rubrique permet de nommer le(s) polluant(s) spécifique(s) qui, en relation avec la problématique, empêche(nt) la valorisation du déchet.

* Maturité du procédé

Cette rubrique permet de renseigner si la technologie de prétraitement est mature ou encore en développement. Elle s'appuie sur une approche type échelle TRL (de l'anglais « Technology Readiness Level », qui peut se traduire par le niveau de maturité technologique) simplifiée en 3 niveaux :

- En développement (lorsque le procédé est au stade dit « laboratoire ») ;

- Emergent (lorsque le procédé est au stade dit « pilote » avec au moins une application au niveau prototype ou semi-industriel) ;

- Disponible sur le marché (lorsque le procédé est commercialisé et disponible)

* Technologie ou solution de référence

En corrélation avec la problématique identifiée, la ou les solution(s) de référence de traitement du déchet est (sont) présentée(s).

* Schéma bloc du process

Cette rubrique permet une représentation graphique simplifiée du procédé, permettant de visualiser les principaux flux mis en jeux lors de l'opération de prétraitement. De plus, une représentation du flux initial (entrant dans l'unité de prétraitement) et du flux sortant est indiquée.

* Etapes de traitement

Les étapes du traitement sont listées permettant une rapide compréhension de chacune des phases du prétraitement précédemment schématisées.

* Avantage/intérêt

Cette rubrique permet de mettre en évidence les atouts relatifs au prétraitement présenté par rapport à la solution de référence de traitement du déchet.

* Inconvénient/limite

Cette rubrique permet de mettre en évidence les obstacles relatifs au prétraitement présenté par rapport à la solution de référence de traitement du déchet.

* Règlementation applicable

La rubrique règlementation permet de présenter le cadre législatif et règlementaire concernant la gestion du déchet et sa valorisation ainsi qu'un volet spécifique, le cas échéant, de la gestion du polluant identifié.

* Exemples d'installations commerciales

Dans le cas de prétraitements émergents ou disponibles sur le marché, il est indiqué les caractéristiques relatives à l'installation existante (date de mise en marche, localisation, capacité de traitement ...)

* Potentiel d'émergence

Cette rubrique présente les limites d'application du procédé ou de sa mise en œuvre, ainsi que son potentiel d'utilisation dans le contexte normatif et réglementaire actuel.
* Champ de commentaires

Cette rubrique permet l'ajout de commentaires et de précisions concernant certains éléments de la fiche.

* Bibliographie

Les principales sources ayant servi à la rédaction de la fiche sont citées dans cette rubrique.

## 3.2 Méthodologie de recherche d'information /sources bibliographiques

Des recherches bibliographiques ont été menée afin d'identifier le ou les procédés permettant de résoudre les problématiques recensées dans la première phase de l'étude. Une approche par procédé a également été menée, mais dans une moindre mesure.

### 3.2.1 Approche par problématique

Recherche bibliographique

* Brevets Espace net et Google Patents

* Encyclopédies : Techniques de l'Ingénieur

* Ouvrages : Guide du traitement des déchets – Réglementation et choix des procédés, Alain Damien – 7ᵉ édition - 2016

* Revues via Science direct

* Thèses

* Proceedings de conférences (WASTE Eng, Conférences spécialisées

* Portail INNOV'R

* Normes et réglementations : Eur-LEX ; Legifrance, ISO, CEN, AFNOR

* Site WEB des financeurs de la recherche (ANR, ADEME ..., H2020 et Life FEDER...)

* Site WEB de la Commission Européenne (rapports)

* Sites WEB de fournisseurs de procédés

* Sites WEB de gestionnaires de déchets

* Contacts de partenaires socio-économiques (COLAS, Eiffage, CEREMA, MTB Recycling)

La liste des principales sources consultées pour l'élaboration de chaque fiche figure dans la rubrique « bibliographie » des fiches sommaires.

### 3.2.2 Approche procédé

Au cours des recherches menées pour répondre aux problématiques polluants/déchets recensées à travers la bibliographie ou via des contacts avec nos partenaires socio-économiques, des procédés intéressants, bien que ne répondant pas directement à ces problématiques, ont été identifiés.

Ces procédés sont applicables à différents polluants et peuvent répondre à diverses problématiques.

Il nous a donc semblé intéressant de rédiger une fiche descriptive pour les procédés suivants :

* Extraction des polluants par fluide supercritique (rédigée en partenariat avec l'IFS, Innovation Fluides Supercritiques)

* Procédé de lavage hydrocyclonage (réalisée en partenariat avec la société TPMG, spécialiste des procédés de traitement par voir humide des déchets, sols et sédiments)

* Procédés de décapage cryogénique
## 3.3 Liste des fiches sommaires

Le tableau ci-dessous donne la liste des fiches sommaires classées par déchet et problématique. Celles-ci sont regroupées dans la seconde partie de ce travail.

<table><caption>Tableau 3 : Liste des fiches sommaires par déchet et problématique</caption><thead><tr><td>DECHET</td><td>PROBLEMATIQUE</td><td>TITRE</td><td>MATURITE</td></tr></thead><tbody><tr><td>Cendres sèches riches en COT</td><td>La séparation électrostatique du COT pour rendre des cendres sèches (charbon) trop riches en COT conformes au critère de l'EN450 et rebrûler la fraction enrichie en COT</td><td>Séparation électrostatique / Cendres sèches</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>Cendres sèches riches en COT</td><td>Incinération des cendres pour en oxyder la fraction combustible restante, si celle-ci est significative.</td><td>Combustion/ Cendres sèches</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>Déchets de construction et de démolition</td><td>Séparation du plâtre des matériaux de construction et démolition (SERFIM – NANTET)</td><td>Chaine de tri et broyage / Plâtre issu des matériaux de construction et de démolition</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>Déchets de chantiers de construction et de démolition</td><td>Présence de sulfates en teneur supérieure aux limites d'acceptabilité technique et environnementale pour une valorisation dans des matériaux à base de liants hydrauliques</td><td>Elimination des sulfates / Déchets contenant des résidus de plâtre</td><td>EN DEVELOPPEMENT</td></tr><tr><td>Plaques et carreaux de plâtre</td><td>Présence d'indésirables (isolants, résidus) à séparer pour valoriser le plâtre</td><td>Extraction des indésirables / Déchets de plâtre</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>Granulats routiers</td><td>Présence de goudrons limitant la valorisation</td><td>Encapsulage / Granulats routiers pollués aux HAP</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>MIDND</td><td>Présence de métaux lixiviables à des concentrations supérieures aux seuils de valorisation en technique routière ou autre scénario de valorisation en construction</td><td>Extraction par lavage chimique/MIDND</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>Sables de fonderie</td><td>Présence de résidus de liants organiques limitant leur valorisation en construction (technique routière ou autre)</td><td>Combustion en lit fluidisé/Sables de fonderie</td><td>DISPONIBLE</td></tr></tbody></table>
<table><thead><tr><td>DECHET</td><td>PROBLEMATIQUE</td><td>TITRE</td><td>MATURITE</td></tr></thead><tbody><tr><td>Sables de fonderie</td><td>Présence de résidus de liants organiques limitant leur valorisation en construction (technique routière ou autre)</td><td>Dégange thermique/Sables de fonderie</td><td>EN DEVELOPPEMENT</td></tr><tr><td>Sables de fonderie</td><td>Présence de résidus de liants organiques limitant leur valorisation en construction (technique routière ou autre)</td><td>Ultrasons haute fréquence/Sables de fonderie</td><td>EN DEVELOPPEMENT</td></tr><tr><td>Déchets matières plastiques, DEEE</td><td>Séparation des retardateurs de flamme pour valorisation matière</td><td>Extraction sélective de polymères/DEEE</td><td>EN DEVELOPPEMENT</td></tr><tr><td>Déchets composites</td><td>Séparation des différents éléments des composites afin de les valoriser</td><td>Solvolyse / Déchets composites</td><td>EN DEVELOPPEMENT</td></tr><tr><td>Pneumatiques usagés</td><td>Présence de soufre générant des émissions de SOx lors de la combustion</td><td>Dévulcanisation par micro-onde/ Déchets de pneumatiques usagés</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>Pneumatiques usagés</td><td>Présence de soufre générant des émissions de SOx lors de la combustion</td><td>Dévulcanisation par oxydation contrôlée / Pneumatiques usagés</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>Pneumatiques usagés</td><td>Présence de soufre générant des émissions de SOx lors de la combustion</td><td>Dévulcanisation biologique / Pneumatiques usagés</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>Câbles</td><td>Elimination des indésirables pour valorisation des métaux présents dans les câbles électriques</td><td>Séparation automatisée des constituants / Câbles</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>VHU</td><td>Présence de fluides dangereux pour l'environnement (huile de moteur, antigel, liquide de freins, CFC, PCB ...)</td><td>Extraction des fluides / VHU</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>Lampes usagées</td><td>Séparation du mercure avant recyclage des métaux</td><td>Broyage et tamisage / Lampes fluocompactes</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>Lampes usagées</td><td>Séparation du mercure avant recyclage des métaux</td><td>Coupage soufflage / t Tube fluorescent</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>Tubes fluorescents et écrans plats</td><td>Séparation du mercure avant recyclage des métaux</td><td>Séparation automatisée des constituants/lampes, tubes fluorescents et écrans plats</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>Déchets pâteux</td><td>Récupération des solvants dans les déchets pâteux</td><td>Désorption par vide poussé/déchet pâteux</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>Déchets de bois B</td><td>Bois faiblement traités à dépolluer pour produire des combustibles propres</td><td>Hydrolyse et fermentation séparées / Bois B</td><td>EN DEVELOPPEMENT</td></tr><tr><td>Déchets agro-alimentaires</td><td>Elimination des sucres complexes pour augmentation de la production de combustibles propres</td><td>Hydrolyse acide / Déchets agroalimentaires de conserveries végétales</td><td>EN DEVELOPPEMENT</td></tr></tbody></table>
<table><thead><tr><td>DECHET</td><td>PROBLEMATIQUE</td><td>TITRE</td><td>MATURITE</td></tr></thead><tbody><tr><td>Déchets plastiques</td><td>Déchloration du PVC pour valorisation de plastiques comme combustibles liquides</td><td>Déchloration catalytique / PVC</td><td>EN DEVELOPPEMENT</td></tr><tr><td>Déchets plastiques</td><td>Déchloration du PVC pour valorisation de plastiques comme combustibles liquides</td><td>Pyrolyse par étapes / mélanges de polymères (dont PVC)</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>Déchets de bois C - fortement traité</td><td>Bois fortement traités à dépolluer pour produire des combustibles propres</td><td>Lixiviation chimique acide sulfurique / Déchet bois CCA</td><td>EN DEVELOPPEMENT</td></tr><tr><td>Déchets de bois C - fortement traité</td><td>Bois fortement traités à dépolluer pour produire des combustibles propres</td><td>Extraction biologique / Bois traités CCA</td><td>EN DEVELOPPEMENT</td></tr><tr><td>Combustible solide de récupération</td><td>Amélioration de la qualité des CSR à partir des refus de TMB et des OM</td><td>Amélioration de la qualité des CSR</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>Boues de STEP</td><td>Amélioration de la production de méthane et la dégradation des matières organiques en amont d'une digestion anaérobie</td><td>Prétraitement ultrasonique en vue d'améliorer la digestion anaérobie / Boues de STEP</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>Déchets agro-alimentaires</td><td>La digestion anaérobie nécessite un temps de rétention du processus non négligeable. Des prétraitements permettent de réduire ce temps de réaction et d'améliorer la production de méthane</td><td>Ozonation/ Déchets agroalimentaires</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>Déchets agro-alimentaires</td><td>Réduction des polymères gras en vue de produire du méthane</td><td>Saponification/ Déchets agroalimentaires d'abattoir</td><td>DISPONIBLE</td></tr><tr><td>Déchets organiques</td><td>Abattement du soufre des déchets organiques avant méthanisation</td><td>Réactif de désulfuration / Déchets organique soufrés</td><td>DISPONIBLE</td></tr></tbody></table>

Au total, 31 fiches sommaires décrivant 21 procédés de prétraitement commercialement disponibles et 10 procédés en cours de développement, ont été rédigées. Les procédés permettant d'améliorer la qualité des CSR font l'objet d'une fiche spécifique rédigée sur la base de la trame des fiches sommaires.

Certaines problématiques ont fait l'objet de plus d'une fiche car, pour un même polluant, diverses technologies de prétraitement peuvent être identifiées (exemple de la dévulcanisation de pneumatiques usagés).

Les tableaux ci-dessous présentent un autre classement des fiches en fonction de la finalité du prétraitement, (valorisation matière ou valorisation ressources énergétiques).
<table><caption>Tableau 4 : Liste des fiches sommaires classées par déchet et par finalité de valorisation comme ressources matières</caption><thead><tr><th></th><th>Valorisation matériaux minéraux</th><th>Valorisation matières plastiques et caoutchoutiques</th><th>Valorisation métaux non ferreux</th><th>Valorisation métaux stratégiques</th></tr></thead><tbody><tr><td colspan="5">RESIDUS DE PROCEDES THERMIQUES</td></tr><tr><td>MIDND</td><td>Extraction par lavage chimique</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sables de fonderie</td><td>Combustion en lit fluidisé<br>Dégangage thermique<br>Ultrasons haute fréquence</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cendres sèches riches en COT</td><td>Combustion du carbone<br>Séparation triboélectrostatique</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="5">DECHETS AUTOMOBILES</td></tr><tr><td>VHU</td><td></td><td>Dévulcanisation par micro-onde<br>Dévulcanisation par oxydation contrôlée<br>Dévulcanisation biologique</td><td>Extraction des fluides</td><td></td></tr><tr><td>Pneumatique usagés</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="5">MATIERES PLASTIQUES ET DEEE</td></tr><tr><td>Déchets matières plastiques, DEEE</td><td></td><td>Extraction sélective de polymères<br>Solvolyse<br>Pyrolyse par étapes</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lampes usagées</td><td></td><td></td><td>Broyage et tamisage<br>Découpage et souflage</td><td></td></tr><tr><td>Tubes fluorescents et écrans plats</td><td></td><td></td><td>Séparation automatisée des constituants</td><td></td></tr><tr><td>Câbles</td><td></td><td></td><td>Séparation automatisée des constituants</td><td></td></tr><tr><td colspan="5">DECHETS DE DECONSTRUCTION ET DEMOLITION</td></tr><tr><td>Plâtre</td><td>Chaine de tri et broyage (Nantet)<br>Extraction des indésirables</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Déchets de construction et démolition</td><td>Elimination des sultates</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>
<table><caption>Tableau 5 : Liste des fiches sommaires classées par déchet et par finalité de valorisation comme ressources énergétiques</caption><thead><tr><th></th><th>Valorisation matériaux minéraux</th><th>Valorisation matières plastiques et caoutchoutiques</th><th>Valorisation métaux non ferreux</th><th>Valorisation métaux stratégiques</th></tr></thead><tbody><tr><th>Granulats routiers (fraisats)</th><td>Encapsulage</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><th colspan="5">AUTRE</th></tr><tr><th>Déchets pâteux</th><td>Désorption par vide poussé</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

<table><thead><tr><th></th><th>Combustible liquide</th><th>Combustible solide</th><th>Combustible gazeux</th></tr></thead><tbody><tr><th colspan="4">DECHETS AUTOMOBILES</th></tr><tr><th>Pneumatique usagés</th><td>Dévulcanisation par micro-onde</td><td></td><td></td></tr><tr><th colspan="4">MATIERES PLASTIQUES ET DEEE</th></tr><tr><th>Déchets plastiques</th><td>Déchloration catalytique<br>Pyrolyse par étapes</td><td></td><td></td></tr><tr><th colspan="4">DECHET DE BOIS</th></tr><tr><th>Déchet de Bois C (CCA)</th><td></td><td>Lixiviation chimique acide sulfurique<br>Extraction biologique</td><td></td></tr><tr><th>Déchet de BOIS B</th><td>Hydrolyse et fermentation séparées</td><td></td><td></td></tr><tr><th colspan="4">DECHETS ORGANIQUES</th></tr><tr><th>Déchets agroalimentaires</th><td>Hydrolyse acide</td><td></td><td>Ozonation<br>Saponification</td></tr><tr><th>Boues de step</th><td></td><td></td><td>Prétraitement ultrasonique</td></tr><tr><th>Déchets organiques</th><td></td><td></td><td>Réactif de désulfuration</td></tr><tr><th colspan="4">AUTRE</th></tr><tr><th>Refus de TMB et OMr</th><td></td><td>Amélioration de la qualité des CSR</td><td></td></tr></tbody></table>

Les fiches sommaires sont présentées dans la seconde partie de ce travail – FICHES SOMMAIRES.
## 3.4 Liste des fiches « procédé »

Le tableau ci-dessous donne la liste des fiches décrivant des procédés pouvant être utilisés pour répondre à diverses problématiques. Ces fiches contiennent les mêmes rubriques que les fiches sommaires.

<table><caption>Tableau 6 : Liste des fiches procédé classées par déchet et par problématique</caption><thead><tr><td>DECHET</td><td>PROBLEMATIQUE</td><td>TITRE</td><td>MATURITE</td></tr></thead><tbody><tr><td>Matériaux revêtus de type bétons/ métaux</td><td>Présence de revêtements</td><td>Décapage cryogénique</td><td>EN DEVELOPPEMENT</td></tr><tr><td>Déchet solide</td><td>Polluants dans déchets solides</td><td>Extraction des polluants par fluide supercritique</td><td>EN DEVELOPPEMENT</td></tr><tr><td>Sols et sédiments</td><td>Extraction de polluant et sols et revalorisation sur site</td><td>Lavage et hydrocyclonage</td><td>DISPONIBLE</td></tr></tbody></table>

Les fiches procédé sont présentées dans la seconde partie de ce travail – FICHES PROCEDES.

# 4 Présentation des fiches génériques

Les 4 thématiques génériques identifiées lors de la phase de sélection des problématiques sont les suivantes:

* Hygiénisation

* Séchage/extraction d'eau

* Tri optique

* Extraction des métaux lourds

Les fiches génériques, après une brève description de la problématique traitée, décrivent différents procédés selon les rubriques suivantes :

* Type de procédé

* Maturité (TRL)

* Descriptif

* Schéma de principe

* Applications et potentiel d'émergence

* Limites

Un tableau de synthèse en fin de fiche permet d'identifier les principales applications des différentes technologies recensées.

Les fiches génériques sont présentées dans la seconde partie de ce travail – FICHES GENERIQUES.
# PARTIE 2 : FICHES
# FICHES SOMMAIRES

## VALORISATION MATIERE

### Valorisation matériaux minéraux

#### Cendres sèches riches en COT

1- Combustion/ Cendres sèches 26

2- Séparation triboélectrostatique / Cendres sèches 29

#### Déchets de construction et de démolition (DCD)

3- Chaine de tri et broyage / Plâtre issu des matériaux de construction et de démolition 31

4- Elimination des sulfates / Déchets contenant des résidus de plâtre 34

5- Extraction des indésirables / Déchets de plâtre 37

#### Granulats routiers (fraisats)

6- Encapsulage / Granulats routiers pollués aux HAP 39

#### MIDND

7-Extraction par lavage chimique / MIDND 41

#### Sables de fonderie

8- Combustion en lit fluidisé / Sables de fonderie 45

9- Dégange thermique / Sables de fonderie 47

10- Ultrasons haute fréquence /Sables de fonderie 49

### Valorisation matières plastiques et caoutchoutiques

#### Déchets matières plastiques, DEEE

11- Extraction sélective de polymères / DEEE 51

12- Solvolyse / Déchets composites 53

#### Pneumatique usagés

13- Dévulcanisation par micro-onde/ Déchets de pneumatiques usagés 56

14- Dévulcanisation par oxydation contrôlée / Pneumatiques usagés 58

15- Dévulcanisation biologique / Pneumatiques usagés 60

### Valorisation métaux non ferreux

#### Câbles

16- Séparation automatisée des constituants/ Câbles 62

#### VHU

17- Extraction des fluides / VHU 64

### Valorisation métaux stratégiques

#### Lampes usagées

18- Broyage et tamisage / Lampes fluocompactes 66

19- Découpage et souflage / Tube fluorescent 68

#### Tubes fluorescents et écrans plats

20- Séparation automatisée des constituants / Lampes, tubes fluorescents et écrans plats 70
Autre

Déchets Pâteux

21- Désorption par vide poussé/ Déchets pâteux 72

VALORISATION RESSOURCE ENERGETIQUE

Combustibles liquides

Déchet de BOIS B

22- Hydrolyse et fermentation séparées / Bois B 75

Déchets agroalimentaire

23- Hydrolyse acide / Déchets agroalimentaires de conserveries végétales 78

Déchets plastiques

24- Déchloration catalytique / PVC 81

25- Pyrolyse par étapes / Mélange de polymères (dont PVC) 83

Combustibles solides

Déchet de Bois

26- Lixiviation chimique acide sulfurique / Déchet bois CCA 85

27- Lixiviation biologique chitine et chitosane / Bois traités CCA 88

OMr et refus de TMB

28- Amélioration de la qualité des CSR 91

Combustible gazeux

Boues de step

29- Prétraitement ultrasonique en vue d'améliorer la digestion anaérobie/ Boues de STEP 96

Déchets agroalimentaire

30- Ozonation/ Déchets agroalimentaires 100

31- Saponification/ Déchets agroalimentaires d'abattoir 103

Déchets organiques

32- Réactif de désulfuration / Déchets organique soufrés 106
CARBON BURN OUT PROCESS

L'objectif du procédé est de brûler le carbone résiduel présent dans les cendres sèches produites dans les centrales thermiques à charbon afin de les rendre conformes à la norme EN 450 et les valoriser comme produit d'addition des bétons

Le carbone résiduel contenu dans les cendres est brûlé dans un four à lit fluidisé bouillonnant. Les cendres non commercialisées sous forme sèche sont humidifiées pour simplifier leur manutention et éviter leur envol, puis stockées dans des parcs de stockage en terril ou en bassin de décantation. Cet entreposage des surplus depuis des décennies conduit à un volume important de cendres potentiellement valorisables (plusieurs millions de tonnes).

Le référentiel EN 450 impose un taux maximum de 5 % en carbone imbrûlé pour une valorisation des cendres volantes dans des bétons.¹, ²

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Thermique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Carbone imbrûlé (COT)</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>Disponible (TRL9) -traitement sur site possible</td></tr><tr><td>Technologies ou solution de référence</td><td>Stockage (ISDND)</td></tr></table>

SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_7.png" /></figure>

Flux entrant
Cendres volantes, Air chaud

Flux sortant
Cendres conformes pour valorisation, chaleur

ETAPES DE TRAITEMENT

- Acheminement des cendres du silo ou du terril vers le four par un camion automatisé

- Combustion dans un four à lit fluidisé bouillonnant dédié au traitement

- Refroidissement des cendres dans un échangeur thermique et récupération de la chaleur

- Récupération des cendres appauvries en carbone pour valorisation
# COMBUSTION / CARBONE DANS CENDRES SECHES

## AVANTAGE/ INTERET

Procédé continu et automatisé

Récupération de la chaleur émise lors de la combustion et lors du refroidissement des cendres vers la centrale thermique

Obtention de cendres de qualité (granulométrie plus faible que les cendres d'alimentation)

Procédé applicable sans transformation de la centrale thermique

## INCONVENIENT/ LIMITE

Le procédé est plus intéressant d'un point de vue économique si la teneur en carbone des cendres permet son fonctionnement sans apport d'énergie. En effet, pour que le procédé soit authothermique, il faut que la seule enthalpie de combustion du carbone résiduel des cendres puisse couvrir les besoins en chaleur spécifique de maintien en température de combustions de la fraction minérale non combustible ainsi que l'inertie thermique du réacteur et les pertes pariétales. Une telle simulation nous donne le graphe ci-dessous où nous pouvons voir que le procédé ne peut être autotherme qu'à partir de 10% de taux de carbone dans les cendres.

<figure><img src="image_8.png" /></figure>

En deçà de 10% de taux de carbone, il faut impérativement prévoir une source d'énergie supplémentaire pour assurer la combustion. Par ailleurs, la chaleur du four pourrait être utilisée pour le séchage des cendres stockées, ce que ne prévoit pas le procédé actuel.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Les normes européennes EN450-1 et NF EN 206 fixent les conditions d'emploi des cendres volantes comme composants dans diverses catégories de béton.

Le référentiel EN 450 impose un taux maximum de 5 % en carbone imbrûlé pour une valorisation dans des bétons.¹, ²

Rubrique ICPE 2771 Traitement thermique de déchets non dangereux (soumis à autorisation)

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

La société « Progress Material Inc. (PMI) » a développé cette technologie.

La première installation (Wateree Station, South Carolina Electric and Gas, 1999) traite 180000 tonnes de cendres par an. Une seconde installation a été mise en service en 2002 pour la centrale de Santee Cooper (Caroline du Sud).
# COMBUSTION / CARBONE DANS CENDRES SECHES

## POTENTIEL D'EMERGENCE

Les cendres de charbon sont des produits d'addition très courants des bétons. Cette filière constitue la voie principale de valorisation des cendres (45% entre 2002 et 2011 selon l'UFCC). L'évolution à la baisse des capacités de production énergétique par combustion de charbon, en conduisant à la baisse de production des cendres de fraîche production, peut rendre ce type de procédé intéressant pour l'industrie du béton permettant ainsi de reprendre des stocks de cendres dont la valorisation n'était pas envisageable jusqu'à présent.

S'agissant du traitement d'un gisement limité, l'optimisation économique et/ou la diversité des applications possibles sont des facteurs essentiels à l'émergence du procédé.

Le procédé permet également de traiter l'ammoniaque présente provenant des technologies qui visent à réduire la production de NOx.

Certains sites sont déjà pourvus d'installations de séchage de cendres en vue de leur valorisation.

## CHAMP DE COMMENTAIRES

Le design et les paramètres de fonctionnement sont optimisées à l'échelle pilote chez PMI afin de concevoir l'unité industrielle.

Des procédés basés sur la combustion par four microonde ou conventionnel, par oxydation par eau supercritique, ou par flottation n'ont été développés qu'à l'échelle pilote.

## BIBLIOGRAPHIE

[1] NF EN 450-1 d'octobre 2012 : « Cendres volantes pour béton Partie 1 : Définition, spécifications et critères de conformité ».

[2] NF EN 450 d'octobre 2005 « Cendres volantes pour béton Partie 2 : Evaluation de la conformité »
Fly ash benefication by carbon burnout in a dry bubbling fluid bed, US Patent n° WO 1992017415 A1
Carbon Burn Out, A state of the art in commercial ash beneficiation, Lisa Cooper, Progress Materials, Inc., World of Coal Ash Conference, Mai 2007

http://www.pmiash.com/carbonburnout.asp
# SEPARATION TRIBO ELECTROSTATIQUES / CARBONE DANS CENDRES SECHES

## SEPARATION TRIBO ELECTROSTATIQUE®

L'objectif du procédé est de séparer le carbone imbrulé des cendres volantes des centrales thermiques à charbon afin de les rendre conformes à la norme EN 450 et les valoriser comme produit d'addition des bétons.

Le procédé repose sur la séparation du carbone et des cendres après les avoir chargées par frottement entre deux électrodes.

Les cendres non commercialisées sous forme sèche sont humidifiées pour simplifier leur manutention et éviter leur envol, puis stockées dans des parcs de stockage en terril ou en bassin de décantation.

Cet entreposage des surplus depuis des décennies conduit à un volume important de cendres potentiellement valorisables.

Le référentiel EN 450 impose un taux maximum de 5 % en carbone imbrûlé pour une valorisation des cendres volantes dans des bétons.¹, ²

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Physicochimique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Carbone imbrûlé</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>Disponible (TRL9)- traitement sur site possible</td></tr><tr><td>Technologies de référence</td><td>Stockage (ISDND)</td></tr></table>

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_9.png" /></figure>

**Flux entrant**
Cendres volantes

**Flux sortant**
Cendres conformes pour valorisation et résidu riche en carbone

## ETAPES DE TRAITEMENT

* Introduction du flux de cendres de terril entre deux électrodes planes parallèles

* Les particules se chargent électrostatiquement par frottement

* Transport des particules chargées positivement et négativement par un tapis roulant dans des directions opposées

* Récupération des cendres appauvries en carbone valorisables dans des bétons et d'un résidu enrichi en carbone qui peut être valorisé thermiquement.
# SEPARATION TRIBO ELECTROSTATIQUES / CARBONE DANS CENDRES SECHES

## AVANTAGE/ INTERET

Récupération de cendres contenant de moins de 1.5 à 4.5 % de carbone imbrûlé, selon les paramètres utilisés (vitesse du tapis roulant, vitesse d'alimentation,

Fonctionne avec un débit élevé de cendres, jusqu'à 40 tonnes/heure

Processus sec qui ne nécessite aucun réactif et ne produit aucune émission

Système compact (environ 9 m longueur*1.5m largeur *2.75 m hauteur)

Valorisation thermique du résidu enrichi en carbone possible

## INCONVENIENT/LIMITE

S'applique à un gisement limité.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Les normes européennes EN450-1 et NF EN 206 fixent les conditions d'emploi des cendres volantes comme composants dans diverses catégories de béton.

Le référentiel EN 450 impose un taux maximum de 5 % en carbone imbrûlé pour une valorisation dans des bétons.¹, ²

Rubrique ICPE 2791 (soumis à autorisation si > 10 t/j)

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

La société « ST Equipement and Technologies LCC (STET) » commercialise le procédé depuis 1995 aux Etats Unis, en Angleterre (EDF, West Burton Power Station) et en Pologne.

## POTENTIEL D'EMERGENCE

Les cendres de charbon sont des produits d'addition très courants des bétons. Cette filière constitue la voie principale de valorisation des cendres (45% entre 2002 et 2011 selon l'UFCC). L'évolution à la baisse des capacités de production énergétique par combustion de charbon, en conduisant à la baisse de production des cendres de fraîche production, peut rendre ce type de procédé intéressant pour l'industrie du béton permettant ainsi de reprendre des stocks de cendres dont la valorisation n'était pas envisageable jusqu'à présent.

S'agissant du traitement d'un gisement limité, l'optimisation économique et/ou la diversité des applications possibles sont des facteurs essentiels à l'émergence du procédé.

Le séchage des cendres est déjà en place en France pour la reprise de cendres de terril. Ce procédé de pré-traitement apparaît relativement peu coûteux tant en fonctionnement qu'en investissement.

## CHAMP DE COMMENTAIRES

La consommation énergétique du procédé (hors séchage et désagglomération) est estimée à 1 kWh par tonne de produit traité. La majeure partie de l'énergie est consommée par les deux moteurs du tapis roulant.

Le procédé de séparation électrostatique reste le plus répandu. Des procédés basés sur la combustion par four microonde ou conventionnel, par oxydation par eau supercritique, ou par flottation n'ont été développés qu'à l'échelle pilote.

## BIBLIOGRAPHIE

[1] NF EN 450-1 d'octobre 2012 : « Cendres volantes pour béton Partie 1 : Définition, spécifications et critères de conformité ».

[2] NF EN 450 d'octobre 2005 « Cendres volantes pour béton Partie 2 : Evaluation de la conformité » « 20 Years of commercial Experience in Dry Triboelectrostatic Beneficiation of Fly Ash », F. Hrach, S. Gasiorowski, H. Guicherd, conference Vietbuild Ho Chi Minh City (juin 2015)
# CHAINE DE TRI ET BROYAGE/PLÂTRE ISSU DES MATERIAUX DE CONSTRUCTION ET DEMOLITION

## PROCEDE NANTET

L'objectif de l'unité de prétraitement est de valoriser le gypse et les matériaux isolants à partir de déchets de plâtre en mélange associé ou non à des complexes isolants. Pur à 90%, le gypse repart dans le cycle de production de nouvelles plaques de plâtre.

Bien que les gisements exploitables de gypse soient estimés à 350 millions de tonnes en France, l'essentiel de ces réserves est néanmoins rendu inaccessible compte-tenu de l'urbanisation et des grandes infrastructures. Face à cette difficulté et dans une perspective d'approvisionnement durable, les réserves doivent continuer à être gérées de manière raisonnée. Ainsi, une augmentation de l'utilisation de matière première secondaire est particulièrement encouragée par les pouvoirs publics, d'autant que les déchets de plâtre, non dangereux, bénéficient de la recyclabilité naturelle et infinie du gypse.

Le gisement des déchets de plâtre issus de produits de construction, estimé entre 350000 et 400000 tonnes, est principalement constitué de déchets issus de la découpe de plaques de plâtre neuves sur les chantiers de construction et de déchets de démolition. Le premier gisement est à l'origine de la plus grande partie des déchets recyclés à ce jour, le second gisement comprenant des éléments indésirables (enduits, isolant, peintures...) est le plus souvent enfoui en centre de stockage (alvéole spécifique) car plus difficilement valorisable.

A ce jour, seules les plaques de plâtre cartonnées sans complexe isolant, soit moins de 50 % du gisement global des déchets de plâtre, sont traitées, le reste part à l'enfouissement.

L'unité de prétraitement développée, par une succession d'étapes de tri et de broyage, permet de valoriser les déchets de plâtres en mélange, qu'ils soient associés ou non à des éléments indésirables.

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Mécanique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Enduits, isolants, peintures ...</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>Disponible (TRL 9) – traitement en unité centralisée</td></tr><tr><td>Technologies ou solution de référence</td><td>Stockage en alvéole dédiée (ISDND)</td></tr></table>

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_10.png" /></figure>

**Flux entrant**
Déchets de plâtre en mélange

**Flux sortant**
Gypse valorisable, papier-carton, éléments isolants, bois, éléments métalliques, indésirables
# CHAINE DE TRI ET BROYAGE/PLÂTRE ISSU DES MATERIAUX DE CONSTRUCTION ET DEMOLITION

## ETAPES DE TRAITEMENT

- Réception et contrôle qualité des gisements avec tri manuel

- Prébroyage

- Tri manuel pour enlever les indésirables

- Séparation magnétique des produits métalliques

- Trituration

- Tri par criblage, tamisage, aspiration et soufflerie

- Récupération du gypse dans un silo de stockage

## AVANTAGE/INTERET

- Produit conforme aux CDC des fabricants de plaques de plâtre

- Filière sur circuit court

- Valorisation papier, valorisation matériaux isolants, valorisation ferreux et bois

- Installation reliée à des systèmes d'aspiration et de filtration des poussières

## INCONVENIENT/LIMITE

L'installation ne permet pas de prétraiter les plaques renforcées dans la masse avec des fibres synthétiques.

Le produit doit être exempt de produits amiantés et de peinture au plomb.

Le produit doit être sec ou légèrement humide pour être valorisé, les déchets doivent donc être collectés et stockés à l'abri dans les déchetteries.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

La réglementation interdit d'enfouir les déchets de plâtre mélangés à d'autres déchets, pour éviter les nuisances dues à la production D'H2S. L'arrêté du 19 janvier 2006 relatif aux ISDND conduit l'exploitant de décharge à mettre en place une alvéole spécifiquement réservée au plâtre.

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

La société NANTET (groupe SERFIM) a conçu une installation pour la métropole de Chambéry à Francin en Savoie. Le gypse recyclé alimente le fabricant Placoplatre à Chambéry.

Le taux de valorisation est de 94% de gypse pour les déchets de plâtre sans complexes isolants, de 80% de gypse pour les déchets de plâtre avec isolants, et de 77% de gypse pour les déchets de plâtre en mélange. La capacité de valorisation de l'installation est de 20 tonnes/heure, 25000 tonnes de plâtre ont été recyclés en 2012.

Le retour sur investissement est estimé entre 3 et 5 ans.

## POTENTIEL D'EMERGENCE

Les industriels du plâtre se sont engagés volontairement dès 2008 à développer une filière de recyclage des produits à base de plâtre en fin de vie. La charte nationale de gestion des déchets de plâtre a ainsi abouti à la mise en place d'un maillage national de collecteurs sur le territoire et à une augmentation significative des tonnages recyclés de déchets externes de plâtre, de 10 000 tonnes en 2008 à 66 000 tonnes en 2014.

Le Syndicat national des industries du plâtre (SNIP) a signé avec le Ministère de l'Environnement, de l'Energie et de la Mer un « Engagement pour la croissance verte relatif au recyclage des déchets de plâtre » le 27 avril 2016. Le SNIP et ses adhérents signataires s'engagent à valoriser sous forme de matière 70% des déchets du secteur du bâtiment et des travaux publics en 2020 et à réduire de 30 % les quantités de déchets non dangereux non inertes admis en installation de stockage en 2020 par rapport à 2010, et de 50 % en 2025. À cette fin, les porteurs de projet ambitionnent de recycler 250 000 tonnes de déchets de plâtre à l'horizon 2020.

Le système de collecte dans les déchetteries est en pleine expansion, avec plus de 250 points de collecte en France.
CHAINE DE TRI ET BROYAGE/PLÂTRE ISSU
DES MATERIAUX DE CONSTRUCTION ET
DEMOLITION

CHAMP DE COMMENTAIRES

L'unité de prétraitement a été développée avec la cellule innovation du groupe SERFIM en collaboration avec le Centre Terre et Pierre en Wallonie, et sa fabrication a été confiée à la société RMIS. Le procédé a été mis au point en deux ans après de nombreux essais (laboratoire et pilotes) et un brevet a été déposé en 2010 (n° WO 2011/027255).

Les produits admis dans l'installation sont les plaques de plâtre cartonnées standards, les dalles de plafond en plâtre, les cloisons alvéolaires et les carreaux de plâtre, les plaques avec complexes de doublage (laine de verre, laine de roche, polystyrène, mousse de polyuréthane, etc.)

BIBLIOGRAPHIE

https://vimeo.com/99320205

Engagement pour la croissance verte relatif au recyclage des déchets de plâtre signé le 27 avril 2016,
NOR : DEVD1618981X

Tri et valorisation des déchets BTP avec procédé innovant pour le plâtre à Francin (73), ADEME, Déchets 35, mai 2012.

http://www.serfim.com/entreprise/nantet/
Elimination des sulfates dans les déchets contenant des résidus de plâtres

L'objectif du prétraitement est l'extraction des sulfates présents dans les déchets de construction et démolition par lixiviation et élimination des sulfates.

Le plâtre étant susceptible de libérer des sulfates par lessivage, la réutilisation et la valorisation des déchets de construction et de démolition riches en plâtre engendrent un risque de pollution du milieu environnant, notamment, des nappes phréatiques. En effet, la solubilité du gypse dans une eau pure à 25°C s'élève à 2400mg/l, ce qui est équivalent à une concentration en sulfate de 1170mg/l. Cette valeur représente plus que 4 fois la concentration maximale en sulfate (250mg/l), au-delà de laquelle l'eau potable risque de causer des effets physiologiques nocifs.

Au regard de ces risques, le procédé d'élimination des sulfates présents dans les DCD peut permettre d'accroître leur valorisation. Une enquête statistique nationale menée par le ministère en charge de l'écologie montre que le gisement de déchets du BTP, provenant majoritairement de la démolition (environ 93%), s'est élevé à 260 Mt en 2010, dont 39,4Mt pour les bâtiments. Sa répartition est la suivante : déchets inertes : 28,2 Mt, déchets non dangereux (bois, cartons, plastiques, métaux, plâtre...) : 10,2 Mt, déchets dangereux : 0,6 Mt.

Les déchets de démolition riches en plâtre, quoique stockés en milieu sec, peuvent subir une décomposition anaérobique par l'attaque de bactéries sulfato-réductrices ce qui induit la génération de sulfure d'hydrogène selon l'équation suivante :

$$CaSO_4 + 4H_2 \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2S + H_2O$$

Dans certaines conditions, 4 tonnes de placôplatre peuvent générer approximativement de 1 à 1,4 tonnes de H2S ou sulfure d'hydrogène sous forme gazeuse. Le H2S est un gaz corrosif, potentiellement toxique à forte concentration mais surtout extrêmement odorant.

Ainsi, les coûts d'élimination de ces déchets contenant du gypse sont élevés et leur recyclage comme fertilisant de sol ou leur réutilisation comme matériaux de construction (dans les remblais routiers) nécessitent un contrôle rigoureux de la quantité des sulfates solubles dans les granulats recyclés pour réduire le risque de pollution et garantir la stabilité des ouvrages.

D'une part, la porosité des granulats recyclés est deux fois supérieure à celle des granulats naturels ce qui augmente le risque de relargage dans l'eau d'espèces solubles. Et d'autre part, la réaction chimique entre les granulats à base de béton et les sulfates engendre des gonflements différés qui peuvent altérer l'ouvrage. D'où l'intérêt de la maîtrise de la composition des granulats recyclés, notamment de la teneur en sulfates solubles.

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Traitement des DCD par lixiviation à l'eau et élimination des sulfates dans les lixivias par traitement biologique.</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Sulfates provenant du gypse (sulfates de calcium CaSO<sub>4</sub>) ou des inclusions de sulfures métalliques contenues dans les matériaux naturels de construction (roches granitiques ou schistes)</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>1-3 (En développement)</td></tr><tr><td>Technologies ou solution de référence</td><td>Lixiviation</td></tr></table>
## SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_11.png" /></figure>

Flux entrant
Déchets de chantier et démolition
Flux sortant
Sulfures métalliques solides

## ETAPES DE TRAITEMENT

Les DCD sont traités par lixiviation à l'eau (colonne de lixiviation). Les sulfates contenus dans les lixiviat s sont ensuite éliminés à l'aide d'un traitement biologique qui est la réduction biologique des sulfates au sein de bioréacteurs de conception différente (réacteur UASB, réacteur à lit fluidisé inverse (IFB) ou d'un réacteur anaérobie gas lift). L'efficacité d'élimination des sulfates la plus élevée atteinte par ces trois systèmes varie de 75 à 95%.

Des bactéries sulfato-réductrices sont utilisées pour réduire les sulfates en sulfures à travers l'oxydation d'un composé organique selon l'équation suivante :

$$2\text{CH}_2\text{O} + \text{SO}_4^{2-} + 2\text{H}^+ \rightarrow \text{H}_2\text{S} + 2\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$$

Les sulfures générés réagissent avec les métaux présents sous forme d'ions dissous pour former des précipités de sulfures métalliques selon l'équation suivante :

$$\text{H}_2\text{S} + \text{M}^{2+} \rightarrow \text{MS}_{(\text{S})} + 2\text{H}^+$$

Où M est un métal (fer, zinc, nickel, cuivre ou plomb).

L'eau traitée provenant du bioréacteur peut alors ensuite être réutilisée dans la colonne de lixiviation. Notons que les DCD sont généralement pauvres en matière organique. Donc, un composé organique électro-donneur devrait être approvisionné.

## AVANTAGE/INTERET

Le traitement biologique est moins coûteux que les traitements physico-chimiques utilisés actuellement pour éliminer les sulfates tels les traitements par échange d'ions, l'absorption et la filtration par membrane. Ces derniers consomment beaucoup d'énergie et leurs coûts d'opération et de maintenance sont élevés.
## INCONVENIENTS / LIMITES

L'élimination des effluents et du sulfure accumulé dans le système et d'autres paramètres clés du prétraitement doivent encore être optimisés.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

La directive 99/31/CE considère que les déchets de plâtre sont des déchets non dangereux mais qui doivent être stockés dans des alvéoles spécifiques afin d'éviter la formation d'H2s à partir des sulfates (SO4) du gypse.

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

Pas d'installations commerciales connues.

## POTENTIEL D'EMERGENCE

L'application de ce procédé de traitement à échelle réelle où le taux de sulfate en amont est important présente des complications en relation avec l'élimination des effluents et du sulfure accumulé dans le système qui risque de se ré-oxyder en sulfate une fois déchargé dans l'environnement. Un système de récupération doit être donc connecté au système de réduction biologique. La récupération du calcium au cours du procédé pour empêcher l'accumulation des carbonates de calcium qui précipitent dans les conduites et dans la boue est une autre amélioration à creuser.

Par ailleurs, les déchets de démolition à forte concentration en gypse sont très riches en impuretés toxiques (présence de fluorine et de métaux lourds) qui entravent la croissance des bactéries sulfato-réductrices. Une réflexion doit être menée sur comment réduire la toxicité de ces métaux. Enfin, le procédé peut être amélioré davantage en contrôlant mieux l'excès en sulfures afin de réduire le besoin d'un post-traitement et donc le coût opérationnel.

## CHAMP DE COMMENTAIRES

Prétraitement présenté à l'état de pilote. La poursuite des travaux de recherche permettant d'optimiser les paramètres et le passage à l'étape de démonstrateur industriel, sont des étapes nécessaires pour le développement de la technologie.

## BIBLIOGRAPHIE

[1] Pimluck Kijjanapanich. Sulfate reduction for remediation of gypsiferous soils and solid wastes. Geophysics [physics.geo-ph]. Université Paris-Est, 2013.

[2] Jang, Yong-Chul, and Timothy Townsend. "Sulfate leaching from recovered construction and demolition debris fines." Advances in Environmental Research 5.3 (2001): 203-217.

[3] Paulus, Hélène, et al. "Dosage rapide sur site des sulfates dans les granulats recyclés issus du BTP."

[4] TRINEL, Benjamin. "Problématique des sulfates dans la valorisation des déchets du BTP." Environnement & technique 302 (2010): 50-53.
# EXTRACTION DES INDESIRABLES/DECHETS DE PLATRE

## Gypsum Recycling Mill

Le présent prétraitement permet la séparation des indésirables des déchets de plâtre en vue d'un recyclage matière.

L'objectif du prétraitement est de permettre la séparation des indésirables (papiers, vis, bois, sacs plastiques) du plâtre, jusqu'à 2% de contaminants en entrée, afin de produire une poudre de plâtre ayant un taux d'impureté très faible permettant de produire des plaques de plâtre recyclés.

La problématique identifiée était d'assurer une séparation optimale des différents constituants des déchets de plâtres mêlés.

Le chiffre de 400 à 450 000 tonnes de déchets de plâtre par an en France, est annoncé comme le gisement global. Mais ce chiffre concerne les gisements facilement ségrégables et recyclables, il ne concerne pas le plâtre en mélange dans les opérations de démolition. Le gisement de déchets de plâtre en mélange dans les opérations de déconstruction est difficilement estimable mais représente de très grand volume et donc engendre un fort intérêt.

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Mécanique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Papiers, bois et autres contaminants du plâtre</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>9 (Disponible)- traitement sur site possible</td></tr><tr><td>Technologies ou solution de référence</td><td>Stockage ISDND</td></tr></table>

Déchets de plâtres

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_12.png" /></figure>

Flux entrant

Déchets de plâtres en mélange

<figure><img src="image_13.png" /></figure>

Flux sortant

Poudre de gypse

## ETAPES DE TRAITEMENT

La première étape consiste en une réduction granulométrique (<50mm)

Une première étape de criblage mécanique au moyen d'une table vibrante contenant des balles de caoutchouc permet la séparation d'une fraction de poudre de gypse.

S'en suit un broyage mécanique à l'aide d'un ou plusieurs broyeurs à cylindres. La pression est appliquée par un principe mécanique simple et fiable de ressorts. Cette étape va efficacement moudre/broyer le gypse du papier sans découper le papier en éléments fins, qui seraient, par la suite, difficiles à tamiser.

La dernière étape consiste en une seconde étape de criblage, reprenant le même process que l'étape n°2.

A la suite, on récupère une fraction de poudre de gypse ayant un très faible taux d'impureté (<1% annoncé par le constructeur) ainsi qu'une fraction de papier ne contenant que très peu de gypse.
# EXTRACTION DES INDESIRABLES/DECHETS DE PLATRE

## AVANTAGES/INTERETS

Le principal intérêt du prétraitement développé par ReTec réside dans les taux de séparation élevés des différents constituants des déchets de plâtres (fraction de poudre de gypse pure à 99%).

## INCONVENIENTS / LIMITES

La limite du prétraitement réside dans la restriction des intrants. Les constructeurs indiquent pouvoir traiter différents flux de déchets et d'en extraire différents contaminants. Il semble que ce prétraitement s'adresse principalement aux déchets de plaques de plâtres faiblement contaminés (environ 2% de fractions de bois, plastiques, papiers).

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Arrêté du 28 octobre 2010 relatif aux Installations de Stockage de Déchets Inertes : Il interdit implicitement l'admission de déchets à base de plâtre sauf lorsqu'ils sont contenus en faible quantité dans des déchets de démolition, comme par exemple de l'enduit sur brique. Il est strictement interdit de procéder à des opérations de dilution afin d'en permettre le stockage
Arrêté du 19 janvier 2006 relatif aux Installations de Stockage de Déchets non Dangereux
« Les déchets à base de plâtre sont stockés, sauf impossibilité pratique, dans des casiers dans lesquels aucun déchet biodégradable n'est admis. »

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

Pas d'installation Française identifiée.

## POTENTIEL D'EMERGENCE

Potentiel d'émergence à nuancer avec la plage de déchets accepter en entrer.

## CHAMP DE COMMENTAIRES

Il est couramment accepté d'incorporer 20-25% de poudre de plâtre recyclé dans la formulation finale des plaques de plâtre (Placoplatre). Objectif chez Siniat (anciennement Lafarge Plâtres) 30% d'intégration des déchets dans le processus de fabrication.
Coût total annoncé par ReTec pour une unité de 20 t/h alimenté en déchet de C&D : 17-20 €/t

## BIBLIOGRAPHIE

[1] http://retec.dk/wp-content/uploads/2016/06/Gips_A4folder_0516.pdf
## RECYCLEAN® traitement en place de granulats routiers contaminés par des HAP

L'objectif du procédé est de fixer les polluants présents (HAP principalement) dans des matériaux routiers pour permettre leur réemploi directement sur site.

Le procédé repose sur une méthode d'encapsulage des polluants par liant hydraulique ou hydrocarboné à froid et sous protection humide (brumisation d'eau).

Les goudrons et leurs dérivés ont largement été utilisés dans les revêtements routiers jusqu'à la fin des années 1990. Ils peuvent contenir de 10 à 50 % en poids de composés hydrocarbonés aromatiques polycycliques (HAP). Plusieurs d'entre eux, comme le benzo(a)pyrène, sont cancérogènes.

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Physicochimique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>HAP</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>Disponible (TRL9) – traitement sur site</td></tr><tr><td>Technologies ou solution de référence</td><td>Mise en décharge de classe 1 (ISDD)</td></tr></table>

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_14.png" /></figure>

**Flux entrant**
Fraisat/matériau routier contenant des HAP

**Flux sortant**
Revêtement routier

## ETAPES DE TRAITEMENT

Décohésion de la chaussée sur 5 à 35 cm selon la nature et l'étendue de la pollution, le mode de traitement et les performances mécaniques recherchées.

Mélange des matériaux avec un liant hydraulique ou hydrocarboné qui induit la fixation des polluants.

Revêtement par une couche de roulement en fonction du mode de traitement et du trafic considéré. Abattement des poussières et émanations gazeuses par brumisation d'eau.
## AVANTAGE/ INTERET

Procédé de traitement en place : réemploi des matériaux directement sur site, qui évite le transport et la mise en installation de stockage.

Procédé « à froid ».

Exposition des travailleurs et des riverains aux HAP limitée grâce à la protection par brumisation d'eau.

Réouverture rapide de la chaussée à la circulation.

## INCONVÉNIENTS / LIMITES

Les HAP sont toujours présents dans les matériaux et la problématique de la gestion des déchets de réfection de route peut se poser de nouveau, à l'occasion d'interventions à venir sur ce chantier, s'il n'est pas envisagé de réemployer de nouveau les matériaux au moyen du même procédé.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Les fraisats routiers contenant des HAP sont, lorsqu'ils sont évacués de leur site de production, considérés comme des déchets dangereux et doivent être envoyés dans des installations de stockage de déchets dangereux (conformément à l'annexe 2 de l'article R. 541-8 du code de l'environnement).

Les fraisats réemployés directement sur le site de leur production ne sont pas considérés comme des déchets par le code de l'environnement (Article L. 541-1-1 du code de l'environnement).

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

Le procédé, mis en œuvre via des ateliers de retraitement mobiles mis au point par EIFFAGE Route (type ARC700®, ARC1000® ou ARM2500®) a été utilisé sur plusieurs chantiers.

## POTENTIEL D'EMERGENCE

Le procédé répond aux préoccupations économiques, sanitaires et environnementales actuelles dans le domaine du traitement des chaussés polluées.

L'application du procédé nécessite une étude spécifique au cas par cas basée sur une caractérisation des polluants, des études de formulation et des essais environnementaux permettant de vérifier l'absence de relargage de polluants à partir des matériaux traités.

## CHAMP DE COMMENTAIRES

Le procédé a été lauréat en 2015 des Trophées des TP et du Comité Innovation Routes et Rues du CEREMA.

3000 m² peuvent être traités par jour (2.5 km linéaire maximum).

Les coûts des solutions mettant en œuvre le procédé RECYCLEAN® sont inférieurs à ceux des techniques classiquement utilisées (rabotage + évacuation en ISDD ou ISDND). L'économie est estimée entre 200 et 400 Euros/tonne de déchet.

Le procédé peut également être appliqué pour fixer l'amiante.

## BIBLIOGRAPHIE

* Recyclean® Traitement des chaussées polluées, Notice Technique, EIFFAGE Branche Infrastructures, novembre 2015.

* Le recyclage routier « antipollution », Le Moniteur, N°5869, mai 2016.

* Retraitement en place : une première « anti-pollution » à Rouen, Routes actualités N°135, mars 2016.
# EXTRACTION PAR LAVAGE CHIMIQUE / MIDND

## EXTRACTION PAR LAVAGE CHIMIQUE

L'objectif du procédé est d'améliorer la qualité technique et environnementale des MIDND pour les valoriser dans des matériaux de construction

Le procédé permet l'extraction de la fraction soluble et des éléments traces métalliques lixiviables pour rendre la charge polluante des mâchefer compatible avec une valorisation dans l'élaboration de matériaux de construction

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>physico-chimique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>sels (chlorures) et éléments trace métalliques</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>Disponible (TRL9) – traitement sur site possible</td></tr><tr><td>Technologies de référence</td><td>Maturation en IME</td></tr></table>

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_15.png" /></figure>

Flux entrant
MIDND, eau, acide

Flux sortant
MIDND valorisable, effluent liquide

## ETAPES DE TRAITEMENT

**Pré-Lavage** : Cette étape permet l'extraction par dissolution des chlorures facilement extractibles à l'eau.

**Lavage acide** : Les acides inorganiques forts comme le HCl, HNO3, H2SO4 sont fréquemment employés dans les procédés de lavage en raison de leur (relatif) faible coût et de leur efficacité dans l'extraction des éléments traces métalliques.

L'extraction de ces éléments avec des acides organiques complexants est une solution alternative.

**Rinçage** : L'étape de rinçage dynamique à l'eau est mise en place dans le procédé pour avoir une extraction plus complète de la fraction de la matrice rendue plus soluble par le lavage.
# EXTRACTION PAR LAVAGE CHIMIQUE / MIDND

## AVANTAGE/ INTERET

Cette technologie est intéressante du point de vue de la diminution de teneur en chlorures et d'extraction de la fraction mobilisable des métaux (principaux paramètres susceptibles de restreindre fortement les possibilités de valorisation directe des MIDND sans prétraitements autres que le criblage, le déferraillage et la maturation en plateforme).

La méthode d'extraction présente l'avantage de concentrer les espèces solubles dans la solution de lavage tout en limitant le relargage vers l'environnement.

Cette méthode permet également de produire une matière première secondaire de bonne qualité environnementale pour une utilisation dans des matériaux de construction (hors route)

## INCONVENIENTS / LIMITES

L'emploi de ce procédé de pré-traitement, implanté en Belgique et en Allemagne, plus coûteux en investissement qu'une installation de maturation et fortement consommateur d'eau, ne peut être envisagé que dans le cadre d'une valorisation à forte valeur ajoutée. Le procédé nécessiterait une optimisation des volumes d'eau utilisés.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Arrêté du 18/11/11 relatif au recyclage en technique routière des mâchefers d'incinération de déchets non dangereux.

Guide d'application - Acceptabilité environnementale de matériaux alternatifs en technique routière - Les mâchefers d'incinération de déchets non dangereux (MIDND), SETRA 2012.

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

INDAVER-Belgique : (http://www.indaver.be/fr/installations-processes/recuperation-des-materiaux/traitement-des-cendres/) : lavage à l'eau

Hambourg (Allemagne) : lavage acide (HCl)
POTENTIEL D'EMERGENCE

La comparaison des seuils flamands, allemands et français pour la valorisation des mâchefers en technique routière est présentée ci-dessous.

<table><thead><tr><th rowspan="3">Paramètres</th><th>Seuils Flamands</th><th>Seuils Allemands</th><th>France CEREMA</th><th>France CEREMA</th></tr><tr><th>(VLAREA)</th><th>Guide LAGA (2003) - Z2</th><th>Usage V1</th><th>Usage V2</th></tr><tr><th>TS 14405 - LS10</th><th>EN 12457-4 (LS10)</th><th>EN 12457-2 (LS10)</th><th>EN 12457-2 (LS10)</th></tr></thead><tbody><tr><td>As (mg/kg MS)</td><td>0,88</td><td>0,6</td><td>0,6</td><td>0,6</td></tr><tr><td>Ba (mg/kg MS)</td><td></td><td></td><td>56</td><td>28</td></tr><tr><td>Cd (mg/kg MS)</td><td>0,03</td><td>0,06</td><td>0,05</td><td>0,05</td></tr><tr><td>Cr (mg/kg MS)</td><td>0,5</td><td>0,6</td><td>2</td><td>1</td></tr><tr><td>Cu (mg/kg MS)</td><td>0,5</td><td>1</td><td>50</td><td>50</td></tr><tr><td>Hg (mg/kg MS)</td><td>0,02</td><td>0,02</td><td>0,01</td><td>0,01</td></tr><tr><td>Mo (mg/kg MS)</td><td></td><td></td><td>5,6</td><td>2,8</td></tr><tr><td>Ni (mg/kg MS)</td><td>0,75</td><td>0,7</td><td>0,5</td><td>0,5</td></tr><tr><td>Pb (mg/kg MS)</td><td>1,3</td><td>2</td><td>1,6</td><td>1</td></tr><tr><td>Sb (mg/kg MS)</td><td></td><td></td><td>0,7</td><td>0,6</td></tr><tr><td>Se (mg/kg MS)</td><td></td><td></td><td>0,1</td><td>0,1</td></tr><tr><td>Zn (mg/kg MS)</td><td>2,8</td><td>6</td><td>50</td><td>50</td></tr><tr><td>Sulfates (mg/kg MS)</td><td></td><td>2000</td><td>10000</td><td>5000</td></tr><tr><td>Chlorures (mg/kg MS)</td><td></td><td>1000</td><td>10000</td><td>5000</td></tr><tr><td>Fluorures (mg/kg MS)</td><td></td><td></td><td>60</td><td>30</td></tr><tr><td>Cyanures (mg/kg MS)</td><td></td><td>0,2</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Indice phénol (mg/kg MS)</td><td></td><td>1</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

On constate que les seuils français sont beaucoup plus permissifs que les flamands et allemands en ce qui concerne la fraction lixiviable en cuivre et en zinc. Les autres seuils sont du même ordre de grandeur.

On notera également que seule la France fixe des seuils pour les éléments Ba, Mo, Sb, Se et les fluorures.

Les allemands fixent également des seuils en fraction lixiviable pour les cyanures et l'indice phénol ainsi que des seuils en contenu total en métaux, cyanures et composés organiques.

Le procédé INDAVER permettant la valorisation de granulats issus de mâchefers conformément aux seuils néerlandais et allemands, il est donc attendu qu'il permette également la valorisation de granulats issus de mâchefers en conformité avec le guide français, sous réserve de conformité pour les éléments Ba, Mo, Sb, Se et les fluorures qui ne font pas l'objet d'une vérification de la fraction lixiviable en Flandres et en Allemagne.

Concernant le coût du traitement, l'amélioration du rendement du lavage aux acides organiques peut permettre de limiter les coûts d'exploitation.
# EXTRACTION PAR LAVAGE CHIMIQUE / MIDND

## CHAMP DE COMMENTAIRES

Les eaux chargées en sels peuvent être traitées par évaporation voire réinjectées dans le four après vérification du transfert des sels vers les gaz lors de l'incinération des déchets.

Ce procédé peut avantageusement être employé en complément d'opérations de séparation des métaux ferreux et non ferreux par des techniques de tri magnétique et par courant de foucault.

D'autres procédés de pré-traitement par carbonatation accélérée sont à l'étude pour limiter la fraction lixiviable en métaux.

## BIBLIOGRAPHIE

INDAVER. Waste treatment / Ash treatment installation. [En ligne] [Citation : 22 Janvier 2013.] http://www.indaver.be/index.php?id=1733&L=0&cHash=1f70f49e5c.
# COMBUSTION EN LIT FLUIDISE / SABLES DE FONDERIE

## REGENERATION DES SABLES DE FONDERIE PAR COMBUSTION EN LIT FLUIDISE

L'objectif du procédé est de régénérer les sables de fonderie usagés par décomposition thermique des liants.

Le procédé de régénération repose sur l'oxydation des composants organiques dans une chambre à lit fluidisé.

Le gisement national de sables de fonderies a été estimé à 800 000 tonnes par an, dont seulement 50 000 tonnes sont valorisées.¹

Les sables de fonderie dont la fraction lixiviable en phénols est inférieure à 50 mg/kgMS sont des déchets non dangereux assimilables à des déchets ménagers. A l'inverse, les sables de fonderie dont la fraction lixiviable en phénols est supérieure à 50 mg/kgMS sont des déchets dangereux.²

Les déchets de sable de fonderie peuvent être valorisés pour certains usages industriels selon leur teneur en phénols.

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Thermique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Liants organiques, résines</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>Disponible (TRL9)- traitement sur site possible</td></tr><tr><td>Technologies de référence</td><td>Stockage de déchets non dangereux (voire ISDD)</td></tr></table>

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_16.png" /></figure>

<table><thead><tr><td>Flux entrant</td><td>Flux sortant</td></tr></thead><tbody><tr><td>Sables de fonderie usagés, gaz naturel, air, eau</td><td>Sables régénérés, chaleur, fumées, poussières</td></tr></tbody></table>

## ETAPES DE TRAITEMENT

**Introduction du sable** dans le bac de stockage du four par écoulement gravitaire à partir d'un silo d'alimentation

**Acheminement du sable par une vis sans fin** vers le lit de chauffage

**Oxydation des composants organiques** dans une chambre à lit fluidisé maintenue à 680 °C au moyen de brûleurs à tubes submergés qui permettent un mélange homogène des produits de combustion et du sable, ce qui assure un excellent transfert thermique
# COMBUSTION EN LIT FLUIDISE / SABLES DE FONDERIE

## AVANTAGE/ INTERET

- Recyclage de plus de 90 % de la quantité de sable traité

- Importante réduction des rejets industriels

- Diminution des frais d'exploitation (par rapport à l'achat de sable neuf et à l'élimination du sable rejeté)

- La combustion du liant contribue à diminuer la consommation de combustible

- Meilleure qualité du produit fini

## INCONVENIENT/ LIMITE

Il n'a pas pu être vérifié ici que ce procédé permet d'obtenir d' aussi bons résultats pour tous types de liants.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Les conditions d'élimination des sables de fonderies contenant des liants organiques de synthèse sont régies par l'arrêté ministériel du 16 juillet 1991. Cet arrêté a été modifié par l'arrêté ministériel du 31 décembre 2004 relatif aux installations de stockage de déchets industriels inertes provenant d'une installation classée.

Il prévoit que l'élimination en décharge de ces sables doit se faire dans un site réglementé au titre de la législation sur les installations classées pour la protection de l'environnement.

L'arrêté du 16 juillet 1991 prévoit par ailleurs la valorisation de ces sables de fonderies, sous réserve de respecter un certain nombre de conditions.

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

Fonderie Montupet (Rivière-Beaudette, Québec)

Constructeur : GTI Gudgeon Thermfire International (ex Gudgeon Brothers Limited) (Québec)

## POTENTIEL D'EMERGENCE

Ce système de régénération des sables de fonderie est une technologie qui permet à la fois de diminuer substantiellement les rejets de sable souillé et d'accroître la performance de l'entreprise.

Chez Montupet, il a permis un accroissement de la compétitivité et la résolution d'un important problème environnemental.

## CHAMP DE COMMENTAIRES

Frais d'exploitation fonderie Montupet ($/tonne de sable traité, 1996) :

<table><thead><tr><th colspan="2">SANS REGENERATION</th><th colspan="2">AVEC REGENERATION</th></tr></thead><tbody><tr><td>Achat du sable</td><td>73$</td><td>Energie</td><td>6$</td></tr><tr><td></td><td></td><td>Exploitation et entretien</td><td>4.5$</td></tr><tr><td>Elimination du sable</td><td>36$</td><td>Elimination du sable</td><td>1.6$</td></tr><tr><td>TOTAL</td><td>109$</td><td>TOTAL</td><td>12.1$</td></tr></tbody></table>

L'investissement de deux fours ayant chacun une capacité de recyclage de 2.7 tonnes métriques à l'heure a été amorti en moins de deux ans

## BIBLIOGRAPHIE

[1] Fédération Nationale des Travaux Publics, Novembre 2001

[2] *Les déchets de fonderie - Stockage*, Bernard Duquet, Techniques de l'ingénieur, mars 2007.

http://www.grandeentreprise.gazmetro.com/publicationsressources/informatech/archives/pdf/informatech_v12_n2_c.pdf
# DEGANGAGE THERMIQUE / SABLES DE FONDERIE

## DEGANGAGE THERMIQUE

L'objectif du procédé est de fragiliser les gangues constituées de liants organiques ou de résines autour des grains de sables de fonderie usagés pour les séparer ensuite par action mécanique et valoriser les sables.

Le procédé de régénération de sables de fonderie repose sur le dégangage thermique des grains après un enrobage par une substance inflammable.

Le gisement national de sables de fonderies a été estimé à 800 000 tonnes par an, dont seulement 50 000 tonnes sont valorisées.¹

Les sables de fonderie dont la fraction lixiviable en phénols est inférieure à 50 mg/kgMS sont des déchets non dangereux assimilables à des déchets ménagers. A l'inverse, les sables de fonderie dont la fraction lixiviable en phénols est supérieure à 50 mg/kgMS sont des déchets dangereux.²

Les déchets de sable de fonderie peuvent être valorisés pour certains usages industriels selon leur teneur en phénols.

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Thermique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Liants organiques, résines</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>En développement (TRL4)</td></tr><tr><td>Technologies ou solution de référence</td><td>Régénération mécanique ou par calcination</td></tr></table>

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_17.png" /></figure>

Flux entrant

Sables de fonderie usagés, substance inflammable, gaz oxygéné

Flux sortant

Sables avec gangues fragilisées, gaz chauds

## ETAPES DE TRAITEMENT

**Enrobages des grains** avec une substance inflammable imprégnant la gangue des grains.

**Introduction des grains à traiter** en partie basse d'un four de calcination à lit fluidisé (sable prétraité)

**Fragilisation de la gangue par choc thermique** au sein du lit.

**Oxydation des parties organiques** de la gangue durant la migration ascendante au sein du lit.

**Traitement mécanique** pour détacher la gangue des grains
# DEGANGAGE THERMIQUE / SABLES DE FONDERIE

## AVANTAGE/ INTERET

Cette technologie permet de régénérer des sables de fonderie de nature hétérogène, et fournit un sable régénéré de très bonne qualité, exempt de gangue, de pellicule, de film ou d'enrobage.

Le procédé est efficace quelle que soit le rapport d'hétérogénéité dû à la proportion et au nombre de différents produits liants enrobant les grains de sable à traiter.

## INCONVENIENT/ LIMITE

Aucune installation commerciale basée sur le procédé de dégangage n'a pu être recensée.

En absence de connaissances sur la composition des gaz produits, des études complémentaires doivent être conduites pour connaître la nature précise des équipements de traitement des fumées.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Les conditions d'élimination des sables de fonderies contenant des liants organiques de synthèse sont régies par l'arrêté ministériel du 16 juillet 1991.

Rubrique ICPE 2771 Traitement thermique de déchets non dangereux (soumis à autorisation)

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

A notre connaissance il n'y a pas, à l'heure actuelle, d'application industrielle de ce procédé

## POTENTIEL D'EMERGENCE

Le potentiel d'émergence va dépendre des évolutions des coûts du sable neuf et du stockage, voire du traitement et de l'élimination des sables usagés.

## CHAMP DE COMMENTAIRES

On compte de nombreux fournisseurs d'installations de régénération thermique (lit fluidisé) de sables de fonderie :

- FAT (Allemagne) http://www.f-a-t.de/fr/accueil/

- Euskatfund http://www.euskatfund.com

- General Kinematics (US) https://www.generalkinematics.com/

- SOGEMI (Italie) www.sogemieng.it

- FMI process (France)

## BIBLIOGRAPHIE

[1] Fédération Nationale des Travaux Publics, Novembre 2001

[2] *Les déchets de fonderie – Stockage*, Bernard Duquet, Techniques de l'ingénieur, mars 2007.

Brevet d'invention n° 95 02014 Procédé de régénération par dégangage thermique des sables de fonderie usagés (1995)
ULTRASAND régénération des sables de fonderie

L'objectif du procédé est de séparer les résines des grains de sable en vue de la valorisation des sables de fonderie (sables furaniques et sables à vert)

Le procédé, développé dans le cadre projet FUI Ultrasand (2014-2017), repose sur une action combinée de la pyrolyse et des ultrasons pour une régénération optimale des sables de fonderie.

L'objectif de ce projet est d'aboutir à la mise sur le marché d'un équipement en adéquation avec les besoins en terme de volumes et de traitements des sables (machines de régénération acquises en propre ou mutualisé pour répartir les frais de fonctionnement).

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Thermique et physico-chimique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Résines, liants organiques</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>Emergent (TRL5)</td></tr><tr><td>Technologies ou solution de référence</td><td>stockage et enfouissement en ISDD</td></tr></table>

SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_18.png" /></figure>

Flux entrant
Sables de fonderie avec résines, fluides

Flux sortant
Sables régénérés, résidus de résines carbonisées

ETAPES DE TRAITEMENT

* Traitement thermique par pyrolyse basse température

Cette étape permet de carboniser la résine

Deux procédés de traitement thermique par pyrolyse basse température (en lit fixe et en lit fluidisé) ont été testés.

* Traitement par ultrasons (20kHz)

Cette étape permet de faciliter le détachement du grain des particules de résines carbonisées.
AVANTAGE/ INTERET

Valorisation sur site d'un déchet dangereux (moins de stockage sur place et pas de transport)

Technologie adaptée aux sables à vert et/ou aux sables à prise chimique

Production de sables régénérés utilisables dans le process de fonderie pour moules et noyaux

Anticipation des évolutions règlementaires

INCONVENIENT/ LIMITE

Des essais complémentaires doivent être réalisés pour optimiser les paramètres du procédé afin de
répondre aux critères de qualité nécessaires à la réutilisation des sables dans le circuit.

REGLEMENTATION APPLICABLE

Les conditions d'élimination des sables de fonderies contenant des liants organiques de synthèse sont régies par l'arrêté ministériel du 16 juillet 1991 modifié par l'arrêté ministériel du 31 décembre 2004 relatif aux installations de stockage de déchets industriels inertes provenant d'une installation classée.

Il prévoit que l'élimination en décharge de ces sables doit se faire dans un site réglementé au titre
de la législation sur les installations classées pour la protection de l'environnement.

EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

Cette technologie fait encore l'objet de développements qui devraient conduire à la construction d'une installation industrielle.

POTENTIEL D'EMERGENCE

Les 1ers résultats confirment que le procédé par ultrasons permet de faciliter le détachement du grain des particules de résines carbonisées préalablement par traitement thermique (pyrolyse). Le traitement complet s'oriente vers une combinaison des deux technologies (pyrolyse et ultrasons) pour une régénération optimale des grains de sable.

Une prochaine étape du projet est le développement d'un démonstrateur économiquement viable
Les perspectives économiques du développement de ce procédé de régénération des sables ont été
estimées à :

- La génération de près de 1,5M d'économies cumulées sur 5 ans pour 4 fonderies PME et ETI avec l'utilisation d'équipements adaptés

- Un chiffre d'affaire direct de 13M€ pour le fabriquant JML sur les 5 premières années de commercialisation des équipements de régénération des sables

CHAMP DE COMMENTAIRES

Cette technologie est développée dans le cadre du projet FUI Ultrasand 2014-2017, labellisé Viameca et Materlia, porté par les Fonderies Giroud, Il regroupe 9 partenaires dont 4 Fonderies PME/ETI (Fonderies de Brousseval et Montreuil, Fonderie Tabourin et Bezile, Rhonalu, Fonderies Giroud), 1 fabricant de machines de fonderie (JML), 3 laboratoires (Université Joseph Fourier, Grenoble INP, ARTS ENSAM) et le CTIF (Centre Technique des Industries de la Fonderie).

BIBLIOGRAPHIE

Présentation, Valorisation des projets collaboratifs – Projet ULTRASAND FUI N°16, ViaMéca
Pôle de compétitivité mécanique, 4 novembre 2014

Communiqué de presse, Projet ULTRASAND – Des premiers résultats encourageants,
ViaMéca Pôle de compétitivité mécanique, 4 novembre 2014.
# EXTRACTION SELECTIVE DE POLYMERES/DEEE

## CREASOLV®

L'objectif du procédé est d'éliminer les impuretés (dont les retardateurs de flamme bromés (RFB)) des DEEE en vue d'une valorisation matière des polymères.

Les plastiques des DEEE contiennent, pour certains d'entre eux, des retardateurs de flamme bromés de type PBDE, TBPE, PBB, EBP, TBBPA et HBCDD. Ces substances présentent différentes propriétés de danger (cancérogène, irritantes, écotoxiques, voire reprotoxiques). Certains RFB sont classés comme Polluants Organiques Persistants.

Pour faire l'objet d'une valorisation matière, les déchets de plastique issus des DEEE ne doivent pas contenir de RFB énumérées à l'annexe IV du règlement POP.

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Physicochimique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Retardateur de flamme bromé (RFB)</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>Emergent (TRL6)</td></tr><tr><td>Technologies ou solution de référence</td><td>Incinération de déchets dangereux ou ISDD</td></tr></table>

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_19.png" /></figure>

**Flux entrant**
Mélange de polymères/DEEE, solvant

**Flux sortant**
Polymères purifiés valorisables
Solution avec impuretés (dont RFB)

## ETAPES DE TRAITEMENT

* Broyage, prélavage (tri démantèlement préalable si nécessaire)

* Dissolution sélective d'un des polymères du mélange dans un solvant, « formation d'un gel ». Les impuretés dont les RFB restent en solution, ainsi que les autres polymères présents.

* Précipitation du polymère

* Séparation par filtration

* Séchage du polymère
# EXTRACTION SELECTIVE DE POLYMERES/DEEE

## AVANTAGE/ INTERET

Fonctionnement en circuit fermé qui permet d'utiliser peu de solvants et de concentrer les impuretés dans un faible volume

Cout énergétique faible (comparé aux procédés thermiques) et conservation de propriétés similaires aux plastiques vierges sans dégradation thermique des polymères

Des tests en batch de 150 kg montrent un abattement de plus de 99.5% pour différents RFB.

## INCONVENIENT/ LIMITE

Le procédé utilise un solvant spécifique pour chaque polymère développé par un seul fournisseur.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

La circulaire du 30 novembre 2012 relative à la gestion des plastiques issus des DEEE présente les différents cas de gestion de déchets de plastique issus des DEEE contenant des retardateurs de flammes bromés (RFB).

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

Le procédé a été développé à l'échelle pilote par l'Institut Fraunhoffer et CreaCycleGmbH.

L'institut Fraunhoffer réalise des tests pilote pour extraire les RFB de déchets de l'industrie électronique et automobile pour passer à une échelle industrielle (pilote fourni par Lömi en 2012).

## POTENTIEL D'EMERGENCE

La quantité de DEEE ne cesse d'augmenter, il pourrait atteindre 50 Mt en 2018 (http://i.unu.edu/media/unu.edu/news/52624/UNU-1stGlobal-E-Waste-Monitor-2014-small.pdf)

et les objectifs européens de collecte visent 85% du gisement de DEEE à l'horizon 2019. Les plastiques bromés des DEEE représentaient 27 645 t en 2010, soit 6,76% des flux traités par la filière.

Ce procédé permet d'accroître la part valorisable des plastiques des DEEE mais aussi des produits d'isolation en polystyrène expansé, des matières plastiques de VHU et des déchets d'emballage. Le

coût croissant de l'énergie et du pétrole brut améliore l'attractivité des recyclats de polymères, car ils peuvent être fabriqués à moindre coût et avec une consommation d'énergie plus faible que les polymères vierges.

## CHAMP DE COMMENTAIRES

L'extraction de retardateurs de flamme bromé a aussi été réalisée en laboratoire par fluide supercritique et par solvothermolyse (Extraction of brominated flame retardants from polymeric waste material using different solvents and supercritical carbon dioxide, Analytica Chimica Acta, 491 (2003) 111 ; Removal of flame retardant from electrical and electronic waste plastic by solvothermal technique, Journal of hazardous Materials, 221-221 (2012) 193 ).

Un procédé d'extraction à base de soude et d'éthylène glycol est également décrit dans la littérature (A novel process for the removal of bromine from styrene polymers containing brominated flame retardants, Polymer degradation and stability, 112 (2015) 86).

## BIBLIOGRAPHIE

* http://www.developpement-durable.gouv.fr/Dechets-d-equipements-electriques,12039.html

* Creasolv process : http://www.ivv.fraunhofer.de/en/forschung/verfahrensentwicklung-polymer-recycling/hochwertiges-kunststoffrecycling.html

* Polyressource project : http://www.creacycle.de/en/projects/electro-nic-waste-recycling/poly-ressource-project-2010.html

* Developp a process to separate brominated flame retardants from WEE polymers. Final Report. WRAP (2006).
## Solvolyse par eau supercritique

L'objectif du prétraitement est la séparation, par un procédé mettant en œuvre l'utilisation d'eau sous pression, des différents éléments de matériaux composites contenant des fibres de carbone (constituants de la résine, charges et fibres) afin de de les valoriser.

L'utilisation des matériaux composites est en pleine expansion, notamment dans l'aéronautique et le spatial, mais également dans l'automobile. La production mondiale de composites a été estimée à 8,7 millions de tonnes en 2013. En France, près de 300 000 tonnes de matériaux composites sont produites annuellement, et le gisement de déchets de production et de fin de vie de ces matériaux est estimé à 30000 tonnes par an. Leur recyclabilité est encore perçue comme délicate et difficile, du fait de leur hétérogénéité et du recours encore fréquent à des matrices thermodurcissables, donc infusibles.

La solvolyse est un procédé de recyclage par dépolymérisation chimique en milieu aqueux. Ce procédé consiste à mettre dans une enceinte close des morceaux de composites avec de l'eau. Cette enceinte est alors portée à 400°C et 200 bar pendant 1 heure. Sous l'effet de la température et la pression, l'eau devient supercritique et dispose de propriétés physico chimiques intermédiaires entre les phases gazeuse et liquide.

La finalité est l'obtention de fibres sèches et exemptes de résine qui se retrouve dissoute dans l'eau.

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Chimique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Séparation des différents constituants</td></tr><tr><td>Maturité du procédé</td><td>Emergent (TRL 5-7)</td></tr><tr><td>Technologies ou solution de référence</td><td>Procédés mécaniques (broyage, micronisation),<br>Procédés thermiques (incinération, co-<br>incinération en cimenterie...)<br>Stockage ISDND (90% des déchets de production)</td></tr></table>

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_20.png" /></figure>

Flux entrant
Déchets composites

Flux sortant
Fibres sèches, résine
# SOLVOLYSE / DECHETS COMPOSITES

## ETAPES DE TRAITEMENT

Broyage ou découpage permettant une réduction granulométrique du matériel.

Prétraitement en phase supercritique (CO₂/O₃) permettant de gonfler le polymère et d'améliorer l'efficacité de la solvolyse.

Solvolyse par eau supercritique ((250-380°C et 100-250b) dans un réacteur agité.

Filtration liquide/solide : séparation des fibres (phase solide) et de la résine (phase liquide)

Lavage de la fraction solide (acétone, alcool benzylique, ou CO₂ supercritique), puis enzymage pour obtenir des fibres de qualité.

Distillation de la phase liquide pour extraire la résine valorisable.

## AVANTAGE/INTERET

Recyclage intégral du composite associant une valorisation de tous les composants (fibre de carbone et résine).

Caractéristiques mécaniques des fibres recyclées très proches de celles des fibres de départ
Réutilisation directe de la résine possible.

## INCONVENIENT/ LIMITATION

Le procédé est plus particulièrement adapté au recyclage de matériaux composites du type époxy/fibres de carbone (thermodurcissables).

Plus généralement, le choix du procédé de traitement des matériaux composites (mécanique, thermique, chimique ou biologique) dépend du type de fibre et du gisement.

La viabilité économique du procédé reste à démontrer et valider à l'échelle industrielle.

## DOMAINES D'APPLICATION

Le procédé vise dans un premier temps les composés à base de matrices thermodurcissables (polyester, époxyde) renforcées par des fibres des de carbone. 70 % des composites ont une matrice en polymère thermodurcissable.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Il n'y a aucune réglementation spécifique pour les déchets des matériaux composites. La réglementation en vigueur dans les différents domaines d'application s'applique donc à ces matériaux (par exemple la directive VHU 2000/53/CE du 18 septembre 2000 dans le secteur automobile).

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

Des réacteurs au stade pré-industriel sont à l'étude notamment celui du projet PARCCA (Procédés Avancés de Recyclage des Composites fibres de Carbone), en cours de réalisation, dont l'installation d'un réacteur de solvolyse de grande capacité. Ces réacteurs sont développés par la PME SACMO (Brevet « Procédé de récupération de fibres par solvolyse » de 2016).
POTENTIEL D'EMERGENCE

L'entrée en vigueur des réglementations sur les déchets ultimes et sur la valorisation des produits en fin de vie (VHU, DEEE), ainsi que l'attente des industriels donneurs d'ordre (dans le secteur automobile notamment) imposent aux entreprises du composite de mettre en place des filières techniques de valorisation de leurs produits économiques viables.

Le projet « Green FRP Label » piloté par l'ECRC (European Composite Recycling service Company) a pour vocation d'organiser la profession au niveau européen pour financer les filières industrielles de recyclage, avec la mise en place d'un label garantissant la conformité des produits avec les dernières directives européennes.

CHAMP DE COMMENTAIRES

Le projet PARCCA (Procédés Avancés de Recyclage des Composites fibres de CARbone), à la suite des travaux initié par les projet AERDECO(FUI) et EURECOMP, sous l'impulsion de l'ICAM (Institut Catholique d'Arts et Métiers) de Nantes et SACMO (PME spécialisée dans la conception de machines spéciales) associés à plusieurs industriels (Dassault Aviation, Plastic Omnium), vise à évaluer et développer la technologie à une échelle pré-industrielle.

Ces projets ont débouché sur la création et la fabrication de deux réacteurs de solvolyse par eau. Le premier réacteur (de capacité 20L) a permis d'effectuer plus de 900 essais pour recycler des échantillons de composites fournis par Airbus. Le deuxième réacteur a permis d'étudier un système d'étanchéité différent qui a montré ses limites dans le temps.

SACMO, fabriquerai un réacteur de 400 litre capable de traiter 70 kg de matière par cycle.

BIBLIOGRAPHIE

Composite et recyclage : état de l'art et perspectives, Cetim Cermat, Journée promotion procédés produits du 24 novembre 2015.

Recyclage des composites, Techniques de l'Ingénieur, juillet 2010

Procédé de récupération de fibres par solvolyse, WO 2016/198781 A1

http://www.pole-emc2.fr/recyclage-des-composites.html
# DEVULCANISATION PAR MICRO ONDE / PNEUMATIQUE USAGES

## DEVULCANISATION PAR PYROLYSE ASSISTEE PAR MICRO ONDE

L'objectif du prétraitement est l'extraction du soufre contenu dans le caoutchouc des déchets de pneumatique. Le traitement par pyrolyse micro-onde repose sur la dégradation des liaisons soufrées.

On estime à près de 6 millions de tonnes, la quantité de pneumatiques usagés déposés illégalement ou mis en décharge. Une des voies de valorisation des pneumatiques hors d'usages est la valorisation en matériaux et l'élaboration de combustibles à forte valeur ajoutée.

Le projet européen SULFREE, achevé fin février 2016, a développé un procédé innovant de pyrolyse assistée par micro-onde, permettant de produire des produits de pyrolyse avec de très faible teneur (<0.2%) en soufre. Ce projet a permis de valider la technologie de pyrolyse micro-onde et de passer à une étape de commercialisation du procédé. Les résultats de ce projet permettent d'envisager la valorisation des produits de la pyrolyse.

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Pyrolyse par micro-onde (Thermochimique)</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Soufre</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>5-6 (Emergent)</td></tr><tr><td>Technologies ou solution de référence</td><td>Dévulcanisation chimique, biologique</td></tr></table>

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_21.png" /></figure>

**Flux entrant**
Pneumatiques hors d'usage

**Flux sortant**
Produits de pyrolyse
(« ultra-faible » teneur en soufre)

## ETAPES DE TRAITEMENT

La première étape est une réduction granulométrique permettant de transformé le pneumatique usagé en fragments. Ensuite ces fragments sont introduits dans l'installation de pyrolyse à micro-onde. Le système de mélange interne (basé sur une configuration innovante de disques et barres) permet un mélange interne complet et une pyrolyse totale des fragments de caoutchouc. La température optimale est de 450°C.
# DEVULCANISATION PAR MICRO ONDE / PNEUMATIQUE USAGES

A la suite de cette étape, on obtient des gaz chauds et du noir de carbone (tous deux présentes à cette étape, des teneurs élevées en soufre).

Le noir de carbone est activé par la vapeur issus de la chambre de pyrolyse.

Concernant les gaz chauds, extraits de la chambre de pyrolyse, ils sont mis en contact dans une unité de d'hydrodésulfuration (un réacteur à lit fixe) avec la vapeur chaude qui a été préalablement refroidie, comprimée et injectée sous pression.

Cette opération permet de produire une huile de pyrolyse, un gaz combustible, ayant des teneurs en soufre qualifiées « d'ultra-faible ».

Un système de condensation de la vapeur permet la récupération d'huiles condensées et riches en soufre ce qui réduit considérablement les coûts et la complexité du système.

Le procédé de Claus est utilisé pour extraire le soufre contenu dans la vapeur et de récupérer une fraction de soufre élémentaire.

## AVANTAGE/ INTERET

Un des intérêts du projet SULFREE est la mise en place d'un échangeur de chaleur de type coquille-tube sur le condensateur. Ce système facilite la récupération de la chaleur et de la vapeur pour satisfaire les critères énergétiques du système et pour activer le noir de carbone.

## INCONVENIENT / LIMITE

Non identifiés.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Code de l'environnement : articles R543-137 à R543-152 (concernant les opérations de gestion des déchets de pneumatiques)

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS

Le procédé décrit est issu d'un démonstrateur construit dans le cadre du projet de recherche européen SULFREE.

## POTENTIEL D'EMERGENCE

Les coûts associés au traitement et la valeur des produits (huile pyrolytique haute valeur, le carbone activé imprégné de soufre, le soufre élémentaire et les gaz de combustion) permettent d'entrevoir un fort potentiel d'émergence.

## CHAMP DE COMMENTAIRES

Dans [2], les résultats de l'analyse par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) ont montrés clairement le phénomène de rupture des lisaisons C-S et S-S [2]. L'étude du taux de variation de masse (test de gonflement dans le toluène) à montrer que le traitement par micro-onde conduit à un degré de dévulcanisation significatif (allant jusqu'à 85%).

Les participants au projet de recherche européens sont : Autico Ltd (Royaume-Uni), CRUMB RUBBER IRELAND LIMITED (Irlande), Fricke Und Mallah Technology GMBH (Allemagne), WLB Limited (Chypre), The UK HEALTH & ENVIRONMENT RESEARCH INSTITUE (Royaume-Uni), AZIENDA SPECIALE INNOVHUB (Italie), MATERIAL Y EQUIPOS DE VIDRIO DE LABORATORIO SA (Espagne).

Le coordinateur de l'étude était : INNORA PROIGMENA TECHNOLOGIKA (Grèce).

## BIBLIOGRAPHIE

* [1] Aoudia Karima « Recyclage et revalorisation des élastomères usagés » 2013-2014

* [2] X.Colom Fajula, A. Faliq Bin Musidin « Microwave devulcanisation of Ground Tyre Rubber (GTR) 2015

* [3] http://www.sulfree.eu/
Dévulcanisation par oxydation contrôlée

L'objectif du prétraitement est de permettre la dévulcanisation du caoutchouc synthétique (styrène-butadiène, SBR) de pneumatiques usagés permettant le recyclage.

Le caoutchouc synthétique (SBR), se substitue au caoutchouc naturel pour la fabrication des pneumatiques, il représente 35% des 18 Mt de caoutchouc consommées par an dans le monde (6,3 Mt/an). En France, les deux principaux organismes collectifs de collecte et de traitement de pneumatiques, ALIAPUR et GIE FRP, ont déclarés, en 2015, avoir collecté 383 533 tonnes. On peut répartir les filières de valorisation selon 3 voies : la valorisation énergétique, la valorisation matière, le réemploi. En 2015, ces voies de valorisation ont représenté respectivement 44,5% pour la valorisation énergétique (utilisation combustible), 40,2% pour la valorisation matière (granulats, poudrette, recyclage carbone, géotechnique...) et 15,3% pour la réutilisation (vente d'occasion, rechapage...)

Le procédé est basé sur l'oxydation des liaisons soufre des pneumatiques avec, comme agent oxydant, l'acide nitrique $HNO_3$. L'oxydation des liaisons sulfure du caoutchouc permet la production d'un polymère dévulcanisé possédant des caractéristiques uniques.

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Chimique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Soufre</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>1-3 (En développement)</td></tr><tr><td>Technologies ou solution de référence</td><td>Dévulcanisation biologique, ultrasonique</td></tr></table>

SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_22.png" /></figure>

Flux entrant
Caoutchouc synthétique vulcanisé

<figure><img src="image_23.png" /></figure>

Flux sortant
poudre dévulcanisée
## ETAPES DE TRAITEMENT

L'étape n°1 consiste en une réduction granulométrique du pneumatique usagé (2-3mm)

L'étape n°2 correspond à la réaction de dévulcanisation effectuée en présence d'acide nitrique concentré (63%), de caoutchouc (10g), dans un système à reflux (100mL) avec un bain d'huile à 110°C.

L'étape n°3 consiste en une filtration sous vide permettant la séparation de la fraction aqueuse et la fraction polymère utilisant un filtre fritté. La fraction polymère est ensuite lavé à l'eau distiller jusqu'à ce que l'eau atteigne un pH neutre (1L) puis séché sous vide (80°C - 4h).

L'étape n°4 va permettre d'extraire la fraction soluble et la fraction non soluble du polymère, à l'aide d'un extracteur de Soxhlet.

## AVANTAGE/ INTERET

Les avantages principaux de la dévulcanisation par oxydation contrôlé sont : le coût relativement faible de l'acide nitrique comme agent oxydant, l'utilisation de l'eau comme solvant et une bonne efficacité annoncée.

## INCONVENIENTS / LIMITES

Le procédé de dévulcanisation à l'acide nitrique, même dans des conditions optimisées, a produit une phase aqueuse fortement acide ainsi qu'une quantité significative de gaz NO2 (issue du processus d'oxydation et de la décomposition du HNO3).

D'après [1], cette fraction aqueuse contient une forte concentration en matière organique, en sulfate et en métaux (particulièrement du zinc).

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Code de l'environnement : articles R543-137 à R543-152 (concernant les opérations de gestion des déchets de pneumatiques).

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

Pas d'installations commerciales connues.

## POTENTIEL D'EMERGENCE

La dévulcanisation de pneumatique usagé par oxydation contrôlé à l'acide semble avoir un certain potentiel d'émergence, au vu du faible coût de l'oxydant mais des études plus poussées semble nécessaire, plus particulièrement sur l'étude des deux réactions concurrentielles (nitration et oxydation qui forment NO2 et des groupes COOH.

## CHAMP DE COMMENTAIRES

Lors de l'élaboration de cette fiche, le comité scientifique a décidé que l'étude de ce procédé ne sera pas approfondie.

## BIBLIOGRAPHIE

[1] Devulcanization of Styrenebutadiene (SBR) Waste Tire by Controlled Oxidation, R.Rios et a. (2006)
## Procédé TYRE RECYCLING SOLUTIONS®

L'objectif du prétraitement est l'extraction du soufre contenu dans le caoutchouc des déchets de pneumatique. La dévulcanisation biologique repose sur la dégradation des liaisons soufrées par l'utilisation de bactéries digestives.

En France, les deux principaux organismes collectifs de collecte et de traitement de pneumatiques, ALIAPUR et GIE FRP, ont déclarés, en 2015, avoir collecté 383 533 tonnes. On peut répartir les filières de valorisation des pneumatiques usagés selon 3 voies : la valorisation énergétique, la valorisation matière, le réemploi. En 2015, ces voies de valorisation ont représenté respectivement 44,5% pour la valorisation énergétique (utilisation en combustible), 40,2% pour la valorisation matière (granulats, poudrette, recyclage carbone, géotechnique...) et 15,3% pour la réutilisation (vente d'occasion, rechapage...)

Le procédé de prétraitement développé par Tyre Recycling Solutions (TRS) a pour objectif d'extraire le part soufré du caoutchouc extrait des pneumatiques usagés. Il repose sur la dévulcanisation biologique de pneumatiques usagés, c'est-à-dire la dégradation des liaisons soufrées à l'aide de bactéries digestives. La finalité du prétraitement permet la transformation de pneumatiques usagés en une poudre de caoutchouc dévulcanisée (exempt de soufre).

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Mécanique et biologique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Soufre</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>Disponible (9) – traitement en unité centralisée</td></tr><tr><td>Technologies de référence</td><td>Dévulcanisation chimique, ultrasonique</td></tr></table>

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_24.png" /></figure>

## ETAPES DE TRAITEMENT

Le prétraitement TRS t-cut process™ est une étape de découpe mécanique du pneu en 3 parties plates. Ce prétraitement permet, en 30 secondes, de séparer la bande de roulement et les 2 parois latérales du pneu.

L'étape suivante, consiste à extraire les parties métalliques, synthétiques et le caoutchouc de la structure du pneu. Le prétraitement TRS Water Pulse™ permet la séparation des différents constituants du pneu à l'aide d'un jet d'eau pulsé à haute pression. La taille des grains de poudre de caoutchouc obtenue peut varier de 10 à 1000 µm.
Le Procédé Biodevulc process™ de digestion biologique est effectué dans des récipients en mélange continu avec la solution de bactérie et la poudre de caoutchouc obtenue à l'étape précédente. L'action des bactéries va dégradée les liaisons soufre à la surface de la poudre

A la suite de cette étape de dévulcanisation biologique, on obtient une poudre de caoutchouc dévulcanisé exempt de soufre nommé TRS TyreXol™, permettant une nouvelle valorisation de cette poudre dévulcanisée. (industrie du moulage, automobile, pneu, cosmétique...)

## AVANTAGES / INTERETS

Le premier avantage du TRS system, est le prétraitement de découpe mécanique initial.
La découpe en 3 parties permet de réduire le volume des pneus par 3 et donc d'augmenter les capacités d'une même zone de stockage. Il permet un transport plus rentable comparer au transport des pneus bruts (65 % de réduction des coûts de transports annoncé par TRS). L'étape de séparation par jet d'eau pulsé est réalisée sans ajout de produits abrasifs ou chimiques, à température ambiante.

Les différents constituants peuvent être valorisé sous forme de matière première secondaire : l'acier, la matière synthétique (6% masse total pneu, composé de cellulose, PBT, PET et PA 6-6).
Le produit finit est une poudre essoré, séché et conditionné tel une matière première secondaire prête à l'emploi.

## INCONVENIENTS / LIMITES

Non identifiés.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Code de l'environnement : articles R543-137 à R543-152 (concernant les opérations de gestion des déchets de pneumatiques).

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

La ligne préindustrielle développée par TRS (financé par Innovaud) est opérationnelle en Suisse à Tolochenaz capacité 240 t/an et emploie 5 personnes. TRS prévoit d'implanter une usine en suisse d'une capacité de 1 000 000 de pneus/an (≈7 000 t/an) début 2017, soit 20 fois plus grande qu'aujourd'hui.

## POTENTIEL D'EMERGENCE

L'intégration de la poudre dévulcanisée, issue du procédé, peut servir de substitut à différentes matières. L'exemple, mis en avant par TRS, qui semble prometteur, est l'intégration de la poudre TyreXol dans la formulation du polyuréthane (composé coutant aujourd'hui entre 4670 et 5600 €/t).

## CHAMP DE COMMENTAIRES

La société TRS a réalisé, en fin d'année 2015, sa troisième levée de fonds, ce qui lui a permis de passer d'une étape de pré-industrialisation à l'industrialisation. Le prix de vente annoncé du produit fini (2300€/t) est annoncé moins cher que les matériaux qu'elle pourrait concurrencer (2 fois moins cher que le coût du polyuréthane).

Nommé en 2014 parmi les 25 meilleures start-ups de l'année lors du European Venture Constest de Düsseldorf, TRS a nottament reçu des crédits de l'Office fédéral de l'environnement (OFEV).

On trouve dans la littérature [X], le nom de la bactérie thiobacillus ferrooxidans comme agents de dégradation. Ces bactéries digestives sont en effet capables d'extraire le soufre contenu dans les caoutchoucs et de l'oxyder en sulfates (oxyde de soufre).

## BIBLIOGRAPHIE

* Anaerobic desulfurization of ground rubber with the thermophilic, Bredberg et al. (2001)

* Microencapsulation of sulfur in poly(urea-formaldehyde), Li et al. (2011)
# SEPARATION AUTOMATISEE DES CONSTITUANTS/ CABLES

## CABLE BOX

L'objectif du procédé est de séparer les différents constituants des câbles gainés usagés.

Le procédé entièrement automatisé et clos repose sur une succession d'opérations conduisant à la récupération des différents constituants des câbles usagés, en vue de leur valorisation. La CABLE BOX est une ligne complète de recyclage intégrée dans 2 containers.

Le gisement de câbles industriels usagés et gainés est estime à environ 175kt/an en France. Ils contiennent en moyenne 50% de plastique et 50 % de métaux en poids.¹

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Physique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Matières plastiques</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>Disponible (TRL9) – traitement sur site</td></tr><tr><td>Technologies ou solution de référence</td><td>Tri manuel et recyclage par différentes unités</td></tr></table>

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_25.png" /></figure>

Source : http://www.mtb-recycling.fr/fr/actualites-289/innovation-la-cable-box.html

<table><thead><tr><td>Flux entrant</td><td>Flux sortant</td></tr></thead><tbody><tr><td>Câbles usagés</td><td>ferraille, grenaille, de cuivre gros, grenaille de cuivre fin, connecteurs (aluminium, laiton, étain), plastique</td></tr></tbody></table>

## ETAPES DE TRAITEMENT

- Introduction des câbles

- Broyage des câbles

- Séparation granulométrique des éléments broyés

- Tri des différents éléments par tables densimétriques, tamis et poulies

- Récupération des différentes fractions pour valorisation : ferraille, grenaille, de cuivre gros, grenaille de cuivre fin, connecteurs (aluminium, laiton, étain), plastique

- Filtration de l'air
# SEPARATION AUTOMATISEE DES CONSTITUANTS/ CABLES

## AVANTAGE/ INTERET

- Unité compacte (2 containers pour le broyage et le tri, un container optionnel pour la filtration d'air) et mobile

- Procédé intégré prêt à l'emploi

- Sécurité des opérateurs

- Application possible à une large gamme de câbles

## INCONVENIENT/ LIMITE

- Non identifiés.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Les câbles électriques usagés entrent dans le champ de la Directive 201/19/UE relative aux déchets d'équipements électrique et électroniques (DEEE) (refonte de la directive 2002/96/CE).

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

MTB Recycling a présenté ce produit courant 2016. Des négociations sont en cours avec plusieurs entreprises internationales pour l'installation de la CABLE BOX. La première unité a été installée chez Scrap Central (Omaha, Nebraska).

## POTENTIEL D'EMERGENCE

Ce procédé permet de produire des fractions valorisables à haute valeur ajoutée avec des coûts de main d'œuvre minimisés et des conditions de sécurité optimisées.

Le recyclage du cuivre des câbles répond à la fois à la valorisation des DEEE et aux besoins en matière première.

Le coût de la tonne de cuivre augmente fortement (2000 €/t en 2004 à 7000 €/t en 2013), notamment à cause de la demande chinoise.

## CHAMP DE COMMENTAIRES

Le procédé permet de traiter jusqu'à 2 tonnes de câbles par heure (en fonction du type de câbles broyé).

Une déclinaison de ce procédé pour la valorisation d'autres types de déchets (DEEE, RBA) est à l'étude.

MTB est également engagé dans le développement de procédés permettant d'augmenter la valeur ajoutée à travers le surtri de la grenaille (séparation du plomb, notamment).

## BIBLIOGRAPHIE

[1] Etude ADEME « Positionnement et compétitivité des industries de recyclage en France » (juin 2014)

http://www.mtb-recycling.fr/fr/actualites-289/innovation-la-cable-box.html
## UNITE DE DEPOLLUTION VEHICULES

L'objectif est d'extraire très rapidement (en moins de 10 minutes) l'ensemble des fluides d'un véhicule usagé.

Environ 1,5 millions de véhicules deviennent hors d'usage chaque année en France. Ils génèrent près de 1,5 millions de tonnes de déchets.¹

La Directive européenne 2000/53/CE du 18 septembre 2000 relative aux VHU fixe l'objectif de 95% de réutilisation et de valorisation en poids moyen par véhicule et par an, et 85% de réutilisation et recyclage en poids moyen par véhicule et par an.

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Mécanique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Fluides</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>Disponible (TRL9)- traitement sur site possible</td></tr><tr><td>Technologies ou solution de référence</td><td>Dépollution manuelle</td></tr></table>

### SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_26.png" /></figure>

Flux entrant
VHU

Flux sortant
VHU sans fluide, fluides stockés
individuellement

## ETAPES DE TRAITEMENT

Mise en place de perforateurs dans les réservoirs de carburant et dans la durite en point bas du radiateur, d'une canule d'aspiration dans le réservoir du lave glace et ouverture des vis des réservoirs d'huile.

Aspiration simultanée par pompe à vide ou écoulement gravitaire des différents fluides (carburant, liquide de frein, huile moteur, lave glace, refroidissement moteur, liquide de climatisation)

Contrôle du carburant (optionnel)

Evacuation vers des cuves de stockage après filtration (filtration optionnelle)
# EXTRACTION DES FLUIDES / VHU

## AVANTAGE/ INTERET

Rapidité (Extraction de 98 % des liquides en moins de 20 minutes contre 45 minutes estimés pour une dépollution manuelle)

Sécurité de l'opérateur (contact avec les fluides minimisés, certification ATEX)

Installation compacte et modulable, large gamme de produits (unités fixes ou mobiles)

Récupération de certains fluides pour valorisation ultérieure

## INCONVENIENT/ LIMITE

Non identifiés.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

La Directive européenne 2000/53/CE du 18 septembre 2000 relative aux véhicules hors d'usage fixe l'objectif de 95% de réutilisation et de valorisation en poids moyen par véhicule et par an et 85% de réutilisation et recyclage en poids moyen par véhicule et par an.

L'arrêté du 2 mai 2012 relatif aux agréments des exploitants des centres VHU et aux agréments des exploitants des installations de broyage de véhicules hors d'usage impose et organise la reprise des VHU, leur dépollution, leur démolition et leur broyage, en vue de faciliter la récupération des pièces détachées ou fluides présents dans le véhicule.²

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

La société SEDA (Autriche) commercialise des unités de dépollution modulables fixes ou mobiles.

Ces systèmes sont commercialisés par Re-Sources en France et distribués par Indra SAS.³

Les unités SEDA sont très répandues au Pays-Bas.

## POTENTIEL D'EMERGENCE

Le dispositif est bien implanté en France dans les installations de traitement de taille importante (supérieurs à 1500 VHU par an et par recycleur).

En France, environ 50 broyeurs et 1 400 démolisseurs sont désormais agréés pour traiter l'ensemble des VHU au sein de la filière.

## CHAMP DE COMMENTAIRES

Des systèmes similaires sont commercialisés en Allemagne (unité amplirolls, Big Bennes) et en Angleterre (Autodrain).

## BIBLIOGRAPHIE

[1] http://www.developpement-durable.gouv.fr/Vehicules-Hors-d-Usage-VHU,12759.html

[2] https://www.legifrance.gouv.fr/affichTexte.do?cidTexte=JORFTEXT000025835110

[3] http://www.indra.fr/vente_d-equipements.html
# BROYAGE ET TAMISAGE/ LAMPES FLUOCOMPACTES

## CONCASSAGE ET TAMISAGE

L'objectif du traitement est de séparer les différentes fractions valorisables des lampes fluocompactes.

Le procédé consiste à concasser et tamiser les lampes fluocompactes dans des installations fermées afin d'en récupérer les différents constituants en vue de leur valorisation.

Les lampes fluorescentes, classées comme déchets dangereux du fait qu'elles contiennent du mercure, font l'objet d'une collecte sélective et d'un traitement dans des filières appropriées.

En 2014, Recylum a collecté 43 millions de lampes à économie d'énergie (lampes fluocompactes, tubes fluorescents, lampes à LED, lampes techniques ...).<fnref n="1" />

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Mécanique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Mercure</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>Disponible (TRL9)- traitement en unité centralisée</td></tr><tr><td>Technologies de référence</td><td>Broyage</td></tr></table>

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

Exemple du procédé INDAVER (Belgique) <fnref n="1" />

### Concassage et tamisage

<figure><img src="image_27.png" /></figure>

Flux entrant

Lampes fluorescentes

Flux sortant

Matériaux valorisables

## ETAPES DE TRAITEMENT

- **Broyage** des lampes

- **Isolation du fer** par un tambour magnétique

- Séparation des métaux non ferreux, plastiques verres et poudres fluorescentes par **tamisage**

<footnote n="1">¹ http://www.indaver.be/fr/operational-excellence/recuperation-des-materiaux/lampes/</footnote>
# BROYAGE ET TAMISAGE/ LAMPES FLUOCOMPACTES

## AVANTAGE/ INTERET

Recyclage jusqu'à 95% des matériaux constituants les lampes

Le verre et les métaux sont utilisés pour la production de nouvelle lampe ou en métallurgie

Les installations de traitement sont fermées, l'air aspiré du processus est aspiré et purifié

## INCONVENIENT/ LIMITE

Séparation amont des lampes fluo compactes et des tubes fluorescents nécessaire.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Les lampes fluorescentes sont classées comme déchets dangereux et doivent faire l'objet d'une collecte sélective et d'un traitement dans des filières appropriées (Décret n° 2002-540 du 18 avril 2002)

Ils entrent dans le cadre d'application du décret 2005-829 du 20 juillet 2005 sur la gestion des Déchets d'Équipements Électriques et Électroniques (DEEE).

La Directive 2002/95/CE du 27 janvier 2003 fixait à 5 mg la quantité de mercure à ne pas dépasser dans les lampes fluorescentes compactes.

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

INDAVER (Belgique) traite 30 millions de lampes fluocompactes annuellement via le procédé de « concassage tamisage ».

## POTENTIEL D'EMERGENCE

RECYLUM a un objectif de collecte de 65 % des lampes usagées pour 2019.

Des systèmes de broyage sont également utilisés en France (Artemise et COVED), avec des systèmes de séparation des différents constituants.

Les mesures d'incitation à l'économie d'énergie (interdiction à la vente d'ampoules incandescentes) ont permis le développement du marché des lampes fluocompactes.

Le procédé de pré-traitement permet le recyclage de métaux rares à caractère stratégique contenus dans ces ampoules (cérium, europium, gadoliniumlanthane, terbium, yttrium).

Solvay a abandonné son projet (Coléop'terre) de mettre en place une filière de recyclage de terres rares contenues dans les lampes fluo-compactes pour des raisons de rentabilité insuffisante compte tenu du prix des terres rares et de la substitution progressive des LED

Le marché du mercure tend en revanche à décliner du fait des restrictions de teneur en mercure dans les produits de consommation.

## CHAMP DE COMMENTAIRES

Les tubes fluorescents contenant du mercure sont traités par un autre procédé, dit « procédé de couplage soufflage », commercialisé sous le nom de « Inda Tube » par INDAVER (voir fiche « TECHNIQUE DE DECOUPAGE -SOUFLAGE / TUBES FLUORESCENTS »).

## BIBLIOGRAPHIE

- RECYLUM, http://www.recylum.com/communiques-de-presse-recylum/recyclage-lampes-recylum-depasse-les-objectifs-reglementaires/

- Réunion logistique Recylum, 5 et 6 juin 2012

- Rapport INRS "Document pour le médecin du travail" N°125-1er trimestre 2011

- http://www.indaver.be/fr/operational-excellence/recuperation-des-materiaux/lampes/

- Article « Solvay renonce au recyclage des terres rares », l'Usine Nouvelle, 26/01/2016,

- http://www.usinenouvelle.com/article/solvay-renonce-au-recyclage-des-terres-rares.N375935
# DECOUPAGE -SOUFLAGE / TUBES FLUORESCENTS

## COUPAGE- SOUFFLAGE OU « END-CUT, AIR-PUSH »

L'objectif du procédé est de séparer les différentes fractions valorisables des tubes fluorescents.

Le procédé consiste à découper les tubes fluorescents et à aspirer les poudres fluorescentes contenues à l'intérieur. Les différents constituants sont séparés en vue de leur valorisation.

Les tubes fluorescents, classées comme déchets dangereux du fait qu'ils contiennent du mercure, font l'objet d'une collecte sélective et d'un traitement dans des filières appropriées.

En 2014, Recylum a collecté 43 millions de lampes à économie d'énergie (lampes fluocompactes, tubes fluorescents, lampes à LED, lampes techniques ...).¹

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Mécanique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Mercure</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>Disponible (TRL9) – traitement en unité centralisée</td></tr><tr><td>Technologies de référence</td><td>Broyage puis aspiration des poussières et vapeurs</td></tr></table>

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_28.png" /></figure>

**Flux entrant**
Tubes fluorescents, air pulsé

**Flux sortant**
Culots, tubes de verre et poudres fluorescentes, filtre souillé

## ETAPES DE TRAITEMENT

- Tri des tubes

- Coupage des embouts par choc thermique

- Soufflage des poudres mercurisées dans des filtres à mercure

- Broyage et séparation du verre et des métaux
# DECOUPAGE -SOUFLAGE / TUBES FLUORESCENTS

## AVANTAGE/ INTERET

- Bonne qualité du verre récupéré
- Moins d'émission de mercure
- Récupération des culots « entiers »

## INCONVENIENT/ LIMITE

Séparation amont des lampes fluo compactes et des tubes fluorescents nécessaire.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Les lampes fluorescentes sont classées comme déchets dangereux et doivent faire l'objet d'une collecte sélective et d'un traitement dans des filières appropriées (Décret n° 2002-540 du 18 avril 2002).

Ils entrent dans le cadre d'application du décret 2005-829 du 20 juillet 2005 sur la gestion des Déchets d'Équipements Électriques et Électroniques (DEEE).

La Directive 2002/95/CE du 27 janvier 2003 fixait à 5 mg la quantité de mercure à ne pas dépasser dans les lampes fluorescentes compactes.

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

- Artemise, COVED, Lumiver Optim, Philips, SARP Industries (France)
- Indaver (Belgique)

## POTENTIEL D'EMERGENCE

L'inconvénient du procédé est qu'il nécessite le tri des tubes par longueur pour pouvoir couper les embouts au bon endroit.

Le procédé de pré-traitement permet le recyclage de métaux rares à caractère stratégique contenus dans ces ampoules (cérium, europium, gadoliniumlanthane, terbium, yttrium).

Le marché du mercure tend en revanche à décliner du fait des restrictions de teneur en mercure dans les produits de consommation. Le mercure doit donc être éliminé comme déchet dangereux.

## CHAMP DE COMMENTAIRES

Le cout de traitement actuel (chaîne collecte/traitement/recyclage) est compris entre 1.4 et 1.9 €HT par tube fluorescent².

D'après INDAVER (Belgique), ce procédé permet de traiter près de deux fois plus de tubes que leur précédent procédé (laminoir).³

Les lampes fluocompactes contenant du mercure sont traitées par un autre procédé basé sur le broyage des lampes (voir fiche « BROYAGE ET TAMISAGE/LAMPES FLUOCOMPACTES »).

## BIBLIOGRAPHIE

[1] http://www.recylum.com/communiques-de-presse-recylum/recyclage-lampes-recylum-depasse-les-objectifs-reglementaires/

[2] Rapport INRS "Document pour le médecin du travail" N°125-1er trimestre 2011

[3] http://www.indaver.be/fr/operational-excellence/recuperation-des-materiaux/lampes/
## BLUBOX

L'objectif du procédé est de séparer les différents constituants des lampes fluocompactes, tubes fluorescents et écrans plats usagés de façon automatisée et sécurisée.

Le procédé entièrement automatisé et clos repose sur une succession d'opérations conduisant à la récupération des différents constituants, notamment des terres rares, en vue de leur valorisation. Les lampes et tubes fluorescents, classés comme déchets dangereux du fait qu'ils contiennent du mercure, font l'objet d'une collecte sélective et d'un traitement dans des filières appropriées. En 2014, Recylum a collecté 43 millions de lampes à économie d'énergie (lampes fluocompactes, tubes fluorescents, lampes à LED, lampes techniques ...).¹

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Physique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Mercure</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>Disponible (TRL9) – traitement en unité centralisée</td></tr><tr><td>Technologies ou solution de référence</td><td>Broyage, aspiration des poudres et tri</td></tr></table>

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

Ampoules et tubes fluorescents, et/ou écrans plats

<figure><img src="image_29.png" /></figure>

**Flux entrant**
Lampes et tubes fluorescents, écrans plats

**Flux sortant**
Verre, métaux ferreux, poudre fluorescente (mercure et terres rares), plastiques

## ETAPES DE TRAITEMENT

- Introduction des tubes ou lampes fluorescentes ou des écrans plats

- Déchiquetage, broyage

- Aspiration des poudres fluorescentes

- Traitement et collecte des poudres aspirés dans des récipients clos.

- Séparation magnétique des capsules ferreuses

- Séparation de l'aluminium, du cuivre et des plastiques par courant de Foucault

- Passage sur un tamis rotatif pour séparer les fractions de différentes tailles

- Récupération des différentes fractions pour valorisation
# SEPARATION AUTOMATISEE DES CONSTITUANTS / LAMPES, TUBES FLUORESCENTS ET ECRANS PLATS

## AVANTAGE/ INTERET

- Procédé automatisé

- Procédé modulable (lampes seules, écrans seuls ou système mixte)

- Procédé sec

- Installation dans un container

- Exposition des opérateurs aux émanations des poudres fluorescente réduite (procédé clos et en dépression)

- Application possible à une large gamme de lampes et d'écrans plats

## INCONVENIENT/ LIMITE

- Non identifiés.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Les lampes fluorescentes sont classées comme déchets dangereux et doivent faire l'objet d'une collecte sélective et d'un traitement dans des filières appropriées (Décret n° 2002-540 du 18 avril 2002)

Elles entrent dans le cadre d'application du décret 2005-829 du 20 juillet 2005 sur la gestion des Déchets d'Équipements Électriques et Électroniques (DEEE).

La Directive 2002/95/CE du 27 janvier 2003 fixait à 5 mg la quantité de mercure à ne pas dépasser dans les lampes fluorescentes compactes

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

Le procédé, développé par Air Mercury et MTB Recycling, a été installé en Autriche (Saubermacher), en Suisse (Véolia) et aux USA (Creative Recycling).

## POTENTIEL D'EMERGENCE

Ce procédé permet de produire des fractions valorisables à haute valeur ajoutée avec des coûts de main d'œuvre minimisés et des conditions de sécurité optimisées.

Le même procédé permet de traiter les lampes fluocompactes, les tubes fluorescents ainsi que les écrans plats.

Il est entièrement automatisé de l'étape d'alimentation jusqu'à la récupération des éléments valorisables dans des bacs, et répond entièrement aux préoccupations liées à la sécurité des opérateurs.

La société Creative Recycling en Floride s'est équipée de 12 Blubox car la valorisation des terres rares est un enjeu stratégique important aux USA.

Le PMMA (Polyméthyle Métacrylate), présent dans les écrans plats, est également un composant valorisable à haute valeur ajoutée.

## CHAMP DE COMMENTAIRES

La capacité du procédé dépend de la nature des déchets à traiter et de l'expérience des opérateurs.

En général, 500 kg d'écran plats par heure et 500 kg de lampes usagée par heure peuvent être traités dans les systèmes mixtes. Deux opérateurs conduisent le procédé.

## BIBLIOGRAPHIE

[1] http://www.recylum.com/communiques-de-presse-recylum/recyclage-lampes-recylum-depasse-les-objectifs-reglementaires/

BLUBOX of tricks, Recycling International, march 2012.

Une BLUBOX pour écrans plats, Recyclage et Valorisation, N°45, juin 2014.

http://www.blubox.ch/
# DESORPTION PAR VIDE POUSSE / DECHETS PATEUX

## Désorption par vide poussé

L'objectif du prétraitement est d'extraire des solvants organiques de déchets pâteux (boues de peintures, colles, vernis, adhésifs, culots de distillation...) afin de les régénérer. Ce procédé permet d'envisager une valorisation de ces solvants, au lieu de les traiter dans des unités d'incinération de déchets dangereux.

Les boues de peintures, les mastiques, les encres et autres vernis sont des déchets pâteux classés comme dangereux. En France, les déchets pâteux représentent un gisement de 200 000 tonnes. Un solvant est un liquide qui a la capacité de dissoudre un liquide, un gaz ou un solide. Il existe deux types de solvants : les solvants halogénés, contenant du chlore (perchloréthylène, chlorure de méthylène...), les solvants non halogénés, ne contenant pas de chlore (white spirit, essence de térébenthine, acétone...). Afin de répondre à la problématique du traitement des déchets pâteux (au-delà de certaine viscosité ou teneur en impuretés, certains solvants ne sont traités que par incinération) CHIMIREC a adapté son procédé de « vide poussé » avec lequel il traite déjà les transformateurs électriques pour traiter les déchets pâteux.

Le principe du procédé vise à récupérer des solvants des déchets pâteux en optimisant leur évaporation dans des conditions de vide poussé. Le procédé repose sur l'utilisation de colonnes de distillation composées de vis sans fin, dans lesquels les conditions de pression et de températures sont ajustées afin de concentré et d'extraire les solvants contenus dans les déchets de pâteux.

Ce procédé permet la récupération de deux flux : un solvant régénéré (60%) et un résidu pâteux (40%) destiné à l'élimination.

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Chimique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Impuretés contenues dans les solvants</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>Disponible (9) - traitement en unité centralisée</td></tr><tr><td>Technologies ou solution de référence</td><td>Evapo-incinération, Incinération</td></tr></table>

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_30.png" /></figure>

<figure><img src="image_31.png" /></figure>

## ETAPES DE TRAITEMENT

Le déchet est introduit dans une colonne de distillation à l'aide d'une pompe d'alimentation.

La colonne de distillation horizontales de 7 m de long, équipées de vis sans fin va permettre, à l'aide d'une pompe à vide, d'abaisser la pression à quelques mbar et d'évaporer les solvants un a un.
# DESORPTION PAR VIDE POUSSE / DECHETS PATEUX

Les déchets entraînés sont chauffés sous-vide et un condensateur permet de récupérer les solvants régénérés à l'aide de pompes de transfert. Le "vide" est appliqué progressivement pour ne pas saturer les pompes.

Selon le produit à traiter, le meilleur couple pression/température est définit pour optimiser l'extraction des solvants. Une pression d'une dizaine de mbar et une température de 40 à 50°C sont les seules conditions de traitement dévoilées. Dans ces conditions, les solvants s'évaporent. Les différents solvants sont ainsi séparés, puis condensés pour être revendus.

On récupère en fin de traitement un résidus pâteux concentré (40%) et une part de solvant régénéré.

## AVANTAGES/INTERETS

L'avantage de ce prétraitement est qu'il permet d'extraire et régénéré 60% des solvants contenus dans les déchets pâteux issus d'activités industrielles. Il permet de détourner une partie du gisement de l'élimination et minimise la partie restante à traiter.

## INCONVENIENTS / LIMITES

Le présent procédé ne permet pas de sortir les déchets pâteux du traitement par élimination, en effet 40% de l'entrant se retrouve concentré dans un résidu pâteux qu'il est nécessaire d'éliminer.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Les solvants sont soumis à la réglementation en vigueur pour les déchets dangereux et ils doivent respecter le plan d'élimination dédié aux déchets industriels dangereux (DID). Les déchets en question s'inscrivent dans la rubrique "Déchets provenant de la fabrication, de la formulation, de la distribution et de l'utilisation et du décapage de peintures et vernis" 08 01 00 (déchets non dangereux ou dangereux) issus de l'article R 541-7 à R 541-11 du Code de l'environnement.

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

CHIMIREC PPM, filiale du Groupe CHIMIREC implantée à La Roche Clermault (37), a développé un procédé fonctionnant 24h/24 et permettant de traiter 1 t/h, environ 4000 t/an. CHIMIREC revend les solvants régénérés.

## POTENTIEL D'EMERGENCE

L'attrait de ce prétraitement réside dans la capacité à limité la quantité de déchets pâteux envoyé en incinération. Ce procédé permet la production et l'utilisation de matières premières régénérées. De plus, il permet après traitement, de revendre le produit en tant que solvant régénéré à un coût inferieure qu'un produit neuf (entre 300 et 1500 €/t).

## CHAMP DE COMMENTAIRES

La technologie d'extraction de polluant par vide poussé a été présentée, dans un premier temps, dans le contexte des transformateurs électrique et la captation du PCB contenu dans le fluide diélectrique de ces transformateurs. Ce procédé, développé par Aprochim, vise un gisement de déchet de transformateur restreint et qui tend à disparaitre (cf plan national de décontamination et élimination des PCB). Il a été proposé d'identifier les cas dans lequel un transfert technologique de la désorption sous vide était possible.

D'après [2], Chimirec a présenté en 2012, un nouveau procédé de valorisation des solvants contenus dans les déchets pâteux basé sur le procédé d'extraction par vide poussé. Afin de valoriser certains solvants qui, au-delà d'une certaine viscosité ou teneur en impuretés, ne sont traités actuellement qu'en incinération, Chimirec annonce récupérer 60% des solvants avec un système fonctionnant en
# DESORPTION PAR VIDE POUSSE / DECHETS PATEUX

continu 24h/24. Avec ce procédé, Chimirec cible une centaine de solvants dont : les cétones, hydrocarbures aliphatiques (white spirit...), méthylbenzène, esters, glycols et solvants chlorés (trichloroéthane) issus d'activités industrielles légères (ateliers de réparation automobile) ou lourdes (métallurgie, construction automobile...).

<figure><img src="image_32.png" /></figure>

## BIBLIOGRAPHIE

[1] http://aprochim.fr

[2] http://www.industrie.com/chimie/chimirec-s-attaque-aux-dechets-pateux,38576

[3] http://www.encyclo-ecolo.com/Recyclage_d%C3%A9chets_p%C3%A2teux
# HYDROLYSE ET FERMENTATION SEPAREES / BOIS B

## Prétraitement du bois B par hydrolyse et fermentation séparées avant valorisation bioéthanol

Le but du prétraitement est de modifier la structure lignocellulosique et d'augmenter la vitesse d'hydrolyse enzymatique principalement de la cellulose.

En moyenne européenne, environ 1,7 tonnes de déchet lignocellulosique sont produites durant la construction d'une maison de 180 m². Aussi, au moins 30 % des déchets lignocellulosiques proviennent de produits de charpente en bois d'ingénierie.

Environ 10 % des produits de charpente en bois d'ingénierie contiennent différents types de colles y compris de l'urée formaldéhydes (UF), mélamine urée phénol formaldéhyde (MUPF) et du disocyanate de diphényl méthane (PMDI).

Pour convertir les matières lignocellulose en éthanol il faut :

1. Un prétraitement

2. Une hydrolyse de la cellulose et de l'hémicellulose aux sucres monomères

3. Fermentation des sucres à l'éthanol

4. Distillation et épuration de l'éthanol « brute ».

Le prétraitement des déchets est très important pour le procédé de bioconversion qui consiste à séparer la lignine et l'hémicellulose de la cellulose.

Dans le bois, seule une petite fraction des capillaires des parois cellulaires est accessible aux enzymes. Le prétraitement augmente donc la superficie disponible de plusieurs façons : la fraction hémicellulosique est hydrolysée, ce qui diminue les effets de blindage, la lignine subit également des changements structurels, le bois est délignifié à divers degrés.

Ainsi, le blindage des microfibrilles et l'occlusion des pores, causés par la lignine, peuvent être éliminés. Les autres facteurs qui influencent la digestibilité dans les procédés SFS (saccharification et fermentation simultanées, sont la cristallinité du substrat et le degré de polymérisation.

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Chimique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>La structure lignocellulosique</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>En développement (4-6)</td></tr><tr><td>Technologies ou solution de référence</td><td>Hydrolyse, hydroxyde de sodium, acide phosphorique concentré et du NMMO</td></tr></table>

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

Déchets lignocellulosiques
(Résidus agricoles et cultures herbacés)

Prétraitements acides
Permettant d'extraire l'hémicellulose et de rendre disponible la cellulose ($H_2SO_4, SO_2...$)

Filtration

Fraction hémicellulosique

Ethanol

Distillation

Hydrolyse

Fraction solide
(Cellulose→ lignine)

Production d'enzyme

Production de levure

Flux entrant

Déchets lignocellulosiques

Type : Bois de construction et de démolition, Résidus agricoles et cultures herbacés

<figure><img src="image_33.png" /></figure>

Flux sortant

Matière à structure dégagée

Surface des pores augmentée

Bois à structure dégradée
## ETAPES DU PRETRAITEMENT

La dégradation est faite avec une formation minimale de composés, qui inhibent les microorganismes de fermentation. La surface accessible est considérée comme l'un des facteurs les plus importants qui affectent l'efficacité de la dégradation enzymatique de la cellulose.

L'hydrolyse est un procédé dans lequel les polymères glucidiques sont transformés en sucres fermentescibles simples. Ceci est facilité par le procédé de prétraitement (à la chaux, à base d'hydroxyde, explosion à la vapeur, AFEX) qui modifie la structure de la biomasse (pores plus gros et surface plus élevée), permettant ainsi aux enzymes d'entrer dans la fibre. Le prétraitement catalysé par l'acide améliore l'élimination de l'hémicellulose. L'hydrolyse est essentielle avant la fermentation pour libérer les sucres fermentescibles. Dans le procédé, la cellulose est clivée en glucose, tandis que l'hémicellulose résulte en plusieurs pentoses et hexoses.

Ensuite, les micro-organismes de fermentation sont utilisés pour la conversion de sucres monomères en éthanol. Différents organismes comme les bactéries, les levures et les champignons peuvent être utilisés pour la conversion, mais l'organisme le plus utilisé dans les procédés industriels est la levure Saccharomyces cerevisiae.

L'étape d'hydrolyse enzymatique est souvent en étroite collaboration avec l'étape de fermentation suivante dans la production d'éthanol.

La disposition de ce processus peut être conçue de plusieurs façons ; soit par hydrolyse séparée et étape de fermentation (hydrolyse et fermentation séparées, HFS) soit par combinaison de ces deux en une seule étape (saccharification et fermentation simultanées, SFS). Chaque processus a ses propres avantages et inconvénients. Cette fiche se concentrera sur la configuration HFS, mais quand il est question de HFS il est inévitable de le comparer à SFS. Plusieurs autres procédés d'hydrolyse enzymatique et de fermentation sont également disponibles, bien que HFS et SFS soient les plus courants.

Le concept de procédé HFS implique une séparation de l'hydrolyse et de la fermentation en exécutant les réactions en unités séparées.

Le matériau lignocellulosique prétraité est dans une première unité dégradée en sucres monomères par des cellulases et ensuite fermenté en éthanol dans une deuxième unité séparée.

## AVANTAGES / INTERETS

Le principal avantage de cette méthode est que les deux procédés (hydrolyse et fermentation) peuvent être réalisés à leurs propres conditions optimales. Les cellulases se sont révélé les plus efficaces à une température comprise entre 45 et 50 ° C, alors que l'organisme de fermentation utilisé couramment a une température optimale de 30 à 37 ° C.

Un autre avantage de la HFS est la possibilité d'exécuter le processus de fermentation en mode continu avec recyclage cellulaire. Ceci est possible parce que l'élimination des résidus de lignine peut se produire avant la fermentation (cette élimination est beaucoup plus problématique si la lignine est mélangée avec la levure).

## INCONVENIENTS / LIMITES

Le type de matière lignocellulosique entrante va impacter fortement les paramètres du prétraitement [3].

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Directive 2009/28/CE (Renewable Energy Directive dite RED) et Directive 2009/30/CE.

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

Research Center for Chemistry, Indonesian Institute of Sciences (LIPI), Kawasan Indonésie.
SP, Boras, Suède. Technopolis de PathumThani, Thailande
POTENTIEL D'EMERGENCE

Des exemples d'autres méthodes sont : la saccharification et la fermentation simultanée non isotherme (NSSF), la saccharification et la co-fermentation simultanées (SSCF) et le bio-processage consolidé (CBP). En raison du temps de séjour relativement long pour le processus d'hydrolyse, un à quatre jours, il y a un risque de contamination microbienne de la solution de sucre.

BIBLIOGRAPHIE

[1] Comparison of SHF and SSF Processes for Ethanol Production from Alkali-Acid Pretreated Sugarcane trash, S. Suttikul (2016)

[2] Construction and demolition lignocellulosic wastes to bioethanol, V.Jafari et al. (2012)

[3] A short review on SSF – an interesting process option for ethanol production from lignocellulosic feedstocks, K.Olofsson (2008)
# HYDROLYSE ACIDE / DECHETS DE CONSERVERIE VEGETALE

## Prétraitement de déchets de transformation de fruits et légumes par hydrolyse acide diluée pour la production de bioéthanol

L'objectif du prétraitement est la décomposition des monosaccharides pour ramollir le matériau et le rendre plus susceptible à une attaque enzymatique avant la fermentation.

En France, les déchets agroalimentaires représentent un gisement de 3 millions de tonnes par an. Ces déchets représentent un fort potentiel de valorisation énergétique. Beaucoup ont été testés pour la production de bioéthanol, mais la production commerciale à grande échelle n'a pas encore été mise en œuvre en raison du coût élevé de production basé sur les technologies actuelles.

Ceci est dû au fait que la vitesse et le rendement de la conversion de la lignocellulose, présente dans les déchets agroalimentaires, en sucres fermentescibles sont faibles, en raison de la structure cristalline résistante de la cellulose et de la barrière physique formée par la lignine entourant la cellulose.

Ce prétraitement ne vise donc pas à l'abattage d'un polluant spécifique mais permet de favoriser l'étape de fermentation, ce qui conduit à augmenter la production de bioéthanol. Ce prétraitement est potentiellement applicable aux déchets de bois A, faiblement traités.

Pour convertir les matières lignocellulose en éthanol il faut :

1. Un prétraitement

2. Une hydrolyse de la cellulose et de l'hémicellulose aux sucres monomères

3. Fermentation des sucres à l'éthanol

4. Distillation et épuration de l'éthanol « brute ».

L'hydrolyse acide diluée a été développée pour le prétraitement de différents matériaux lignocellulosiques, pour convertir l'hémicellulose en sucres fermentescibles.

Spécifiquement, les résidus de l'industrie de la conserve de fruits et légumes sont composés de polymères glucidiques (amidon, cellulose, hémicellulose et inuline), de lignine et de traces de protéines.

La majorité des glucides peuvent être hydrolysés en sucres simples et fermentés en éthanol.

Cependant, dans le cas de la cellulose et de l'hémicellulose, la technologie nécessaire à ce procédé diffère de celle qui est utilisée par l'industrie classique de l'amidon en éthanol en raison de la structure chimique complexe de ces composés.

L'état optimal d'hydrolyse acide est défini comme les rendements de sucres libres totaux libérés.

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Physico-chimique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Monosaccharides</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>1-3 (En développement)</td></tr><tr><td>Technologies ou solution de référence</td><td>Hydrolyse</td></tr></table>

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_34.png" /></figure>
# HYDROLYSE ACIDE / DECHETS DE CONSERVERIE VEGETALE

### Flux entrant

Déchets de transformation de légumes, fruits et grains

### Flux sortant

Fraction solide
Fraction liquide chargée

## ETAPES DE TRAITEMENT

Parmi les acides hydrolysants, l'acide sulfurique, l'acide phosphorique et l'acide chlorhydrique sont les plus favorisés pour l'hydrolyse de la cellulose.

Sous différentes conditions de température, de temps de réaction et de teneur en $H_2SO_4$, dépendamment de la nature de l'intrant et de son état de décomposition, le prétraitement commence par la préparation du déchet, via séchage et fraisage. Les déchets sont d'abord homogénéisés, séchés au four à 45°C et broyés avant la caractérisation et les opérations de prétraitement. Les résidus sont ensuite stockés à 45°C pour éviter la contamination spontanée.

L'hydrolyse acide est opérée en autoclave avec une concentration en acide sulfurique de 0,5 et 1,0% (p / p). De l'eau déionisée est ajoutée pour ajuster le rapport solide/liquide à 5%.

Les températures de 100 à 130°C et des temps de réaction de 5 à 30 minutes sont adaptés à chaque typologie de déchet.

Une variante, en l'absence d'acide sulfurique, peut être opérée : il s'agit du prétraitement hydrothermal doux. Après le prétraitement, le déchet est filtré et neutralisé avec $CaCO_3$ en ajustant le pH entre 6,5 et 7. Le précipité solide est éliminé par centrifugation.

L'hydrolyse en série, par acide phosphorique puis par acide sulfurique, permet d'obtenir les rendements de conversion les plus importants.

Dans [1], les conditions optimales, ont été observées, lors de l'ajout d'une faible quantité d'acide (1% du poids) ajoutée aux résidus d'aliment.

## AVANTAGE/INTERET

Le prétraitement pourrait permettre d'éviter la nécessité de réduire la taille des particules de biomasse, de préserver les fractions de pentose (hémicellulose), de limiter la formation de composés de dégradation qui inhibent la croissance des microorganismes fermentatifs, minimise les besoins en énergie et réduit les coûts.

## INCONVENIENTS / LIMITES

Prétraitement d'hydrolyse acide semble sensible aux la composition des intrants.

D'après [1], selon le type de déchets, la quantité de sucre (glucose et fructose) ne varie pas après le prétraitement. C'est le cas des résidus de tomates et de poivrons rouges, dont la présence d'acide n'a pas affecté la récupération du sucre dans la fraction liquide.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Loi n°2010-788 Grenelle II portant engagement national pour l'environnement du 12 juillet 2010.

Circulaire du 10 janvier 2012.

Article L 541-21-1 du Code de l'environnement.

Articles R 543-225 et suivants du Code de l'environnement.

Circulaire du 10 avril 2001 sur les déchets de bois, non publiée au JORF

Circulaire du 12 mai 2005 relative aux installations de combustion de bois - cas particulier des panneaux de particules - Inspection des installations classées

Arrêté du 29 juillet 2014 fixant les critères de sortie du statut de déchet pour les broyats d'emballages en bois pour un usage comme combustibles de type biomasse dans une installation de combustion, JORF du 8 août 2014

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

CENER-National Renewable Energy Centre, Navarre (Espagne)
# HYDROLYSE ACIDE / DECHETS DE CONSERVERIE VEGETALE

Démonstrateur : Renewable Acid-hydrolysis Condensation Hydrotreating (REACH) Pilot Plant, Purdue (Etats unis)

## POTENTIEL D'EMERGENCE

Compte tenu de la fluctuation des coûts du pétrole et de la dépendance vis-à-vis des ressources en combustibles fossiles, une attention considérable est accordée aux ressources énergétiques de remplacement dans le cadre de la loi de transition énergétique, avec un objectif de 15% d'énergie renouvelable dans les transports en 2030.

En tant que première puissance agricole de la communauté européenne, la France est particulièrement concernée par le développement d'une filière bioéthanol compétitive.

Le traitement par hydrolyse acide conduit à une diminution de la concentration en sucre dans le bioéthanol, les extrapolations obtenues sur les démonstrateurs prévoient la diminution de 15% à 20% des coûts de production de l'éthanol à partir de charges lignocellulosiques.

## CHAMP DE COMMENTAIRES

Comme alternative, les procédés biologiques de prétraitement des déchets agroalimentaires ont des résultats prometteurs supplémentaires ; Ces procédés sont opérés en utilisant des microorganismes tels que les champignons blancs et bruns ainsi que de la pourriture molle bactérienne pour dégrader les matériaux lignocellulosiques dans des cultures submergées ou solides. Toutefois, bien que le processus de prétraitement biologique nécessite une faible énergie et impacte faiblement l'environnement, il nécessite 30 à 45 fois plus de temps, ce qui impacte le coût des infrastructures. D'autres solutions comme l'explosion de vapeur ou l'oxydation humide sont disponibles.

## BIBLIOGRAPHIE

[1] Diluted acid hydrolysis pretreatment of agri-food wastes for bioethanol production, I. Del Campo et al. (2006)

[2] Effect of acid hydrolysis and fungal biotreatment on agro-industrial wastes for obtainment of free sugars for bioethanol production, T.S Tayeb et al. (2012)
# DECHLORATION CATALYTIQUE / PVC

## CONVERSION CATALYTIQUE DU PVC

L'objectif du prétraitement est d'éliminer le chlore pour une valorisation matière d'une huile déchlorée comme combustible.

Le procédé catalytique permet d'extraire le chlore à 440 °C.

La production mondiale annuelle de PVC est estimée à 35 millions de tonnes par an [1].

L'apport en chlore dans les incinérateurs dus à la présence de PVC est estimé à 50%.

Les coûts supplémentaires dus à l'incinération du PVC par rapport aux déchets municipaux solides vont de 20 € la tonne (cas des PVC souples contenant 25 % de chlore, traitement par un procédé d'épuration humide) à près de 300 € par tonne (cas des PVC rigides contenant 53 % de chlore, traitement par un procédé d'épuration des gaz de combustion à sec) [2].

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Thermique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Cl</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>En développement (TRL 4)</td></tr><tr><td>Technologies de référence</td><td>Incinération de déchets non dangereux</td></tr></table>

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_35.png" /></figure>

Source : [3]

Flux entrant
PVC

Flux sortant
Huile sans chlore

## ETAPES DE TRAITEMENT

Dépolymérisation puis déchloration catalytique à 440°C sous argon: production d'une phase solide, d'une phase liquide appauvrie en Cl et d'une phase gazeuse

Déhydrochloration catalytique de la phase liquide: obtention d'une huile sans chlore pour valorisation matière
# DECHLORATION CATALYTIQUE / PVC

## AVANTAGE/ INTERET

- Température plus basse que l'incinération

- Pas d'émission de NOx ou SOx

- Moins de formation de radicaux libres par rapport à l'incinération, qui peuvent conduire à la formation d'intermédiaires toxiques

- Séparation aisée du HCl formé

- Système clos

## INCONVENIENT/ LIMITE

- Le bilan massique du procédé montre que, en l'état actuel, le procédé ne permet pas de produire plus de 10% d'huile à 0,02% de chlore.

- Le résidu solide représente encore 20% de la masse initiale avec une teneur de 0,3% de chlore. Les hydrocarbures gazeux produits sont encore chargés en chlore (alcanes C1-C4 à 8% de chlore, alcènes C2H6/C2H4 à 21% de chlore). Il faut donc bien traiter et valoriser les gaz incondensables qui contiennent du chlore (près de 70 % du flux entrant)

- La technique nécessite donc d'être perfectionnée avant de faire l'objet de développements industriels d'intérêt.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

- Directive 2000/76/CE du Parlement européen et du Conseil du 4 décembre 2000 sur l'incinération des déchets.

- Limite de rejets : HCl 10 mg/Nm3 (et Dioxines : 0.1 ng/Nm3)

- Rubrique ICPE 2771 "installation de traitement thermique de déchets non dangereux"

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

A notre connaissance, ce procédé est encore en développement, à l'échelle pilote de laboratoire.

## POTENTIEL D'EMERGENCE

Le développement de ce type de procédé est dépendant des conditions (réglementaires) de gestion des déchets de PVC, de l'évolution de la part de PVC dans les déchets et de la demande en matières premières secondaires produites par le procédé :

- Il n'existe pas d'objectifs spécifiques concernant le recyclage des déchets de PVC en France à l'heure actuelle mais l'incinération du PVC en mélange dans les déchets non dangereux impose des traitements de neutralisation conséquents.

- Le PVC est encore très présent dans les produits de consommation et en particulier les matériaux du bâtiment (menuiseries PVC) et les équipements électriques et électroniques ;

- L'huile déchlorée peut constituer un carburant alternatif dont l'intérêt pourrait croître avec une augmentation du prix du Pétrole et/ou la raréfaction des ressources fossiles accessibles. La valorisation de plastiques comme combustibles n'est envisageable qu'après déchloration du PVC pour éviter les phénomènes de corrosion

## CHAMP DE COMMENTAIRES

Ce type de valorisation nécessite la réalisation d'études de faisabilité préalables.

## BIBLIOGRAPHIE

[1] *Chlorures de polyvinyle (PVC) : transformation, façonnage, recyclage*. Techniques de l'Ingénieur (mars 2012)

[2] Bertin Technologies, « The influence of PVC on quantity and hazardousness of flue gas residues from incineration », étude réalisée pour la DG XI, avril 2000.

[3] *Catalytic conversion of waste plastic: focus on waste PVC*, M.A. Keane, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 82 (2007) 787-795
# PYROLYSE PAR ETAPES / MELANGE DE POLYMERES (DONT PVC)

## PYROLYSE PAR ETAPES

Le procédé permet de réduire la quantité de chlore dans les huiles de pyrolyse produites à partir d'un mélange de polymères.

Ce procédé de pyrolyse par étapes est un processus de pyrolyse rapide qui permet de séparer un mélange de polymères (dont PVC) et d'éliminer le chlore afin de valoriser l'huile comme combustible en minimisant les risques de corrosion.

La production mondiale annuelle de PVC est estimée à 35 millions de tonnes par an [1].

L'apport en chlore dans les incinérateurs dus à la présence de PVC est estimé à 50%.

Les coûts supplémentaires dus à l'incinération du PVC par rapport aux déchets municipaux solides vont de 20 € la tonne (cas des PVC souples contenant 25 % de chlore, traitement par un procédé d'épuration humide) à près de 300 € par tonne (cas des PVC rigides contenant 53 % de chlore, traitement par un procédé d'épuration des gaz de combustion à sec) [2].

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>thermique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Cl</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>Emergent (TRL6 à 7)</td></tr><tr><td>Technologies de référence</td><td>Incinération de déchets non dangereux</td></tr></table>

## SCHEMA BLOC DU PROCESS

<figure><img src="image_36.png" /></figure>

Source : [3]

**Flux entrant**
Mélange de polymères solides

**Flux sortant**
HCl gazeux, monomères, composés aliphatiques sous forme d'huiles, résidu solide

## ETAPES DE TRAITEMENT

### Extrusion du mélange de polymères

Déhydrochloration à 330 °C aboutissant à une extraction sous forme gazeuse de 99,6% du chlore des polymères entrant à partir d'un mélange de polymères contenant 10% de PVC

### Récupération des différents polymères sous forme gazeuse en appliquant des paliers de température selon la nature des composés présents

Le procédé peut être réalisé soit avec plusieurs réacteurs en série, soit dans un même réacteur porté à différentes températures

Les composés gazeux organiques sont ensuite condensés pour être valorisés comme combustibles

Le résidu solide obtenu à partir d'un mélange de polymères à 10% de PVC contient 0,2% de chlore
# PYROLYSE PAR ETAPES / MELANGE DE POLYMERES (DONT PVC)

## AVANTAGE/ INTERET

Séparation des différents polymères sous forme d'huile de pyrolyse combustible présentant un risque de corrosion minimisé

Pas d'émission toxique de composés chlorés (hormis HCl dont la gestion est maîtrisée)

## INCONVENIENT/ LIMITE

L'application du procédé est limitée à une teneur en PVC de 10 à 15%.

Les données manquantes sur le bilan matière ne nous permettent pas de nous prononcer sur un potentiel d'émergence du procédé à un stade industriel.

Le traitement du HCl dans les gaz incondensables doit être bien maîtrisé.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Directive 2000/76/CE du Parlement européen et du Conseil du 4 décembre 2000 sur l'incinération des déchets (limites de rejets HCl 10 mg/Nm3 et Dioxines : 0.1ng/Nm3).

Rubrique ICPE 2771 Traitement thermique de déchets non dangereux (soumis à autorisation)

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

La société PLas2Fuel a déposé un brevet décrivant un dispositif de recyclage des plastiques basé sur la pyrolyse par étapes en 2010 [4]. Agilyx Technology commercialise un système dérivé mais son application concerne les déchets plastiques sans mention spécifique du PVC.

## POTENTIEL D'EMERGENCE

Le développement de ce type de procédé est dépendant des conditions (réglementaires) de gestion des déchets de matières plastiques, de l'évolution de la part de PVC dans les déchets et de la demande en matières premières secondaires produites par le procédé :

- Il n'existe pas d'objectifs spécifiques concernant le recyclage des déchets de PVC en France à l'heure actuelle mais l'incinération du PVC en mélange dans les déchets non dangereux impose des traitements de neutralisation conséquents.

- Le PVC est encore très présent dans les produits de consommation et en particulier les matériaux du bâtiment (menuiseries PVC) et les équipements électriques et électroniques ;

- L'huile déchlorée peut constituer un carburant alternatif dont l'intérêt pourrait croître avec une augmentation du prix du Pétrole et/ou la raréfaction des ressources fossiles accessibles. La valorisation de plastiques comme combustibles n'est envisageable qu'après déchloration du PVC pour éviter les phénomènes de corrosion

Le brevet déposé par Plast2Fuel précise que le procédé permet également de prétraiter des mélanges de plastique souillés (résidus alimentaire, étiquettes, sol...)

Ce procédé serait également efficace pour éliminer les composés bromés provenant des retardateurs de flamme.

## CHAMP DE COMMENTAIRES

Ce type de valorisation nécessite la réalisation d'études de faisabilité préalables

## BIBLIOGRAPHIE

[1] *Chlorures de polyvinyle (PVC) : transformation, façonnage, recyclage.* Techniques de l'ingénieur (mars 2012)

[2] Bertin Technologies, « The influence of PVC on quantity and hazardousness of flue gas residues from incineration », étude réalisée pour la DG XI, avril 2000.

[3] *Stepwise pyrolysis for raw material recovery from plastic waste*, H. Bockhorn *, A. Hornung, U. Hornung, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 46(1998) 1-13

[4] *System for recycling plastics*, Patent n° US 7758729 B1 (2010)
## Lixiviation (l'acide sulfurique) des déchets de bois traités à l'ACC

Extraction chimique des agents de conservation du bois traité à l'arséniate de cuivre chromaté (ACC) pour valorisation matière ou énergie des déchets de bois.

L'imprégnation du bois à l'aide de substances chimiques est utilisée par l'industrie de préservation du bois afin de retarder ou d'empêcher la dégradation du bois. Exposé aux conditions extérieures, le bois subit de nombreuses altérations en raison des attaques menées par les insectes, les champignons ainsi que les rayons UV du soleil. L'arséniate de cuivre chromaté (ACC) est l'un des agents de préservation du bois les plus répandus à travers le monde. Depuis son interdiction de commercialisation, de nouveaux agents de préservation de nature orga-métallique ont vu le jour tels que le cuivre alcalin quaternaire (CAQ), l'azote de cuivre (AC) et le cuivre micronisé (MiCu). Les déchets de bois traité à l'ACC comprennent : du cuivre (fongicide) qui donne une couleur verte au bois, de l'arsenic (insecticide) et du chrome (fixateur du cuivre et de l'arsenic délayables en milieu humide).

Le gisement estimé en 2005, en Allemagne et en France, s'élève au total pour les déchets de bois traités à l'ACC autour de 3,4 millions de tonnes.

L'objectif du prétraitement est l'extraction chimique par lixiviation (à l'acide sulfurique) permettant d'extraire les métaux lourds, contenus dans les déchets de bois traité à ACC. La finalité est de valoriser les déchets de bois décontaminés en combustibles (pour chauffer le réacteur de lixiviation) ou comme source de carbone et d'agent de structuration dans la fabrication de compost.

Le présent prétraitement peut être divisé en deux étapes : le procédé de remédiation chimique (qui permet d'extraire les métaux lourds du déchets) et la récupération des métaux après solubilisation (à partir du lixiviat produit durant l'étape de remédiation chimique).

Le procédé de remédiation chimique présenté est issu d'une étude menée par l'INRS. Selon ses auteurs, l'acide sulfurique, utilisé comme réactif de lixiviation, semble être le meilleur compromis en termes d'efficacité et de coût en réactif chimique.

Ce procédé consiste en trois étapes de lixiviation et permet d'extraire plus de 99% de l'As et du Cu et 91 % du Cr, ce qui permettrait une valorisation énergétique des bois traités, en limitant la production d'éléments polluants.

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Chimique</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Métaux lourds (Cuivre, Chrome, Arsenic)</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>4-6 (Emergent)</td></tr><tr><td>Technologies ou solution de référence</td><td>biorémédiation, électrodialyse, traitement thermique</td></tr></table>
# LIXIVIATION CHIMIQUE / DECHET BOIS ACC

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## ETAPES DE TRAITEMENT

### Procédé de remédiation chimique par lixiviation :

Réduction granulométrique de bois traité à l'ACC afin d'obtenir de fines particules de bois (type sciures)

Trois étapes de lixiviation successives avec comme réactif de lixiviation de l'acide sulfurique dans les conditions suivante : T = 75°C, t = 2 h, $H_2SO_4$ = 0,2 N.

Etapes de lavages/rinçage successives effectuées à température ambiante.

Ces étapes de lixiviation permettent d'extraire plus de 99% de l'As et du Cu et 91 % du Cr.

L'Arsenic est solubilisé sous sa forme trivalente ($H_3AsO_4$, $H_2AsO_4^-$), le chrome sous sa forme trivalente ($CrSO_4^+$; $Cr^+$) et le cuivre sous sa forme Cu bivalente ($CuSO_4$, $Cu^{2+}$).

Les étapes suivantes concernent la récupération des métaux. Les méthodes les plus répandus et efficaces pour traiter des effluents industriels contaminés par des métaux sont la précipitation-coagulation, l'électrodéposition ou d'absorption sur résines échangeuses d'ions (ces procédés permettent l'extraction sélective/ou non des métaux en vue de différente voie de valorisation/élimination, cf fiche générique « extraction des métaux lourds »).

## AVANTAGE/INTERET

L'attrait de ce procédé réside, entre autres, dans la possibilité d'extraire les agents de conservation du bois traité et donc de permettre le passage de la classe de bois C (déchets dangereux) à un bois classé B (déchets de bois faiblement traités). Cela permettrait de valoriser les bois sous forme d'énergie en limitant la quantité de polluant.
# LIXIVIATION CHIMIQUE / DECHET BOIS ACC

Ce procédé permet de tirer profit des matériaux initialement destinés à l'enfouissement.

## INCONVENIENTS / LIMITES

La réduction granulométrique du bois en fines particules entraîne une augmentation des coûts directs d'opérations non négligeable et limite le potentiel de valorisation du bois après remédiation.

## REGLEMENTATION APPLICABLE

Articles R 541-7 à R 541-11 du Code de l'environnement ;

Articles L 133-5 à R 133-4 du Code de l'environnement.

## EXEMPLES D'INSTALLATIONS COMMERCIALES

Pas d'exemple d'installations connues.

## POTENTIEL D'EMERGENCE

Faibles coûts du réactif de lixiviation, la performance, la reproductibilité ainsi que la robustesse du procédé semblent être des atouts majeurs de ce procédé.

## CHAMP DE COMMENTAIRES

Ce procédé de remédiation a été appliqué aux agents de préservation du bois de remplacement, à savoir les bois traités au CAQ, à l'AC et au MCQ afin d'évaluer l'efficacité de solubilisation du cuivre. La lixiviation acide des bois traités au CAQ, à l'AC et au MCQ pendant 2 h 40 min à 20°C en présence d'acide sulfurique (0,13 N) avec trois cycles de lixiviation permet la solubilisation de 90 à 93% du cuivre.

Dans [3], l'étude de la réutilisation en contre-courant des eaux de procédé (lixiviats de remédiation et eaux de rinçage) pour la décontamination des bois traités à l'ACC ; a montré que cette configuration permet l'amélioration des performances de solubilisation mais surtout qu'elle permet un fort gain économique (estimation du cout du procédé sans contre-courant 588€/tonne de bois traité contre 165€/tbt pour la configuration en contre-courant avec recirculation).

## BIBLIOGRAPHIE

[1] Electrodialytic remediation of ACC-treated waste wood in pilot scale, Pederson et al. (2003)

[2] Développement d'un procédé chimique de décontamination de bois usagé traité à l'arseniate de cuivre chromaté, A.Janin (2009)

[3] Décontamination de déchets de bois traité à base de composés cuivrés en vue de leur revalorisation, Lucie COUDERT (2013)
# EXTRACTION BIOLOGIQUE / BOIS TRAITES CCA

## Extraction des agents de conservation du bois CCA par des polymères naturels

Chélation et adsorption des métaux lourds par des polymères naturels des agents de conservation du bois traité à l'CCA pour valorisation matière ou énergie des déchets de bois.

Les déchets de bois traité l'CCA comprennent : du cuivre (fongicide) qui donne une couleur verte au bois, de l'arsenic (insecticide) et du chrome (fixateur du cuivre et de l'arsenic en milieu humide). L'arséniate de cuivre chromé est l'un des pesticides du bois aux principes fongicide et insecticide, notamment utilisé en marine contre les tarets. Le gisement estimé en 2005, en Allemagne et en France, s'élève au total pour les déchets de bois traités à l'CCA autour de 3,4 millions de tonnes. Le présent prétraitement, met en œuvre le processus de chélation, ce procédé physico-chimique forme un complexe à partir d'un agent chélatant (ici la chitine et le chitosane) et un atome métallique. Le complexe formé est dit chélaté.

L'objectif du prétraitement est l'extraction par complexation (avec des polymères naturels) permettant d'extraire les métaux lourds, contenus dans les déchets de bois traité à CCA. Les polymères utilisés sont la chitine et le chitosane.

La finalité est de valoriser les déchets de bois décontaminés en combustibles, comme source de carbone ou encore pour la fabrication de bioéthanol.

<table><tr><td>Type de procédé</td><td>Biorémédiation (Chélation via des polymères naturels)</td></tr><tr><td>Nature du polluant</td><td>Métaux lourds (Cuivre, Chrome, Arsenic)</td></tr><tr><td>Maturité du procédé (échelle TRL)</td><td>En développement (1-3)</td></tr><tr><td>Technologies ou solution de référence</td><td>Lixiviation chimique, traitement thermique, électrodialyse.</td></tr></table>

<figure><img src="image_38.png" /></figure>

## ETAPES DE TRAITEMENT

Après une réduction granulométrique, sous forme de sciure, le bois traités est mis en solution avec de l'eau déminéralisée (environ 70 ml/g de bois traité).

Ajout de 3g de sciure de bois traités dans des récipients contenant 200ml d'eau déminéralisé et 1 à 5g de Chitine et Chitosane.

Les récipients sont agités pendant 1,5 et 10 jours à 120 tr / min sur un agitateur rotatif à 27 °C.

Rinçage de la sciure 3 fois avec 300ml d'eau déionisée à 20°C ;

Séchage de la sciure au four 60°C pendant 24h.