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Les technologies clés
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Tri, stockage et compactage des déchets urbains
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Fiche Technologie-clé n : 34
VERSION 3
Définition
La croissance permanente des quantités de
déchets produits -et leur mauvaise image auprès du public- ont
favorisé le développement d'une politique de traitement des
déchets visant à diminuer leur volume et à réduire
leur impact sur l'environnement. Un traitement efficace met toutefois en oeuvre
des filières et procédés différents selon les
matériaux, et nécessite de ce fait un tri préalable.
On distingue le tri mécanisé -qui fait
intervenir des équipements de tri automatique mais où
l'opérateur humain reste présent en bout de chaîne- du tri
robotisé, qui élimine le tri manuel (il existe actuellement un
prototype en Suisse qui ne nécessite l'intervention que d'une personne
pour sélectionner les produits à prélever, sur un
écran). En aval, la substitution de matériaux secondaires
à des matières premières de base pour la fabrication de
nouveaux produits exige le respect de normes de qualité pour les
matières triées : absence d'impuretés, teneur
élevé en matière. La plupart du temps, ces normes
impliquent une préparation complémentaire, souvent
dénommée "sur-tri", qui relève en France des industriels
et non des collectivités.
Techniques mises en oeuvre
(source : document co-édité par l'ADEME et
Eco-Emballages, voir "Pour en savoir plus")
Toutes les technologies présentées
ci-après sont déjà industrialisées, mais il faut
savoir qu'un centre fortement mécanisé nécessite un long
rodage, car le métier est encore jeune.
Les différents étapes du tri sont :
- la préparation du tri
Elle remplit l'un ou plusieurs des rôles suivants
:
- ouvrir des sacs de collecte pour rendre les matériaux
accessibles au tri (ouverture mécanique ou par thermofusion du
plastique) ;
- éliminer les éléments fins : tri
granulométrique sur un crible plan (tables perforées de trous de
même dimension, inclinées et vibrantes), ou sur un crible rotatif
ou trommel ;
- séparer les déchets à trier selon leur
forme et leur densité : tri aéraulique, densimétrique
(envol des matériaux légers dans un courant d'air ascendant,
placage contre une paroi perforée mise en dépression, tri
balistique, rebond d'adhérence). Ce pré-tri accroît
l'efficacité des équipements de tri spécifiques.
- le tri à proprement parler
- Overband, pour le tri des objets et particules
ferro-magnétiques. Un système magnétique fixe est
situé à l'intérieur d'un châssis autour duquel
tourne une bande d'évacuation entraînée par un
motoréducteur ou par une poulie d'entraînement. L'ensemble est
placé au-dessus d'un convoyeur. Sous l'effet de l'attraction
magnétique, les particules ferreuses véhiculées par le
convoyeur sont entraînées hors de la ligne de transport du
mélange. L'attraction cessant, elles retombent alors, soit dans une
trémie, soit sur un convoyeur à bande. la puissance de l'aimant
permet de traiter une couche plus ou moins épaisse. L'overband peut
être installé à de nombreux endroits de la chaîne.
Les particules métalliques étant souvent coupantes, il est
intéressant de le placer avant le tri manuel si la composition du flux
entrant le permet (notamment selon la quantité de films plastiques). En
règle générale, il parait d'ailleurs souhaitable de
positionner le tri manuel en fin de chaîne afin d'améliorer son
efficacité.
- Poulies magnétiques, pour le tri des objets
et particules ferro-magnétiques. Elles se présentent sous la
forme d'un cylindre monté sur un axe. Leur corps contient un aimant
permanent ou un électro-aimant. Elles sont généralement
utilisées en remplacement des poulies d'entraînement de convoyeurs
à bande. A l'extrémité du convoyeur à bande, les
particules ferreuses sont retenues par la poulie et entraînées
en-dessous du convoyeur. Elles tombent alors par gravité. On les utilise
sur un gisement d'emballage acier/alu pré-trié, ou encore sur un
gisement multiflux d'emballages nécessitant l'enlèvement des
emballages ferreux, ce qui peut faire varier leur place dans un centre de tri.
- Table de tri , permettant de présenter les
matériaux devant les postes de tri manuel. Seule l'intervention humaine
permettant aujourd'hui d'atteindre les spécifications de qualité
requises pour le tri des déchets, cette table constitue le coeur d'une
unité de tri. Elle est généralement constituée d'un
convoyeur à bande à hauteur de travail en position debout. Le tri
peut être positif (le trieur prélève les matériaux
à recycler) ou négatif (il prélève les
matériaux indésirables). C'est en général le
dernier équipement sur lequel transitent les matériaux avant
conditionnement. Il peut être intéressant d'automatiser le tri des
métaux, si les volumes à traiter sont suffisamment importants.
- Séparateur acier/alu, pour séparer les
boites en acier et les boites en aluminium en deux flux. C'est un convoyeur
à bande de petite dimension, incliné, avec une poulie
magnétique en tête. Généralement, une trémie
d'alimentation est intégrée. Il est généralement
placé après une table de tri manuel où sont
écartées les canettes métalliques, ou après un
overband.
- Séparateurs à courant de Foucault pour
trier l'aluminium
Ils permettent de séparer l'aluminium et les
métaux non ferreux (cuivre, laiton, plomb, etc.) d'un gisement
d'emballages en mélange. Le flux entrant doit avoir fait l'objet d'un
déferrage.
Le principe des courants de Foucault est de
générer des champs magnétiques répulsifs pour les
métaux non-ferreux à l'aide de courants électriques
eux-mêmes induits par un champ magnétique variable. Les
différents équipements proposés comportent un court
convoyeur qui entoure l'appareillage de génération des courants
de Foucault. Lorsque les emballages passent sur ce convoyeur, la force de
répulsion soulève et projette vers l'avant l'aluminium et les
métaux non ferreux. Une plaque de division divise les deux flux de
matériaux. Ces séparateurs sont onéreux et délicats
à régler. Par ailleurs, le tri des métaux non ferreux
entre-eux nécessite plusieurs étages de séparateurs.
- Equipements de tri du verre destinés à
fournir aux verriers un calcin utilisable en verrerie, à partir de
morceaux de verre. Ces appareils permettent d'éliminer les
impuretés tant minérales qu'organiques. Ils peuvent
également être utilisés pour le tri du verre par couleur.
Ils sont plutôt situés chez les affineurs de verre, ou alors
complètement en aval de la chaîne de traitement, dans les gros
centre de tri. Ils mettent en oeuvre différents principes : aspiration
pour les impuretés légères (souvent organiques),
reconnaissance optique pour l'élimination des impuretés opaques
et le tri par couleur (alimentation par table vibrante assurant la
régularité de la couche passant devant les détecteurs,
ensemble de détecteurs optiques, électronique de traitement du
signal associé, ensemble de buses d'éjection pneumatique
commandées par électrovannes).
- Equipements de tri des plastiques : ils sont
généralement fondés sur l'analyse de la nature chimique
des plastiques, par exemple sur le principe de la spectroscopie à
infrarouge à faible distance et la détection par rayons X. Les
systèmes disponibles à ce jour servent surtout en centre de
surtri des plastiques. Il existe toutefois des systèmes de
séparation automatique PET/PVC pouvant être placés en fin
de chaîne de tri, après séparation des matériaux
plastiques des autres matériaux. Leur efficacité repose, entre
autres, sur la capacité de faire passer les bouteilles une à une
dans le module de détection.
Le conditionnement
- Perforateur de bouteilles plastique,
indispensable pour les bouteilles en PET : il a pour but de faciliter la
compression des bouteilles sous forme de balle, et d'éviter
l'éclatement des balles lors de la manutention, à cause de
bouteilles de PET ayant conservé leur bouchon. Les perforateurs sont
généralement constitués de deux tambours munis de pointes
d'acier.
- Presse à balles : les vérins tassent
les matériaux par poussées successives. Les balles sont
ligaturées manuellement, semi-automatiquement ou automatiquement avec
des fils de fer ou des feuillards métalliques ou plastiques. Dans la cas
d'une presse polyvalente, la même presse est utilisée pour
conditionner les divers types de matériaux à recycler.
- Compacteur écraseur, destiné à
aplatir les boites métalliques pour réduire leur volume
(après l'overband ou le séparateur par courant de Foucault). Les
boites sont aplaties lors de leur passage entre un rouleau écraseur et
une plaque métallique ou un deuxième rouleau. Cet
équipement prépare l'alimentation d'une presse à paquets,
de façon à accroître son efficacité.
- Presse à paquets pour les métaux :
les matériaux subissent l'action de vérins hydrauliques selon
le même principe que les presses à balles, mais la densification
est supérieure. Les pièces métalliques sont suffisamment
imbriquées pour ne pas nécessiter de ligaturage.
Contexte concurrentiel et économique
Historiquement, le tri a d'abord été
réalisé sur des déchets bruts, pour séparer la
fraction compostable du reste des déchets. Ce type de tri s'est
révélé être une impasse, tant d'un point de vue
quantitatif que qualitatif. Le tri s'applique aujourd'hui en France uniquement
à la partie des déchets urbains collectée
sélectivement (déchets d'emballages ménagers,
journaux-magazines et vieux papiers d'impression-écriture,
déchets encombrants, etc.) ; cette collecte sélective a
aujourd'hui tendance à s'étendre, notamment aux déchets
industriels banals lorsqu'ils ne font pas l'objet de procédures
spécifiques de collecte.
Fonctions remplies :
Aussi développée que soit la
séparation des déchets demandée à l'habitant, toute
collecte séparative nécessite un tri et un conditionnement des
produits. A partir de collectes sélectives, un centre de tri doit amener
les matériaux d'emballage à un niveau de qualité
compatible avec leur reprise par des filières de recyclage.
Le tri mécanisé a pour fonction essentielle de
faciliter et de rendre moins pénible le tri manuel réalisé
ultérieurement.
Evolutions technologiques :
- Technologiquement, des tris automatiques
plus poussés sont envisageables, mais ils ne seront pas forcément
rentables. Dans le cas des plastiques, par exemple, le problème qui se
pose est celui du coût par rapport au gisement disponible (les plastiques
représentent seulement 5 à 6 % en poids des déchets
ménagers), et par rapport au temps qu'un tri automatique permet
d'économiser par rapport au tri manuel. En pratique, le tri automatique
des plastiques est encore réservé, soit à des
chaînes très spécialisées travaillant à
partir d'une collecte des seuls flaconnages, soit aux centres de sur-tri. Ce
type de tri pourrait toutefois se développer dans les années
futures.
- le tri robotisé, réalisé par
un petit robot muni d'un bras, connecté à un système de
détection, pourrait se développer si des collectivités de
plus de 200 000 habitants décident de s'y lancer. Les performances du
tri robotisé sont un peu supérieures à celle du tri manuel
optimisé, qui permet de traiter de l'ordre de 2000 objets par heure.
Il est vraisemblable qu'à moyen terme, le tri
manuel gardera toute son importance.
Programmes de recherche :
Le programme EUREKA EU 943 PACK EE, sur les
déchets d'emballage, a associé divers acteurs importants de la
filière emballage et l'Adème. Les recherches concernant les
procédures de tri automatique sont actuellement terminées. Il
existe d'autre part actuellement des regroupements de collectivités qui
échangent leurs expériences et réflexions.
Environnement