Valorisation des déchets en énergies propres : comment ça fonctionne ?
Les quantités de déchets produites deviennent de plus en plus conséquentes et problématiques. C’est pourquoi il est important d’explorer des alternatives pour leur fin de vie. Zéro Waste France nous rappelle par ailleurs l’importance de la pyramide de traitement des déchets. Ainsi, la prévention constitue la première et la meilleure solution, car le meilleur déchet est celui qui n’est jamais produit ! Seulement ensuite, il est possible d’éviter le statut de déchet en réemployant le produit tel quel. Enfin, à l’état de déchet, nous trouvons les procédés de recyclage, de valorisation et d’élimination.
Comme nous pouvons le voir, lorsqu’un produit devient un déchet, sa prise en charge aura toujours un impact négatif pour l’environnement. Lorsque le recyclage n’est pas possible, la valorisation énergétique devient alors une alternative viable. Urbyn vous présente alors les différentes méthodes de valorisation des déchets les plus courantes.
Quels sont les différentes valorisations énergétiques des déchets ?
Méthanisation et digestion anaérobie
La méthanisation permet de produire du biogaz à partir de diverses matières organiques. On y retrouve les déchets alimentaires, les déchets agricoles (fumier, résidus de récolte, …), les boues d’épuration et les déchets verts. Ces déchets subissent alors une digestion anaérobie. C’est un processus qui se déroule en l’absence d’oxygène dans des installations spécifiques appelées digesteurs. Les micro-organismes décomposent la matière organique, ce qui génère du biogaz, principalement composé de méthane. Ce gaz peut alors être utilisé de deux façons : brûlé pour produire de l’électricité ou purifié pour améliorer sa qualité et être injecté dans les réseaux de gaz naturel. La méthanisation crée aussi un sous-produit que l’on appelle digestat. Cette matière sera utile pour alimenter les sols en engrais naturels, même si elle est de plus en plus controversée pour ses rejets de CO2.
Incinération avec récupération d’énergie
L’incinération avec récupération d’énergie concerne notamment les déchets ménagers non-recyclables, les déchets industriels spéciaux et certains types de déchets médicaux. Ce processus consiste à brûler ces déchets pour générer de la chaleur. Cette chaleur est ensuite utilisée pour produire de l’électricité ou alimenter des systèmes de chauffage urbain. Malheureusement, l’incinération génère des dioxines, de l’oxyde de soufre et des particules fines dans l’atmosphère. En revanche, les avancées technologiques permettent maintenant de minimiser les émissions de polluants à travers des systèmes de contrôle sophistiqués. L’incinération avec récupération d’énergie n’est alors pas le meilleur remède, mais elle reste toujours une option.
Pyrolyse
La pyrolyse est un processus de décomposition thermique qui chauffe les matériaux à des températures allant de 400 à plus de 1000°C en l’absence d’oxygène. Elle est adaptée pour une multitude de déchets tels que les déchets verts, les déchets médicaux ou encore les déchets ménagers. Ce processus évite la combustion et permet de briser les matériaux en gaz combustible, en charbon (biochar) et en liquide (bio-huile). Le gaz combustible est utilisé pour la production d’énergie ou comme matière première industrielle. La bio-huile sert directement de carburant ou peut être raffinée en carburants renouvelables. Le biochar est un résidu solide enrichissant les sols en agriculture et agissant comme filtre pour purifier l’eau.
Électrolyse microbienne
L’électrolyse microbienne est une technologie qui exploite les micro-organismes présents dans les déchets organiques comme les eaux usées, les déchets agricoles, et les déchets verts. Ce procédé convertit des substances organiques en électricité, hydrogène, ou autres produits chimiques via des réactions électrochimiques. Les déchets placés dans une cellule électrochimique dégradent alors les substrats organiques pour produire des électrons. Ces électrons généreront ensuite un courant électrique. Ce système peut également réduire les agents pathogènes et la charge organique des eaux usées, améliorant ainsi la qualité de l’eau tout en récupérant de l’énergie.
Gazéification
La gazéification est un processus thermochimique qui convertit les matériaux carbonés : biomasse, charbon, résidus de plastiques, etc. Le gaz produit est donc appelé syngas. C’est un mélange de monoxyde de carbone, d’hydrogène et souvent de petites quantités de dioxyde de carbone. On obtient le syngas grâce à la réaction avec un agent oxydant (air, oxygène ou vapeur) contrôlé à haute température. Quelles sont les différences entre le biogaz de la méthanisation et la gazéification ? Le biogaz fonctionne à des températures relativement basses, autour de 35 à 70°C, tandis que la gazéification requiert des chaleurs entre 700 à 1400°C pour initier et maintenir les réactions chimiques. Par ailleurs, le biogaz provient de déchets organiques, tandis que la gazéification concerne une plus large gamme de déchets.
Carbonisation hydrothermale
La carbonisation hydrothermale est un processus qui imite la formation naturelle du charbon en accéléré. Elle transforme les déchets organiques en hydrochar à l’aide de solvant sous des températures élevées (180 à 250 °C) et haute pression. Ce processus rapide produit un charbon hydrophile qui peut absorber l’eau, contrairement au charbon traditionnel. L’hydrochar peut alors être utilisé efficacement comme combustible, ce qui offrira une alternative aux combustibles fossiles. Cela réduit également les besoins en irrigation et en fertilisants chimiques grâce à une utilisation dans les sols pour améliorer la fertilité, la rétention d’eau et de nutriments. Enfin, la carbonisation hydrothermale favorise le stockage du carbone, ce qui diminuera les émissions de gaz à effet de serre.
Quelles sont les limites de la valorisation déchet ?
Nous l’avons vu, il existe de nombreuses techniques de valorisation énergétique des déchets. Il ne fut ici uniquement de simples exemples, mais on aurait également pu présenter des sous parties de ces traitements tels que la cogénération, la liquéfaction hydrothermale ou encore la gazéification plasma. Malgré la création d’énergie à partir de ressources renouvelables, la valorisation peut aussi libérer des émissions de CO2 et autres polluants pour l’atmosphère. Oui, elle sera toujours mieux que l’enfouissement, mais il ne faut pas systématiquement considérer cette approche comme la solution ultime. La valorisation des déchets doit donc être vue comme un complément à la réduction, au réemploi et au recyclage des déchets.
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Sources :
