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LES DOSSIERS THEMATIQUES DE L’APESA
LE TRI DES DECHETS : LA VOIE DE
L’AUTOMATISATION
Depuis Le Grenelle de l’Environnement, le recyclage
matière provenant des déchets est devenu un enjeu
national et une priorité dans la gestion de
l’environnement. Le contexte réglementaire et le
contexte de raréfaction des ressources donnent des
perspectives de croissance forte du recyclage matière
des déchets.
Les déchets ainsi récupérés pourront être utilisés en
matières premières secondaires (diminution de la
consommation de matière première) ou valorisés en
utilisant leurs propriétés améliorées (pouvoir
calorifique ou fraction fermentescible plus élevés par
exemple). Le tri est l’étape préalable indispensable au
recyclage des matériaux. Il rend possible la
transformation d’un flux de déchets mélangés et non
directement valorisables en plusieurs fractions dont
certaines se prêteront mieux au recyclage matière.
Septembre 2010
EDITO
Et si les déchets étaient «la mine » de
demain ? La raréfaction des matières
premières, en particulier des métaux et
des matières premières pétrolières
peuvent en tout cas le laisser à penser.
Pour rendre possible l’exploitation de
il
est
cette
nouvelle
«mine»,
indispensable de pouvoir trier les
déchets et séparer les matières.
D’où l’importance que prennent les
technologies de tri dans le processus de
gestion des déchets.
Ce dossier thématique de l’APESA fait le
point sur les principales technologies de
tri disponibles, avec un zoom sur le tri
optique
dans
lequel
des
développements intéressants sont en
cours.
Benoit de Guillebon
Plusieurs techniques de tri existent,
manuelles ou automatiques. On les
retrouve souvent associées dans les
centres de tri.
En 2002 en France, sur un total de 26,4
MT de déchets ménagers et 94MT de
déchets banals, 5,2 MT étaient triés et 3,6
MT valorisés
(Rapport sur les installations de traitement
SOURCES
des déchets, ADEME, 2002).
Etude réalisée par le cabinet Nodal Consultants d’octobre à décembre 2009 dans le cadre du programme d’actions et de
soutien aux PME-PMI innovantes de l’écosystème optique & systèmes complexes - Analyse le LIBS confirme son potentiel,
Green News Techno du 19 octobre 2009 - Recyclage Récupération n°17, 10 mai 2010, page 49 - « Les machines de tri des
déchets », Environnement & Technique n°241, novembre 2004 - « Etude d’implantation de filières de traitement de déchets
en Guadeloupe », INP, ENSEEIHT, Rémi LESTIENNE et Philippe BAUDEZ, 2010
CE PROJET EST COFINANCE PAR L’UNION EUROPEENNE.
L’EUROPE S’ENGAGE EN AQUITAINE AVEC LE FOND EUROPEEN DE DEVELOPPEMENT DURABLE
Pour atteindre les objectifs du Grenelle en
matière de recyclage des déchets, certaines
filières de recyclage « matière » devront se
développer :
matériaux
Le Grenelle, des objectifs ambitieux :
plastiques,
75% des emballages ménagers
Déchets
recyclés en 2012, 35 % des déchets
d’Equipement Electrique et Electronique, Véhicules
ménagers et assimilés recyclés en
Hors Usage, déchets du Bâtiment et Travaux Publics,
2012 puis 45 % en 2015.
mobilier hors d’usage, déchets contenant des métaux
« stratégiques » et des substances rares… Le
développement ou l’optimisation de ces filières
nécessitera non seulement des sauts technologiques pour le tri (automatisation des
procédés existants et amélioration des filières…) mais aussi des avancées en matière
de captation du gisement.
Cependant le marché du recyclage qui se situe en aval
du tri est encore insuffisamment développé. Les
difficultés de mobilisation du gisement, de capacité de
valorisations insuffisantes, de volatilité des marchés des
produits de récupération et de variabilité de la demande
extérieure sont autant de freins à ce développement.
LES METHODES DE TRI AUTOMATIQUE
Déjà couramment utilisé pour certains types de matériaux (les métaux
par exemple) le tri automatique est une alternative au tri manuel (corps
creux…) qui se développe de plus en plus. Les méthodes automatiques
de tri reposent sur des propriétés physiques des déchets : tri granulométrique (séparation
en fonction de la forme, de la taille…), tri aéraulique (séparation basée sur les différences de
densité, de forme, de portance à l’air…), tri magnétique, le tri électrostatique (création
d’une charge électrostatique puis séparation par attraction-répulsion) mais aussi tri optique
(séparation en fonction du spectre visible, proche infrarouge, infrarouge ou fluorescence
X…)
LES EQUIPEMENTS UTILISANT LE TRI GRANULOMETRIQUE
>>Crible plan : plaque perforée permettant
un tri granulométrique, les objets les plus fins
passant à travers les trous.
>>Le trommel : crible cylindrique rotatif. Les
matériaux sont brassés et convoyés de
l’extrémité haute vers l’extrémité basse du
trommel. Les particules de dimensions
inférieures à celles des perforations sont
évacuées au fur et à mesure de leur
avancement.
>>Le crible à godets : gros tambour aplati
monté sur un socle contenant un tapis de
godets métalliques tournant autour d’un axe
et incliné dans le sens de la pente des déchets.
Les produits les plus fins tombant dans les
godets sont entraînés en rotation. Les plus
gros traversent la table sans être entraînés par
les godets.
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LES EQUIPEMENTS UTILISANT LE TRI AERAULIQUE
>>Le trommel aéraulique : il sépare les corps creux,
des corps plats. C’est un tambour rotatif découpé en
deux parties, une partie de criblage des matériaux et
Trommel aéraulique
une partie mise en dépression dans laquelle s’opère la
séparation des matériaux. Dans cette dernière partie
les corps plats sont plaqués sur la surface intérieure du tambour. Ils retombent par gravité une fois la
zone de dépression passée. Ils sont réceptionnés sur un convoyeur situé en partie haute du tambour.
Les corps creux sont acheminés vers un autre convoyeur en partie basse du tambour.
>>Le crible à étoiles : il sépare lui aussi les corps creux des corps plats. Il s’agit d’une grande table
inclinée pourvue d’étoiles ou de disques. Les produits plats progressent sur la table en restant à la
surface des disques ou étoiles. Ils sont récupérés par un convoyeur. Les petits produits passent entre
les disques.
Séparateur balistique
>>Le séparateur balistique : il effectue la
séparation grâce à des palettes de projection
inclinées et équipées de plaques perforées. Le
principe repose sur l’utilisation des différentes
qualités physiques des matériaux, dont les courbes
balistiques varient en fonction des mouvements
dynamiques générés. Les produits creux
rebondissent sur les palettes et sont évacués en
partie basse du dispositif. Les corps plats restent
collés aux palettes et sont évacués en partie haute
de dispositif. Quant aux parties fines, elles passent
à travers les trous des plaques.
>>Le séparateur morphologique : il s’agit d’un
tambour rotatif. Les matériaux, corps creux et
corps plats, arrivent sur la surface externe du
tambour dont un tiers de la circonférence est mise
en dépression. Les produits creux tombent naturellement par gravité et sont réceptionnés d’un côté
du tambour. Les produits plats restent plaqués sur la surface du tambour et sont réceptionnés à sa
sortie.
>>La table inclinée : sépare les produits lourds, des
produits légers et ultra légers. Animée d’un mouvement
vibratoire, elle est équipée d’une bande transporteuse et
de chaînes en mouvement au dessus de la bande. À
chaque maillon d’une chaîne, une chaînette au bout de
laquelle est fixé un tube plastique ou métallique. Les
matériaux ont ainsi à franchir des rideaux qui sont autant
d’obstacles successifs. Les lourds roulants traversent ces
rideaux. Les légers roulants sont freinés par la 2ème
rangée de chaînes et sont réceptionnés. Les plats sont
transportés le long du 1er rideau et ne le traversent pas.
Table inclinée
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>>Le séparateur à brosse : le séparateur à brosse permet d’effectuer un sur-tri des corps creux.
Une brosse montée sur un axe motorisé est installée sur un convoyeur. Les corps plats passent sous
la brosse et restent en bout de convoyeur. Les corps creux sont déviés par la brosse et dirigés vers un
autre convoyeur. L’écart entre la bande et la brosse est réglable de façon à ajuster les performances.
LES EQUIPEMENTS UTILISANT LE TRI MAGNETIQUE
>>L'overband : système magnétique fixe placé audessus d'un convoyeur et autour duquel tourne une
bande d'évacuation entraînée par un moto-réducteur.
Sous l'effet de l'attraction magnétique, les produits
ferreux acheminés par le convoyeur sont entraînés en
dehors de la ligne de transport du mélange. L'attraction
cessant en bout de course, les produits retombent, soit
dans une trémie, soit sur un convoyeur.
>>La poulie magnétique : elle se présente sous la
Overband
forme d'un cylindre monté sur un axe. Son corps contient
un aimant permanent ou un électro aimant. Elle est
généralement utilisée en remplacement de la poulie
d'entraînement d'un convoyeur à bande. À l'extrémité du
convoyeur à bande, les corps ferreux sont retenus par la
poule et entraînés en dessous du convoyeur. Ils tombent
alors par gravité. L’avantage de cet équipement est d’être
beaucoup moins onéreux qu’un overband mais il est
également moins performant et implique un tri amont.
>>Le tambour magnétique : c’est un tambour rotatif à l'intérieur duquel un aimant forme une
demi-circonférence. Lorsque les matériaux tombent sur le tambour, les corps ferro-magnétiques
restent plaqués contre le tambour et tombent une fois atteinte la partie non magnétique. Les autres
corps tombent par gravité directement dans une goulotte. Ce type de matériel peu onéreux peut
convenir aux centres de tri de faible capacité, par exemple dans une trémie recevant un flux d’acier
et d’aluminium : il sépare alors ce flux en deux fractions.
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Séparateur à courant
>>Le séparateur à courants de Foucault : pour trier l’aluminium, les
systèmes généralement utilisés sont les séparateurs à courants de
Foucault. Ils permettent d’extraire l’aluminium d'un flux de matériaux. 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. Ils
comportent un court convoyeur qui entoure l’appareillage générateur des
courants de Foucault. Lorsque les matériaux 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 installée dans
une goulotte permet de séparer les deux flux. Ce type de machines représente un investissement
important (30 à 60 k€ HT) compte tenu de la faiblesse habituelle des flux d’aluminium : il est donc
réservé aux centres de tri de grande capacité, qui pourront l’amortir en 5 à 7 ans.
Le choix du ou des types de tri utilisés se fait en fonction de plusieurs critères : la nature
du flux traité, le débit attendu, l’organisation de la collecte en amont, les volumes gérés,
l’aspect financier, les objectifs de production, la volonté de formation et d’insertion…
Les deux éléments qui déterminent la performance d’un équipement de tri sont le taux de
séparation et son débit. Mais les coûts de fonctionnement (maintenance, consommation
électrique, …) ne doivent pas être oubliés dans la prise de décision.
ZOOM SUR LE TRI OPTIQUE
Au-delà des questions de productivité, l’automatisation permet d’étendre le tri aux déchets
qui ne peuvent pas être séparés par des méthodes manuelles. Un exemple est l’identification
des plastiques par les techniques de tri optique.
Actuellement, dans la chaîne du tri des déchets, le
tri optique est déjà couramment utilisé pour le tri de
nombreux déchets en fonction de leur spectre
visible (identification des couleurs par caméra
ultrasensible)
ou
proche infrarouge >>
Principaux
industriels
ou
infrarouge développant et fournissant des
moyen
(capteur équipements de tri optique en
« intelligent » pour France : DELTA NEU, PELLENC
ENVIRONNEMENT,
RAOUL
détecter les densités des matériaux) ou fluorescence X.
LENOIR Groupe DELACHAUX
(distributeur en France de la
technologie TITECH), VAUCHE…
Pour le proche infrarouge, le capteur utilisé reconnaît les
matériaux sur la base des caractéristiques spectrales
spécifiques de la lumière incidente (la plupart des matériaux
réfléchissent la lumière proche du spectre d’ondes infrarouges lorsqu’ils sont illuminés).
Pour le spectre visible, un autre type de capteur reconnaît les couleurs à l’intérieur du
spectre visible pour les objets transparents et opaques.
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Détecteur à champ magnétique
>>Le détecteur à champs magnétiques : le tri de l’aluminium
peut également s’opérer à l’aide de détecteurs à champs
magnétiques. Ces systèmes détectent l’aluminium et constituent soit
une aide au tri manuel, soit un moyen de piloter un extracteur
d’aluminium entièrement automatisé. Un capteur est placé sous la
bande d’un convoyeur. Lorsqu’un objet passe au dessus du capteur,
ce dernier reconnaît sa nature. Utilisé en tant qu’aide au tri manuel,
le détecteur envoie un signal vers une rampe lumineuse qui éclaire
l’objet pour faciliter le travail de l’opérateur. L’investissement à
prévoir sera alors de 11 à 22 k€ HT. Au contraire, destiné au tri
automatisé, l’équipement envoie alors un signal vers un extracteur
entièrement automatique. Le produit est alors éjecté via un procédé
pneumatique. L’investissement sera alors le double du modèle
précédent. Notons que cet équipement donne la possibilité de
choisir la nature des objets à détecter à l’aide d’un interrupteur
(objets rigides, semi-rigides, emballages liquides alimentaires, objets ferreux).
Ces techniques permettent d’atteindre des débits maximum de 5 à 6 t/heure et par mètre
de largeur de l’équipement. Elles s’appliquent aux déchets plastiques (PE, PP, PS, PVC, PET,
etc…), papiers, cartons, bois, DEEE.
DES TECHNIQUES INNOVANTES
Une autre technique appelée « Désignation à Distance » (DAD) consiste
à filmer les matériaux sur le convoyeur et à envoyer leur image à un
opérateur via un écran sur lequel l’opérateur désigne l’objet dont il a la
charge ce qui active son éjection par un système à air pulsé. Cette
technique permet d’augmenter les quantités et les types de matières
récupérées dans les déchets mais aussi et surtout de faire progresser les
conditions de travail, l’hygiène et la sécurité des opérateurs.
En termes de recherche, au sein du
consortium « Tri+ » BERTIN Technologies
en
partenariat
avec
PELLENC
ENVIRONNEMENT cherche à développer la
technologie « système LIBS » (Laser
Induced Breakdown Spectroscopy) à des
applications dans le tri des matériaux pour
les amener vers des filières de recyclage.
Le principe de cette technique consiste à
focaliser une impulsion laser sur un
INNOVATION
La société Metaufer, PME alsacienne, a
développé une solution pour valoriser
des déchets complexes (mélange de
plastiques, de métaux écartés à l’issu
d’un premier recyclage de vieilles
voitures ou d’appareils électroniques
usagés). Couplés à un tri basé
uniquement sur les propriétés physiques
des matières (densité, granulométrie,
magnétisme…) des solutions de tri
optiques ont été mises en place pour les
déchets supérieurs à 30 millimètres. Au
final, le verre, les pierres et les terres sont
réutilisés par la filière des travaux publics
et les métaux sont revendus à des
fonderies. Le bois, le plastique et le
caoutchouc
sont
valorisés
énergétiquement en incinérateur ou
cimenterie. Ce procédé permet de traiter
environ 8000 tonnes de déchets
complexes par an et d’en valoriser 95 %.
matériau et à créer un plasma. Ce
rayonnement est analysé par une
spectroscopie optique. Cette méthode est
quasi-instantanée, non destructive, très
sensible et ne nécessite pas ou peu de
préparation d’échantillon. Elle est
destinée à terme au tri des plastiques des
DEEE. En effet ces produits contiennent
différents polymères complexes (PVC,
ABS, etc…), une faible granulométrie et un
mélange de fractions blanches et de
fractions noires, problématique pour un tri
optique.
Les dossiers de l’APESA
Directeur de publication : [email protected]
Rédaction: [email protected]
Conception & Réalisation: Exlineo, Poids Plume
er
Source : Usine Nouvelle du 1 juillet 2010
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