Le bioréacteur
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Le bioréacteur
N°2 / Avril 2005 / Recherche & Développement Le magazine de la chronique scientifique Le bioréacteur Le saviez-vous ? Infos clés Edito D La France produit 27 millions de tonnes de déchets par an soit 450 kg/hab. « Faire des déchets une ressource, diminuer la durée de vie de nos centres de stockage et réduire la pollution, tels sont les enjeux de nos recherches menées sur le bioréacteur. » ans la Grèce antique, le philosophe Aristote demanda aux autorités de créer un corps d’inspecteurs chargés de surveiller l’accumulation des déchets jetés par les fenêtres dans les ruelles ou aux abords des villes. Les déchets non recyclés sont traités selon plusieurs procédés : incinération, compostage et centre de stockage. L’Empire Romain inventa le système des égouts, mais ne parvint jamais à résoudre le problème des déchets jetés par les fenêtres. À Paris, en 1883, le préfet Eugène Poubelle imposa pour la première fois une collecte des déchets. Il demanda aux habitants de déposer les ordures dans des containers qui portent désormais son nom. Il établit aussi, dès cette époque, le principe du tri des déchets. 40% des déchets partent en Denis Gasquet, Directeur Général deVeolia Propreté centre de stockage ~ 2% sont actuellement valorisés par la technologie bioréacteur Le Préfet Eugène Poubelle Le bioréacteur, Centre de Stockage des Déchets optimisé, permet de produire plus d’énergie et plus rapidement, à partir du biogaz généré par la dégradation des déchets. Les objectifs de la Recherche Veolia Environnement, leader dans les métiers de la propreté, développe de nouvelles technologies de traitement et de valorisation des déchets. Les recherches sur le bioréacteur portent sur : n le développement d’une nouvelle voie de valorisation énergétique des déchets, n le pilotage de la dégradation naturelle de déchets produisant une énergie renouvelable. Michel Dutang Directeur de la Recherche, du Développement et de la Technologie de Veolia Environnement. “La Recherche de Veolia Environnement anticipe les besoins futurs de ses clients. Elle travaille aux progrès environnementaux et sanitaires en apportant des solutions innovantes et économiques. C’est typiquement le cas du bioréacteur, à la fois moins polluant et plus économique que les centres de stockage classiques.” Sommaire Page 1 n Edito de Denis Gasquet n Le saviez-vous ? n Infos clés n Les objectifs de la Recherche Page 2 n Ce qu’il faut savoir sur… Page 3 n Zoom sur les programmes de Recherche et de Développement Page 4 n Pour en savoir plus… n Fiche technique vidéo n Contact Le bioréacteur Casiers du bioréacteur de la Vergne. Ce qu’il faut savoir sur… La dégradation des déchets Le méthane est 21 fois plus polluant que le dioxyde de carbone. Les déchets fermentescibles (déchets alimentaires, déchets verts, boues…) se dégradent de manière naturelle. Cette dégradation génère : n du gaz, appelé biogaz, mélange de méthane et de dioxyde de carbone, n des résidus, appelés digestats, n et des liquides pollués, appelés lixiviats. Le bioréacteur Le principe du bioréacteur consiste à accélérer la dégradation des déchets stockés dans un CSD en leur apportant une humidité optimale notamment par la recirculation des lixiviats au sein du casier. L’intérêt est double : n produire rapidement plus de biogaz, n stabiliser plus rapidement les déchets, réduire la maintenance des sites après la période d’exploitation et réhabiliter plus rapidement ces sites (agriculture…). Les CSD sont des casiers enterrés dans lesquels les déchets sont stockés et subissent une lente dégradation. Les CSD, nouvelle génération, sont soumis à une réglementation très stricte afin de réduire les risques de pollution de l’air et de l’eau : n étanchéité totale des casiers, n récupération des lixiviats et du gaz par l’intermédiaire de drains. Après remplissage, les casiers sont recouverts d’argile et de terre végétale sur laquelle une végétation est replantée. Le biogaz récupéré est brûlé ou valorisé sous forme électrique et thermique. Aujourd’hui, l’impact environnemental des centres de stockage est maîtrisé mais le rendement énergétique reste à améliorer. Le bioréacteur apporte une réponse technologique innovante. Page 2 / Le magazine des chroniques scientifiques / n °2 / Avril 2005 / Le bioréacteur Veolia Environnement Les Centres de Stockage des Déchets (CSD) Casier d’un bioréacteur en coupe ECOMETHANISEUR® Il s’agit d’une technologie mise en œuvre par la R&D de Veolia Environnement qui permet d’optimiser la technologie bioréacteur : n contrôle maximal des déchets entrants (CONTROLMAX®), n stabilisation plus rapide du déchet (Bioréacteur), n optimisation de son recyclage en énergie (centrale énergétique). Le bioréacteur Site de la Vergne en France. Zoom sur les programmes de Recherche et de Développement Les essais bioréacteur en France Les essais bioréacteur à l’étranger Le centre de stockage de la Vergne en Vendée est le cadre des premiers essais industriels du bioréacteur en France. D’autres projets de bioréacteurs sont à l’étude au sein de Veolia Environnement à l’étranger et marquent le savoir-faire du groupe pour cette technologie : n 17 sites aux Etats-Unis (Onyx Waste Services-Onyx North America), n 2 sites en Australie : Woodlawn et Ti Tree (Collex Onyx). Le CREED, centre de recherche de Veolia Environnement, en partenariat avec l’ADEME, effectue des tests sur le bioréacteur de la Vergne afin de valider les performances environnementales du concept industriel en les comparant à celles des casiers de stockage classiques. Les recherches menées sur le bioréacteur ont montré que cette technologie permet de n de réduire de moitié la durée de vie des CSD (10 ans au lieu de 20 ans) n de récupérer plus vite de l’énergie. Production de biogaz Site de Woodlawn en Australie. Courbe bioréacteur Courbe casier classique Zoom sur les essais en laboratoire Exemple de modélisation : Pilotage de la recirculation des lixiviats Des travaux de modélisations numériques (via des logiciels de calculs) sont également effectués et portent sur : • le tassement, • les écoulements des lixiviats et du biogaz, • les transferts de chaleur. Page 3 / Le magazine des chroniques scientifiques / n °2 / Avril 2005 / Le bioréacteur Des essais en laboratoire sont également effectués au CREED afin de mieux connaître les processus de biodégradation des déchets. Des casiers, à échelle réduite, permettent de tester différents paramètres, en particulier l’humidité, la chaleur et la circulation des lixiviats. Le bioréacteur Eric Lesueur et Jean-Marc Poletti. Pour en savoir plus… Fiche technique vidéo Les chroniques scientifiques Découvrez en 4 minutes sur l’intranet du groupe, les recherches menées par Veolia Environnement sur le bioréacteur. Expert : Eric Lesueur, Directeur adjoint de la Recherche, du Développement et de la Technologie du Groupe Veolia Environnement, Président du CREED Témoin : Jean-Marc Poletti, Veolia Eau Scénario : Marie-Odile Monchicourt / 3B Conseils Durée : 4’ Tournage : 22 décembre 2004 Lieu : REP à Goussainville (95) Préparation : Fanny Demulier, Anne Dequeker-Cormont, Caroline Bellecourt, Edith Weitz Direction de la Communication de la Recherche, du Développement et de la Technologie Veolia Environnement Réalisateurs : Steeve Sierra, Martin Geisler Producteur délégué : Bruno Plasse, Dawa Productions Conception générale vidéo et magazine : 3B Conseils Graphisme : Bernadette Coléno/3B Conseils Producteur : Veolia Environnement Date de la mise en ligne : Avril 2005 Remerciements aux équipes de la REP et à Christophe Aran (CREED) Partenariats n Performance environnementale ADEME www.ademe.fr n Mesures géophysiques Université de Paris VI www.jussieu.fr Cemagref www.cemagref.fr n Modélisation des tassements Université J Fournier – LIRIGM Grenoble www.ujf-grenoble.fr n Biochimie de dégradation INSA Toulouse www.insa-tlse.fr n Modélisation des transferts Institut de mécanique des fluides de Toulouse www.imft.fr n Etudes de dégradation ENSIL Ecole nationale supérieure d’Ingénieurs de Limoges www.ensil.unilim.fr USA n Géomécanique des déchets Université d’Illinois Chigaco / http://www.uic.edu/index.html Ressources documentaires de Veolia Environnement Audiovisuels n Les chroniques scientifiques : Le bioréacteur N°2 (voir encadré) n Le bioréacteur - DVD Réalisation : P. Chambier- Holicom 2003 Publications n Accélérer la dégradation des déchets pour mieux stabiliser les sites : le biréacteur Christophe ARAN -Journées techniques ADEME des 15 et 16 mars 2005. n Bioreactor monitoring : assessment of performances" Nathalie Bureau, Christophe Aran & Isabelle Hébé "Bioreactor Landfill Technology Update" Session at the Geo-Frontier Conference, January 24-26, 2005, Austin, Texas, USA, <<DEC_AR_050227_Geo-Frontiers conference_NSK1.pdf>> n Valeurs Vertes. Hors série nov. 2004. Quelles propositions pour une acceptation durable des déchets ? Colloque à l’Assemblée Nationale, 7 septembre 2004, organisé par Veolia Propreté, Veolia Environnement, AMF et Réseau idéal. Documents institutionnels n La REP, une réussite très naturelle n Rapport d’activité Veolia Propreté 2003 n Dalkia, bulletin trimestriel, textes réglementaires Cadre réglementaire en France Installation de stockage des déchets Circulaire du 4 juillet 2002 avec annexe 000870 Arrêté du 9 septembre 1997 modifié par un arrêté du 3 avril 2002 et du 31 décembre 2001 parus au JO des 19 avril 2002, 2 mars 2002 et du 2 octobre1997. en Europe Valorisation énergétique des déchets Directive des déchets Com (2003) 301 n REP 2000 Vidéo VHS secam 12’ Sites spécialisés www.bioreacteur.com www.titreebioenergy.com.au www.intersan.qc.ca www.solagro.org www.fnade.com www.onyx.com Page 4 / Le magazine des chroniques scientifiques / n °2 / Avril 2005 / Le bioréacteur Contact Direction de la Recherche, du Développement et de la Technologie 36, rue de Liège 75008 PARIS - France Tél. : +33 (0) 1 71 75 06 60 Fax. : +33 (0)1 71 75 10 40 Mail : [email protected]