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Technology Review

es polychlorobiphényles (PCB)

constituent une classe d’hydrocar-

bures chlorés très largement utilisés dans

l’industrie depuis les années 30. Ils sont

composés de deux anneaux benzéniques

reliés par une liaison carbone-carbone et

ont des atomes de chlore substitués à un

ou plusieurs des 10 atomes d’hydrogène

restants. Selon le degré de substitution, les

PCB comprennent des huiles très fluides

et des résines transparentes dures. L’intérêt

des PCB pour les applications industrielles

réside dans leur inertie chimique, leur

résistance à la chaleur, leur ininflammabi-

lité, leur faible pression de vapeur et leur

constante diélectrique élevée.

Le matériel électrique ayant investi tous

les secteurs industriels dans la première

moitié du XXe siècle, ses fabricants sont

devenus de gros utilisateurs de PCB. Ces

derniers servaient essentiellement de

fluides de refroidissement dans les trans-

formateurs (en remplacement du refroidis-

sement par air qui est difficile, cher et

peu fiable) et de diélectrique dans les

condensateurs. Mais les PCB étaient égale-

ment présents dans de nombreux autres

produits comme les lubrifiants, les huiles

de coupe et les enduits d’étanchéité (pour

le BTP), ainsi que dans les peintures,

vernis et autres revêtements de surface, y

compris les papiers autocopiants sans

carbone.

Où sont les dangers des PCB?

De nombreuses caractéristiques des PCB

qui en font une solution idéale pour les

applications industrielles sont sources de

problèmes lorsqu’ils sont rejetés dans l’en-

vironnement (ex., suite à un accident ou

lors de la mise au rebut de transforma-

teurs endommagés ou défectueux). Les

Dirk Neupert

L

Transformateurs PCB – menace pour l’environnement et opportunité économique

Grand nettoyage!

L’utilisation dans les transformateurs d’huiles à base de polychlorobiphényles (PCB) fut très

répandue jusqu’à la fin des années 70, où l’on s’aperçut que les PCB qui s’accumulaient dans

l’environnement pouvaient être nocifs. Ils furent d’ailleurs interdits par la suite et de nombreux

propriétaires d’appareils électriques doivent les remplacer avant les échéances fixées par la

réglementation pour l’élimination de ces produits toxiques.

Avec ses programmes clé en main de remplacement des anciens transformateurs et

condensateurs au PCB, ABB aide ses clients à investir dans un équipement moderne et perfor-

mant, source d’économies sur le long terme.

Revue ABB 2/2002 53

effets sur l’homme et la nature résultent

essentiellement d’une exposition chro-

nique. Comme de nombreux autres hydro-

carbures chlorés, les PCB se combinent

aux composants organiques des sols, aux

sédiments et tissus biologiques, ainsi qu’au

carbone organique dissous dans les éco-

systèmes aquatiques.

Les PCB rejetés dans l’environnement

ne se décomposent pas facilement et y

restent donc très longtemps. Ils passent

aisément de l’air à l’eau, et dans le sol.

Dans l’air, ils peuvent être transportés sur

de longues distances; des PCB ont ainsi

été détectés dans l’air, dans l’eau et dans

des organismes, très loin de leur point

d’origine, notamment dans l’Arctique [1].

Des solutions novatrices au

problème des PCB

Premier constructeur mondial de transfor-

mateurs, ABB reconnaît sa responsabilité

vis-à-vis des clients et de l’environnement.

Ainsi, le groupe s’est attaqué très tôt au

problème des PCB dans les transforma-

teurs et a décidé d’aider les utilisateurs à

se conformer aux réglementations appli-

cables.

Pour les transformateurs à faible teneur

en PCB, il suffit généralement de rem-

placer l’huile polluée pour ramener le taux

de PCB sous 50 ppm (parties par million),

seuil légal dans de nombreux pays. Nous

procédons ainsi lorsque nous avons la

garantie que la concentration de PCB res-

tant dans les matériaux organiques des

transformateurs (ex., papier isolant ou

supports en bois) est si infime que la

contamination de l’huile neuve ne pourra

pas dépasser le seuil légal sur la durée de

vie restante du transformateur. Le rempla-

Remplacer l’huile suffit souvent pour ramener la teneur en PCB des transfor-

mateurs peu contaminés à des taux inférieurs aux seuils admissibles.

1

Il convient de faire la distinction entre les « transformateurs à askarels» et les« transformateurs à huile polluée». Les liquides contenant des PCB sont géné-ralement désignés sous le nom d’«askarels», mais les PCB utilisés dans lestransformateurs sont également désignés par leurs noms de marque, commePyralène, Clophen, Inerteen, Apirolio ou Kaneclor. Les transformateurs conte-nant un de ces liquides sont désignés « transformateurs à askarels» (ilscontiennent en général 40% à 60% de PCB).

Toutefois, une contamination importante par les PCB est possible dans destransformateurs apparemment remplis d’huile minérale pure: les PCB peuventen effet avoir été introduits au cours du processus de fabrication (si l’on utilisele même site de production pour les transformateurs à askarels que pour ceuxà huile minérale) ou, par la suite, lors d’une opération de maintenance. Cestransformateurs sont appelés « transformateurs à huile polluée» (<1% de PCBdans la plupart des cas).

Des dénominations bien huilées...

54 Revue ABB 2/2002

Technology Review

cement de l’huile polluée par des PCB

peut s’effectuer in situ par un personnel

qualifié, muni des outils et des équipe-

ments de sécurité requis . Les procédu-

res de manipulation des PCB sur les sites

d’un client sont très strictes, évitant tout

risque pour le personnel et pour l’environ-

nement.

Pour les transformateurs qui ont été

remplis, dès l’origine, d’huiles contenant

des taux élevés de PCB – appelés transfor-

mateurs à «askarels » (cf. encadré page pré-

cédente) – il ne suffit pas de changer

l’huile. L’élimination sans danger des PCB

et le recyclage des transformateurs conta-

minés sont des tâches complexes. La sépa-

ration complète des PCB dangereux et

des parties métalliques réutilisables de

l’appareil, ainsi que la destruction finale

de tous les matériaux organiques imbibés

de PCB nécessitent des compétences parti-

culières.

C’est ce qui a incité ABB à développer,

en étroite collaboration avec le ministère

allemand de l’environnement, une techno-

logie de recyclage des transformateurs

PCB qui est parmi les plus innovantes et

les plus écologiques. Elle s’affranchit des

hautes températures requises par les tech-

nologies concurrentes, le traitement ther-

mique des composants solides des trans-

formateurs comportant un risque intrin-

sèque de production et de rejet de dio-

xines.

Cette nouvelle technologie de recy-

clage associée à l’expérience d’ABB

comme premier producteur mondial de

transformateurs constitue un solide atout

et explique que de nombreux clients nous

confient le recyclage de leurs déchets

contenant des PCB.

Des solutions clé en main de

remplacement bâties sur trois

compétences exclusives d’ABB

Lorsqu’un client fait appel à ABB pour

remplacer des transformateurs PCB, c’est

l’ensemble des ressources du groupe qui

est mis à sa disposition pour offrir une

solution de remplacement clé en main,

intelligente et adaptée à ses besoins. Ainsi,

1

PCB PCB PCB

PCB

Granulationdes enroulements

Nettoyagedes tôles

Tôles

Rinçage

Enveloppe

Vidange

Incinération Matériaux récupérés

Technologie ABB

Cuivre

<100°C

95%

ABB a développé une technologie de recyclage des transformateurs PCB parmi les plus innovantes et les

plus écologiques.

2

Revue ABB 2/2002 55

les projets de remplacement des PCB, per-

çus au départ d’un mauvais œil par cer-

tains exploitants de transformateurs

jugeant ces dépenses «superflues», peu-

vent se transformer en véritables projets

de modernisation, sources d’une meilleure

efficacité et d’économies avec un retour

sur investissement de quelques années

seulement.

Les solutions de remplacement des

PCB s’appuient sur trois domaines d’ex-

pertise d’ABB:

n Le recyclage des transformateurs et des

condensateurs pollués par les PCB,

n La fabrication de transformateurs de

qualité pour une large gamme d’applica-

tions,

n Des activités de conseil par

ABB Electric Systems Consulting.

Une technique de recyclage

pour obtenir des matières

premières valorisables à partir

des transformateurs PCB

La technologie employée par le site de

recyclage d’ABB à Dortmund (Allemagne)

est la plus efficace et la plus écologique à

ce jour. Outre la destruction totale des

PCB, 95% de la masse solide du transfor-

mateur devient matière première de récu-

pération de la plus haute qualité .

Dans la première phase du processus

de décontamination du transformateur, on

vidange le liquide souillé au PCB pour le

détruire à haute température dans des

installations spéciales de l’industrie chi-

mique. (Contrairement aux composants

solides, les liquides contenant des PCB

sont détruits plus efficacement et écono-

miquement par des méthodes thermiques.

Les fumées des incinérateurs de déchets

dangereux sont soumises à divers procé-

dés physiques et chimiques garantissant

une quasi-absence d’émissions dange-

reuses, notamment de dioxines et de fura-

nes.)

Les transformateurs sont ensuite rincés

avec un solvant, dans des cabines hermé-

tiques, pour détacher le PCB des parois

intérieures du transformateur. (Ce solvant

peut être réutilisé après distillation.) Après

rinçage, des quantités résiduelles de PCB

restent présentes dans les supports en

bois, dans le papier isolant des enroule-

ments et entre les tôles métalliques du

noyau du transformateur. Le noyau est

ensuite démonté et les tôles sont net-

toyées avec un solvant chaud dans une

machine spéciale .

Le cuivre des enroulements doit alors

être séparé efficacement du papier d’enru-

bannage. Pour ce faire, les enroulements

sont coupés en granules; les lambeaux de

papier obtenus sont compactés et détruits

avec l’huile et le bois souillés de PCB, les

débris de cuivre récupérés en sont

exempts . 4

3

2

Après démontage, les tôles du noyau du transformateur sont nettoyées

avec un solvant chaud dans une machine spéciale.

3

56 Revue ABB 2/2002

Technology Review

Rappelons que l’on récupère ainsi jus-

qu’à 95% des matériaux solides d’un trans-

formateur contaminé; la contamination

moyenne des matériaux récupérés est

d’environ 2 ppm, ce qui est bien inférieur

aux limites autorisées [2] (cf. également

www.abb.com/pcb).

Des transformateurs de

qualité pour une large gamme

d’applications

Les solutions de remplacement clé en

main d’ABB capitalisent également sur le

savoir-faire unique acquis par l’entreprise

dans le développement et la fabrication

des transformateurs depuis près d’un siè-

cle. A l’image de la place cruciale qu’ils

occupent dans les processus de produc-

tion, les transformateurs ABB satisfont les

normes les plus exigeantes et garantissent

des niveaux de performance et de sécurité

qui contribuent à la réussite de nos clients.

Une gamme complète de transformateurs

immergés (jusqu’à 25 MVA et 72 kV), de

transformateurs de type sec et en résine

moulée (jusqu’à 30 MVA et 41,5 kV), et de

transformateurs spéciaux couvre un large

éventail d’applications industrielles. Elle

nous permet de proposer des projets de

modernisation personnalisés avec la solu-

tion technique la mieux adaptée à chaque

problème (cf. www.abb.com/transfor-

mers).

Avec ABB Electric Systems

Consulting, des réseaux au

maximum de leurs performances

dans un marché concurrentiel

Les industriels, les exploitants de réseaux

et les producteurs d’électricité indépen-

dants évoluent dans des marchés de plus

en plus concurrentiels. Dans ce contexte,

il devient impératif de maximiser la fiabi-

lité, les performances et le rendement des

réseaux électriques.

L’analyse d’un réseau est le premier

pas vers une solution qui confère un avan-

tage concurrentiel sur le marché énergé-

tique; il s’agit donc d’une composante

essentielle du programme clé en main de

remplacement d’ABB. ABB Electric Sys-

Les enroulements du transformateur sont coupés en granules pour séparer

le cuivre du papier d’enrubannage. Les lambeaux de papier (à gauche) sont

compactés et détruits ; les débris de cuivre obtenus (à droite) ne contiennent pas

de PCB et sont recyclables.

4

La directive européenne fixe à fin 2010 la destruction des produits, notamment

les transformateurs, dont la teneur en PCB est supérieure à 50 mg/kg.

Quelques pays européens ont anticipé cette échéance (par exemple 1999,

pour les pays bordant la mer du Nord). Des réglementations strictes s’ap-

pliquent aussi à l’utilisation, à la manipulation et au transport des liquides et

déchets pollués par les PCB.

Des législations semblables existent dans d’autres pays industrialisés comme

les USA, le Canada et le Japon, alors que de nombreux autres travaillent à leur

mise en place. Cependant, certains pays n’ont pas encore lancé de plan d’éli-

mination des PCB.

Le processus d’éradication des PCB s’est accéléré en 2001 avec l’adoption

du traité de la Convention de Stockholm sur les polluants organiques persis-

tants (POP), qui réclame l’élimination de tous les PCB d’ici 2025. Sa ratification

par 50 pays, qui prendrait environ cinq ans, est obligatoire pour que le traité

s’impose en droit international. Les POP sont des substances chimiques

extrêmement stables qui s’accumulent dans les tissus biologiques et qui pré-

sentent donc un risque pour l’environnement et la santé des populations. Le

PCB est un des 12 POP visés par la Convention de Stockholm.

La réglementation PCB

Revue ABB 2/2002 57

tems Consulting (cf. www.abb.com/esc) a

une grande expérience dans ce domaine,

ayant analysé et préconisé des solutions

pour des réseaux électriques dans le

monde entier. En s’appuyant sur cette

expérience, les clients peuvent maximiser

les performances de leur parc existant, de

même qu’envisager des équipements

modernisés ou neufs, voire des solutions

clé en main, des contrats de maintenance

à long terme et des stratégies financières

inédites.

Une gamme complète de

services pour l’environnement

En plus des solutions clé en main de recy-

clage du matériel contenant des PCB, ABB

propose de nombreux autres services dans

le domaine de la protection de l’environ-

nement. Citons notamment la décontami-

nation et la rénovation de bâtiments ou

d’installations industrielles, l’élimination

d’autres types de déchets industriels et la

dépollution de sites, les activités de

conseil et la reconversion d’équipements

industriels. Nos références incluent le

démantèlement d’une installation de traite-

ment des transformateurs PCB et le retrait

de systèmes hydrauliques remplis de PCB

installés dans un théâtre public allemand.

Les solutions clé en main de remplace-

ment des PCB proposées par ABB sont

totalement personnalisées; ainsi, les clients

pour qui un tel investissement était

«superflu» comprennent tout l’intérêt de la

démarche: efficacité accrue et économies,

avec un retour sur investissement de

quelques années seulement. Ainsi, ce qui

était considéré jusqu’à présent comme une

menace pour l’environnement peut doré-

navant constituer à juste titre une opportu-

nité économique.

Auteur

Dr Dirk NeupertABB Transformatoren GmbHEnvironmental ServicesDE-44147 DortmundAllemagnedirk.neupert@de.abb.com

Bibliographie[1] United Nations Environment Program (UNEP) : Inventory of worldwide PCB destruction capacity, Genève, 1998.

[2] D. Neupert : The ABB technology – safe and eco-friendly recycling of electrical equipment contaminated with PCBs. First Continental Conference for

Africa on Environmentally Sound Management of Unwanted Stockpiles of Hazardous Waste and their Prevention. Rabat, Maroc, 2001.

Entre 1929 et 1989, la production mondiale cumulée dePCB s’élevait à quelque 1,5 million de tonnes (excluantl’Union Soviétique pour laquelle aucune donnée n’estdisponible), soit une moyenne de 26 000 tonnes par an.Même après interdiction par les USA, en 1976, de touteproduction, vente et distribution de PCB excepté dansdes systèmes « totalement étanches», la productionmondiale atteignait encore 16 000 tonnes par an entre1980 et 1984, et 10 000 tonnes entre 1984 et 1989.

Alors que de nombreux pays ont arrêté d’en produiredepuis le milieu des années 70, les PCB restent unimportant sujet de préoccupation. A cela deux raisons:d’une part, une quantité importante de PCB est encoreen usage, notamment du fait de la longue durée de vie

des transformateurs, d’autre part, de nombreux paysdispensent les utilisateurs de respecter les interdictions,du moins pour un certain temps encore, à conditionque les PCB soient en «enceinte fermée». Autres pro-blèmes: les grandes quantités de PCB stockées dansl’attente d’être détruites et les concentrations relative-ment élevées dans le sol. De plus, il semblerait que certains pays continuent de produire des PCB. Conclusion: une partie de la production globale a étédétruite sans conséquence; une autre reste en usageou en attente de destruction et, enfin une proportionnon négligeable a été rejetée dans la nature où elle est à l’origine de problèmes beaucoup plus difficiles etcoûteux à résoudre que l’élimination contrôlée desPCB.

Ici, là, partout ...