Biomasse Normandie : promoteur de la valorisation des ... · Un prix des fertilisants fortement impacté par le prix du gaz ... Éléments en France fertilisants Æ3 500 000 tonnes

La valorisation de la biomasse en Normandie

Jeudi 29 mai 2008 - Université de Caen

Biomasse Normandie :promoteur de la valorisation

des déchets organiques

Séminaire organisé par BIOMASSE NORMANDIE

à l'occasion de son 25ème anniversaire

- P R O G R A M M E -

14 h 00 - 17 h 00 Biomasse Normandie :promoteur de la valorisation des déchets organiques.

14 h 00 Les grandes étapes de la gestion des effluents et déchets organiques.

Biomasse Normandie Sandrine BANVILLE, Directrice de la programmation.

14 h 20 1er maillon d'une gestion rationnelle : les solutions individuelles et semi-collectives.

Biomasse Normandie Marie GUILET, Chargée d'études.

14 h 40 Compostage et méthanisation : des processus naturels au service d'une gestion collective.

CEDEN Dominique PLUMAIL, Gérant.

15 h 20 Exemples de réalisations ou de projets normands. Biomasse Normandie

Alexandre FARCY, Chargé d'études CEDEN

Dominique BOULDAY, Chargé d'études

16 h 00 Des perspectives de développement qui reposent sur une réflexion globale.

Biomasse Normandie Sandrine BANVILLE, Directrice de la programmation.

- BIOMASSE NORMANDIE :PROMOTEUR DE LA VALORISATION DES DECHETS ORGANIQUES -

Les grandes étapesde la gestion des effluents

et déchets organiques

BIOMASSE NORMANDIE Sandrine Banville,

Directrice chargée de la programmation

La valorisation de la biomasse en NormandieJeudi 29 mai 2008 - Université de Caen

Biomasse Normandie : promoteur de la valorisation


Les grandes Les grandes éétapestapesde la gestion des effluents de la gestion des effluents

et det dééchets organiqueschets organiques

Sandrine Banville,Directrice chargée de la programmation

Biomasse Normandie

25 ans de Biomasse Normandie29 mai 2008 – Université de Caen 2

Plan

Nature, origine et flux de déchets organiques

Enjeux de la valorisation

Modes de gestion

25 ans de Biomasse Normandie29 mai 2008 – Université de Caen

Les déchets et effluents organiques

Au commencement la photosynthèseUn stockage d'énergie sous forme de matière organique constituée :

d'eaude carboned'oxygèned'hydrogèned'éléments minéraux

Une exploitation pour :l'alimentationla matièrel'énergie


Trois catégories de résidus organiquesLes produits

solidesutilisés comme ressources

Les résidus liquides ou pâteuxriches en éléments fertilisantsassimilés à des déchets

Les effluents peu chargés

Écorces, mélasses, racines…

Déjections, boues, déchets ménagers…

Eaux de lavage, de process…

550 Millions de to

nnes

par an en France

Collectivités1 Mt

sous produits d'assainissementdéchets ménagers

Agriculteurs16 Mt

résidus de récoltedéjections animales

au champen bâtiment

Industriels4 Mt

chutes de productioneffluents peu chargésboues


Origines et flux en Basse Normandie

Déchets des collectivités (en kt/an) Production

Déchets verts issus de l'entretien des espaces verts 380

Déchets organiques des ménages 250

Matières résiduaires 90

Déchets verts issus de l'entretien des bords de routes

325 (± 50)

TOTAL 1 050 (± 50)

Agriculteurs76%

Industriels19%

Collectivités5%


Plan



Principes de gestion


Retour au sol de carbone organique

Amélioration de la capacitéde rétention en eau

Augmentation de la capacitéd’échange cationique

Stimulation de la vie biologique

Entretien humiqueAccompagnement de pratiques culturales vertueuses

Teneur en MO des sols français (en %)

Très pauvre (MO<1,7)

Pauvre (1,7<MO<2,4)

Correct (2,4 <MO<3,0)

Bien pourvu (3,0 <MO<4,0)

Élevé (MO>4,0)

Très pauvre (MO<1,7)

Pauvre (1,7<MO<2,4)

Correct (2,4 <MO<3,0)

Bien pourvu (3,0 <MO<4,0)

Élevé (MO>4,0)


Substitution d'engrais de synthèseUne consommation annuelle de 9 à 10 Mt de matières fertilisantes industrielles énergivores en France

Maîtrise des pollutionsÉconomie indirecte d'énergie

Des déchets et effluents organiques "riches"

Energie nécessaire à la synthèse/extraction des engrais minéraux (en tep pour 1 000 kg)

Azote(N)

Phosphore(P2O5)

Potasse (K2O)

1,550 0,202 0,172

0

2 000

4 000

6 000

8 000

10 000

12 000

2003-2004 2004-2005 2005-2006 2006-2007

kt/an Autres fertilisants N P2O5 K2O

10 700 10 6009 600 9 650


Enjeux économiques

Un prix des fertilisants fortement impacté par le prix du gaz

115 2 936 100 3 490136Total

15 386 900 0,53 73028Potasse

18 459 200 0,82 56022Phosphore

82 2 090 000 0,95 2 20086Azote

€/hak€/an€/kgkt/ankg/ha

Coût des engraisConsommationen FranceÉléments

fertilisants

3 500 000 tonnes d’engrais de synthèse consommées chaque année

Près de 3 milliards d’euros annuellement dépensés pour l’achat d’engrais de synthèse


Cadre réglementaire sur les matières fertilisantes

Plan d’épandage obligatoire

Epandage interdit

Epandage permis(plan d’épandagenon obligatoire)

Commercialisation / vente

Le producteur est responsable du produit et de son incidence sur le milieu jusqu’à la destination finale

Le producteur n’est responsable du produit que jusqu’à sa mise sur

le marché

Graisses et matières de vidange non traitées, effluents et boues non-conformes à la réglementation

Effluents d’élevage et d’IAA non soumis à la loi sur les ICPE…

Engrais du commerce, composts de déchets verts, composts d’ordures ménagères…

Boues des stations d’épuration urbaines et des IAA soumises à autorisation…

Boues et effluents des IAA et des élevages.

Réglementation sur les boues de station d’épuration

Réglementation sur les ICPE soumises à autorisation

Règlement sanitaire départemental

Normalisation - amendement organique - engrais organique - support de culture

Homologation (et APV/AVI éventuelles au préalable)

Effluents et résidus organiques

Logique « produit » Logique « déchet »

Une incitation à la valorisation des déchetsNotion de déchet ultime (loi du 13 juillet 1992)Objectifs de réduction de la part organique destinée au stockage (directive du 26 avril 1999)

Stabilisation des ordures ménagères avant stockage (décret du 19/01/2006)

Un projet de loi issu du Grenelle attenduRéduction de 15 % d’ici 2012 des flux enfouis ou incinérésRéduction de 5 kg/hab./an pendant 5 ans des déchets ménagersAugmentation du taux de recyclage (matière ou agronomique) des déchets ménagers :

35 % en 2012 (dont 75 % pour les emballages)45 % en 2015

Fiscalité incitative sur le stockage et l’incinérationAugmentation de la TGAP ?Indexation de son montant sur le taux de valorisation ?


Cadre réglementaire sur la gestion des déchets


Plan



Principes de gestion


Principes de gestionDéchets et effluents organiques

Élimination Valorisation

Stockage Incinération

Gestion individuelle

Gestion collective

Compostageet autres pratiques

Épandage direct Compostage Méthanisation

Déchets solides uniquement(30 % de MS)

Déchets solides uniquement

selon souhaits exploitants

Déchets vertsBiodéchets

Fumiers

Effluents d’élevageBoues (urbaines /industrielles)Matières de vidangeEffluents peu chargés

Déchets vertsBiodéchetsBoues

Tout déchet organique

Contraire à la notion d’ultime

Pouvoir calorifique médiocre

Quantités faibles

Concurrenceentre les

différentes matières

Valorisation agro

uniquement

Double valorisation (énergie,

agronomie)

Flu

x c

on

cern

és

Rem

arq

ues


1er maillon d'une gestion rationnelle :les solutions individuelles et semi-collectives

Biomasse Normandie Marie Guilet,

Chargée d'études.




11erer maillon dmaillon d’’une gestion rationnelle : une gestion rationnelle : les solutions individuelles et semiles solutions individuelles et semi--collectivescollectives

Marie Guilet,Chargée d’études

Biomasse Normandie


Plan

Contexte

Les pratiques de gestion à domicile

Bilan des politiques actuelles


Une politique nationale de réduction à la source

Objectif : Réduire les flux de déchets à la charge de la collectivité.

Leviers d’action : Accroître les flux évités. Améliorer la qualité des flux confiés au service public.

Promotion de la gestion à domicile


Déchets alimentaires et de jardin

100 kg/hab/an

Les flux concernés (1/2)

Biodéchets :61 % de la poubelle grise.Une partie recyclée (papiers).Une très faible part gérée à domicile.

Autres 120 kg/hab/an

OMr300 kg/hab/an

Fermentescibles 180 kg/hab/an

61% 39%

Autres80 kg/hab/an


Les flux concernés (2/2)

Une pratique courante pour les déchets verts.Des efforts importants à faire pour les biodéchets.

Foisonnants

Tontes

0

50

100

150

200

250

kg

/h

ab

/a

n

Déchets verts : 224 kg/hab/an42 % pris en charge par le service public.Exportation majoritaire du foisonnant.

Servicepublic64%

Gestion àdomicile

36%

Gestion à

domicile71%

Servicepublic29%


Compostage-Mise en tas-

Paillage78%

Nutritionanimale

11%

Brûlage11%

Une pratique rustique basée sur :Le compostage en fond de jardin (tontes, feuilles, déchets de cuisine). La mise en tas sans reprise extérieure. Le paillage ou « mulching ».

Le brûlage direct (tailles et branches).La nutrition animale.

Concerne 40 % des ménages en habitat individuel.

Les pratiques actuelles de gestion à domicile

Exemple de la CODAH

Réutilisation


Axes de développement

Des cibles variées :

Ménages, essentiellement en habitat individuel.

Services techniques municipaux.

Des actions liées :

À la prévention : modification des pratiques culturales.

À la gestion des flux produits.


Actions préventives Prescriptions d’aménagement des espaces verts :

Inciter à des haies uniques.Favoriser les essences locales à pousse lente.Inscrire ces prescriptions dans les règlements de co-propriétés, les PLU (POS).

Préconisations d’entretien des espaces verts :

Réduction de la production de gazon.

Réduction du volume et du poids ramassé.

Limite la pousse des adventices. Retour au sol de la MO.

Intérêts

Augmenter la fréquence de coupeUtiliser des tondeuses spécifiques (lames de coupe hélicoïdales, « mulcheur »).

Tontes laissées au sol et séchées au soleil avant ramassage.

Épandage d’un matériau végétal sur le sol.Principe

Entretien intensif des pelousesSéchage solaire des tontesPaillage ou mulchingActions

1,5Haie commune naturelle

4,5Haie taillée de conifères

Productivitébiologique(t/kml/an)

Nécessité d’une communication globale et régulière


Actions curatives

Mise à disposition d’équipements individuels (bacs composteurs, lombricomposteurs) ou semi-collectifs.

Mise en place d’un service d’accompagnement :Des moyens humains pour une assistance technique. Des outils de communication adaptés.Des relais d’information à mobiliser.Des services de broyage à domicile.


Des solutions individuelles disparates

Un bilan de 40 opérations montrant des ambitions et des moyens très hétérogènes.

Systématiquement :Communication sur le compostage.

Occasionnellement :Structures relais.Maîtres composteurs.Assistance téléphonique.Mise en réseau de citoyens…

Actions de suivi

0,25 ETP à 8 ETP. Moyens humains

À domicile ou retrait dans un lieu fixe.Mode de distribution

De 5 à 175 kg/hab/an de biodéchets.Réduction des tonnages OMr

Gratuite ou payante.Mise à disposition

10 à 90 % des foyers en habitat individuel.Taux d’équipement


Des cas concrets

Réseau de bénévoles,N° vert, documentation technique, visites chez l’habitant…

1,5 ETP (soutien technique)Documentation technique

Services d’accompagnement

Payante (20 €) et sur la base du volontariat

Gratuite et systématiqueDistribution

20 % des foyers individuels90 % des foyers individuels

Taux d’équipement

Objectifs réduction OMr

Opérations complémentaires

Caractéristiques du territoire

Stabiliser le gisement d’OM d’ici 2030

Diminuer de 15 % le tonnage des OM

Réduction de la fréquence de collecte des OMr

Territoire urbain65 % habitat collectif270 000 habitants

Territoire ruralHabitat individuel50 000 habitants

Angers Loire MétropoleSyndicat Mixte Sud Vendée

Des résultats difficiles à mesurer


Des solutions semi-collectives

Cibles : habitat collectif ou pavillonnaire concentré.

Principes : Travail avec un habitant volontaire/immeuble ou quartier.Choix d’un site avec le bailleur ou la copropriété.Mise en place d’un équipement (composteur collectif) ou d’une plate-forme.Exploitation du site : un habitant, un employé communal.Écoulement du compost : en fonction de l’apport en biodéchets.

Quelques exemples : Rennes Métropole (60 habitats collectifs équipés par an).Angers Loire Métropole (expérimentation en cours + lombricomposteurs).Saint-Philbert de Bouaine (85) : territoire rural, compostage de quartier (plate-forme).

Opérations peu représentées actuellement (mise en place compliquée)


Bilan des politiques actuelles920 000 composteurs soutenus depuis 2000.

16 370 920 000 Composteurs

distribués

23 collectivités700 collectivitésNombre d’opérations

En Basse-Normandie

Au niveau national

Un soutien de l’ADEME :Assistance technique à la mise en place. Aides pour les opérations de communication et de formation ( 50 %). Aides à l’investissement (20 %).

Plan national de soutien au compostage domestique lancé en 2006.Objectif : 100 000 nouveaux composteurs/an.


Des bénéfices incontestables

Bilan environnemental positif.

Responsabilisation de l’usager face à sa production de déchets.

Gaz à effet de serre (g eq CO2/t)

0

13,3 13,7

0

2

4

6

8

10

12

14

Domicile Porte à porte Déchetterie

0

13,3 13,7

0

2

4

6

8

10

12

14


Consommation énergétique (kWh/t)

Polluants atmosphériques (g/t)

0

184

318

0

50

100

150

200

250

300

350


0

184

318

0

50

100

150

200

250

300

350


0

166,5

92,4

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Domicile porte à porte Déchetterie

0

166,5

92,4

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Domicile porte à porte Déchetterie


Un intérêt économique contrastéDes charges intégrant :

Les investissements (~45 € HT/composteur), subventionnés.Les frais d’exploitation (personnel, communication…).

Un coût de revient inférieur à une filière d’élimination mais supérieur à une gestion collective des déchets verts par apport volontaire.

Une moins-value sur le traitement des biodéchets (de 70 à 90 €/t), dont la part réelle est non appréciée actuellement.

55 000Personnel

7 000Matériel

1 500Communication

133 500TOTAL

70 000Annuités

En € TTC/anPour 10 000 composteurs

Pour 1 800 à 2 300 tonnes compostées : de 58 à 72 €/t

Ramené aux flux véritablement déviés (~70 %) :de 82 à 102 €/t


Les perspectives de développement

Systématiser l’accompagnement pour favoriser le maintien des biodéchets à domicile.

Instaurer des services à domicile (broyage).

Raisonner la gestion à domicile dans une politique globale de gestion des déchets :

Réduction de la fréquence collecte des OMr.Mise en place d’une redevance incitative.Optimisation du réseau de déchèteries. Suppression de collectes dédiées…

La gestion à domicile = un service à part entière


Compostage et méthanisation : des processus naturels

au service d'une gestion collective

CEDENDominique Plumail,

Gérant

1Reformulation de l’usine de Brametot

Traitements biologiques

29 mai 2008

Dominique PLUMAIL

Séminaire Biomasse Normandie

2

La matière organique et les traitements biologiques

L’audit national des installations de compostage

Les perspectives en matière de traitement biologique

Sommaire

3

La matière organique

La matière organique est constituée de chaînes carbonées (CH2O)n

GlucidesSucres simples ou monosaccharides (glucose, fructose…)DisaccharidesPolysaccharides (amidon, cellulose, lignine…)

Protéines

Lipides Triglycérides (graisses, huiles)Phospholipides

4

La composition des matières organiques

Matièrebrute

Eau

Matièresèche

Matière minérale

Matièrevolatile

La matière organique

En fonction de l’humidité :. biomasse sèche. biomasse humide

Matière Ressource volatile énergétique . pour un usage énergétique direct. pour le métabolisme des microorganismes :

- carbone,- azote, phosphore…

=

5

Les traitementsMatière organique

Voie thermochimique Voie biologique

Gazéification Combustion Méthanisation Compostage

Sans O2 Avec O2 Sans O2 Avec O2

Gaz pauvres

Chaleur

Biogaz

ChaleurÉlectricité Électricité

Cendres Fertilisants organiques+ +

Éléments minéraux Matière humique

6

Réduire la masse, le volume ou la teneur en eau, principalement dans un but réglementaire, économique ou environnemental

Stabiliser, c'est-à-dire réduire la biodégradabilité des biodéchets (et les odeurs)

Hygiéniser, à savoir éradiquer les agents biologiques pathogènes (œufs d'helminthes, salmonelles…)

Objectifs de la voie biologique de traitement des déchets organiques

Les traitements biologiques

7

La matière organiqueBiodégradabilité de la matière organique selon l’organisation des chaînes carbonées

Sucres simples

Amidons Lignine

CelluloseHémicellulose

PectineAcides aminés

Temps

0102030405060708090

100

Lisier

s

Biod

éche

ts

Boue

s de

step

Fumier

frais

Paille

Papie

rs

Déch

ets v

erts

Fumier

com

posté

Prod

uitàba

se d'éc

orce

s

LignineCelluloseHémicelluloseSurcres simples

D’après source RITTMO et thèse Francou

Lipides et protéines

8

CompostageMat orga + O2

+ énergie

C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O+ 694 kCal par mole


Matière humiques + éléments minéraux + H2O + CO2 + NH3 + NO2 +

chaleur + N2O + CH4 + COV

Lignine

Cellulose

Hémicellulose

Sucres

9

MéthanisationMatière organique+ énergie


Matières humiques liquéfiées + éléments minéraux + CH4 + CO2 +NH3/NH4 + H2S + COV

Source RECORD

10


Compostage Méthanisation + maturation digestat

Compost540 kg bruts390 kg de MS210 kg de MO 150 kg d’eau

Biogaz sec210 kg CH4 et CO2

Biodéchets extraits par voie mécanique1 000 kg bruts

400 kg d’eau600 kg de MS420 kg de MO

Effluents (hors recyclage)250 kg d’eau

CO2210 kg

Eau (vapeur et effluents)250 kg d’eau

11

Parc des installations (au 20 juillet 2006)


Pas d’indication fiable sur la taille et les intrants

22%

296 unités avec tonnages 2005 renseignés

(fiables)

Typologie

55%

121 unités sans tonnages 2005, avec

tonnages 2004 (peu fiables)

23%

118 unitéssans tonnages 2005

sans tonnages 2004

737 à 794 plates-formes

Déjections animales107

Autres déchets organiques 630 à 687

535 plates-formesrece n sées avant le 09 juin 2006 100%16 plates -formes

recensées entre le 10 juin et le 20 juillet 2006

Plates-formes en fonctionnement

551

en projet15

hors-champ65

non ren seignées57

fermées 25

12

Les paramètres du compostage- l’apport en oxygène- la rapport C/N et la porosité- l’humidité

Les critères de performance du compostage- le taux de charge et temps de séjour- l’énergie- la biodégradation- la qualité des composts

L’écoulement des composts


13

161 887

27 134

34 530 21 219

8 361

215 295

71 140

52 716 5 730

29 228

215 793

215 111

25 054

22 286

120 516

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Grandesinstallations

Déchets verts Boues Biodéchetsdes ménages

Autres déchets

17 PF 39 PF 14 PF 11 PF 17 PF

592 974 t 317 577 t 108 108 t 49 235 t 158 105 t

Accéléré en Bâtiment Accéléré à l'air libre Lent

Compostage lent. 6 installations sur 10. Moins d’une tonne sur deux. En priorité, déchets verts et autres déchets

aération par retournement

Compostage accéléré. Biodéchets : 8/10ème desinstallations, mais 55% des flux . Grandes installations : 2 unités sur 3. Boues : à peine plus d’1 installation sur 2, mais 4/5ème

des fluxaération ventilée

Les paramètres du compostage : apport en oxygèneL’audit national des installations de compostage

14

Les flux de déchets en fonction de leur nature (en 2005)

-

100 000

200 000

300 000

400 000

500 000

600 000

700 000

800 000

Biodéchetsindustriels

Déchetsverts

Biodéchetsdes

ménages

Bouesd'épuration

Bois Déjectionsanimales

Autres

en tonnes Sur 1 234 799 tonnes en 2005 Les déchets verts

. Une base technique (etéconomique) pour toute les unités de compostage. De fortes fluctuations saisonnières

Les paramètres du compostage : rapport C/N et porositéL’audit national des installations de compostage

0%

10%20%

30%40%

50%

60%70%

80%90%

100%


Déchetsverts

Boues Biodéchets Autresdéchets

Autres

Déjections animales

Bois

Boues d'épuration

Biodéchets des ménages

Déchets verts

Biodéchets industriels

Les autres déchets. Des flux réguliers. Des matières premières déséquilibrées

15

Les structurants. 6 installations sur 10 utilisent des structurants. 140 000 tonnes en 2005 (horsdéchets verts), soit 19% des déchets entrants


13 %21 % 19 %

6 %

56 %

96 %

73 %

82 %

-

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Déchets verts Boues Biodéchets Autres déchets

Taux de refus de criblage Taux de refus recyclés sur site

Les refus de criblage . 16% des entrants en moyenne. 1er structurant utilisé. 4/5ème des refus recyclés sur site. Développement des usages énergétiques

Les paramètres du compostage : rapport C/N et porosité

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

Grandes

installa

tions

Déchets

verts

Boues

Biodéc

hets

Autres

déchets

Valorisation énergétiqueTraitement thermiqueElimination en déchargesValorisation agronomiqueCompostage

16

-5

101520253035404550

- 1,0 2,0 3,0 4,0 t structurants / t de boues

Rapport C/N. Objectifs : 30 à 35 (minimum 25). Les déchets verts : 1er structurant

(60% des flux). Pratique actuelle :

0,8 t de structurant / t de boues. Dans l’idéal :

1,5 à 2,0 t de structurant / t de boues

239 875

183 213

106 848

35 329 26 555 11 782 2 274 425

-

50 000

100 000

150 000

200 000

250 000

300 000

Boues Totalstructurants

Déchetsverts

Refus decriblage

Ecorces Broyatspalettes

Autresstructurants

Copeaux debois

19 PF

423 458 t

tonn

es e

n 20

05

L’audit national des installations de compostageLes paramètres du compostage : rapport C/N et porosité

Le cas du compostage des boues

17

. Selon la technologie, les besoins deviennent quasi-équivalents si on prend en compte les apports gratuits.

. Blocage de la biodégradation si l’humidité est insuffisante (< 35-40%)

Pertes en eau par tonne de matière volatile. 0,8 m3 pour les déchets verts. 4,1 m3 pour les boues

Trois types d’apports. Eau contenue dans les déchets . Apports par arrosage. Apports gratuits d’eau de pluie

0,3 0,3 0,6 0,4 0,4

1,5 0,8

4,1

1,3 2,0

-0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0


Déchets verts Boues Biodéchetsdes ménages

Autresdéchets

14 PF 34 PF 12 PF 10 PF 13 PF

493 821 t 295 485 t 93 430 t 42 345 t 115 961 t

m3/t MBMV

0,3 0,4 0,5

1,3 1,8

2,4

-0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

46 PF 17 PF 20 PF

Lent Accéléré à l'air libre Accéléré enbâtiment

m3/t/an

MB

MV

L’audit national des installations de compostageLes paramètres du compostage : bilan hydrique

18

0,5

1,3 1,2

0,3

0,9

0,1

0,7

0,2 0,4

-

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

Accéléré enBâtiment

Accéléré à l'airlibre

Lent

17 PF 17 PF 24 PF

319 888 t 254 708 t 321 399 t

m²/t

9ème décileMoyenne1er décile

L’audit national des installations de compostageLes critères de performance : taux de charge

La charge surfacique

6,9

5,0

3,1

5,1 5,1 4,7

2,6 2,6 2,7

3,9

2,5

1,4 1,2 2,6

2,6

-1 2 3 4 5 6 7 8

Grandes installations

Déchets verts Boues Biodéchets des ménages

Autres déchets

13 PF 24 PF 9 PF 10 PF 8 PF

436 690 t 222 118 t 59 344 t 39 135 t 66 586 t

en kg/j/m²Maxi

Moy

Mini

Evolution en fonction de l’intensité du procédéForte amplitude. Cause : déchets verts. Risques : mauvaise maîtrise des conditions de compostage. Incidences : odeurs, qualité composts

Forte amplitude. Dimensionnement des unités peu adapté à ces fluctuations

évolution des technologies

19

L’audit national des installations de compostageLes critères de performance : temps de séjour

Evolution des technologies. Diminution de la durée de traitement selon l’intensité du process . Moyens d’étendre la capacité de traitement d’une unité12

6 4

18

14

7

-

5

10

15

20

25

30

35

Lent Accéléré à l'airlibre

Accéléré enBâtiment

55 PF 20 PF 21 PF

588 113 t/an 294 798 t/an 337 049 t/an

semaines

Fermentation Maturation

La durée du process

20

Charge organique. 10 à 25 % inférieur

en compostage lent. Temps de séjour 2 à 3 fois supérieur au compostage accéléré

Fonction de l’indicateur. Indicateur de dimensionnement du compostage . Indicateur de saturation d’une installation

2,0 2,3

2,8

-0,5

1,0 1,5

2,0 2,5 3,0

Compostage lent Compostageaccéléré air libre

Compostageaccéléré sous

bâtiment

Temps de séjour 32 semaines



26 PF 18 PF 14 PF

kg MV / m3 de réacteur / jour

L’audit national des installations de compostageLes critères de performance : charge organique

3,4

2,2

1,1

2,6 2,7

-

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0


Déchets verts Boues Biodéchets desménages

Autres déchets

Temps de séjour= 19 semaines





11 PF 24 PF 11 PF 5 PF 7 PF

352 212 t 207 370 t 82 930 t 26 444 t 57 277 t

kg MV/m3 de réacteur/j

. Par rapport à la méthanisation - identique à la voie liquide- 3 à 4 fois inférieur à la voie sèche- temps de séjour 3 à 10 fois supérieur

21

Electricité

2,96,4

47,0

-5

10 15 20 25 30 35 40 45 50

Lent Accéléré air libre Accéléré bâtiment

11 PF 7 PF 13 PF

151 219 t 168 085 t 147 704 t

kWh/t Gazole

36,7 35,4

27,8

-5

10 15 20 25 30 35 40 45

Lent Accéléré air libre Accéléré bâtiment

31 PF 17 PF 15 PF

359 959 t 286 670 t 230 553 t

kWh/t

Les consommations . gazole : 27 à 37 kWh / tonne. électricité : 3 à 47 kWh / tonne

L’audit national des installations de compostageLes critères de performance : énergie

Les postes principaux. broyage (porosité, homogénéité). aération (par retournement

ou ventilation forcée). traitement de l’air (installations confinées). affinage

22

L’audit national des installations de compostageLes critères de performance : taux de dégradation

Matièrebrute

Eau

Matièresèche

Matièreminérale

Matièrevolatile Matière

volatile- 50 à 65 %

CO2

H2O

Matière brute Compost

23

Taux de dégradation : . La biologie du compostage présente une très forte capacité de dégradation de la matière organique : 62% en moyenne. La durée de compostage compense des process moins intensif

82 80 82

66

59

4550

28

67

25

35

45

55

65

75

85

Lent Accéléréà l'airlibre

Accéléréen

bâtiment

48 PF 20 PF 17 PF

%

9ème décile Td MV moyen 1er décile

81 81 81 82 7968 68

625656 51

4132

25

66

102030405060708090



Autres déchets

15 PF 34 PF 12 PF 11 PF 13 PF

523 821 t 295 485 t 93 430 t 49 235 t 115 961 t

%

9ème décile Taux de dégradation MV moyen 1er décile


24

=> Dépend étroitement de la nature des déchets traités : . Déchets stabilisés . Déchets ligneux

=> Rendement matière : 36 % en moyenne. Plus faible pour les installations de boues et de biodéchets. Plus élevé pour les installations « autres déchets »

61

5459

34 34

25

1715

40

10

20

30

40

50

60

70

Lent Accéléré à l'airlibre

Accéléré enbâtiment

48 PF 20 PF 17 PF

%

9ème décile Rm net moyen 1er décile

53 51 56

41

78

37 28 31

49

27 23 14 17

25

40

10

20

30

40

50

60

70

80



Autres déchets

15 PF 34 PF 12 PF 11 PF 13 PF

523 821 t 295 485 t 93 430 t 49 235 t 115 961 t

%

9ème décile Rendement matière moyen 1er décile

L’audit national des installations de compostageLes critères de performance : rendement matière

25

-

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Taux de dégradation MV (%)

BiodéchetsDéchets vertsBoues

Temps de séjour (en semaines)

Corbigny

Allemant

Nogent/OiseSarreguemines

Carpiquet

Bapaume

Aspiran

Guichainville

Chartres

BurySIGO

Val Vert du Clain

Taux de dégradation varie :. Selon la nature du déchets traités. Selon le temps de séjour

Cinétique de compostage en trois périodes :. 3 à 4 premières semaines => - 40% des MV. 10 semaines suivantes => - 10% des MV. 20 à 25 semaines suivantes => - 10% des MV


26

Unité Déchetsverts

Bouesd’épuration

Biodéchets desménages

Autresdéchets

Nombre d’échantillons 45 20 15 18Matières sèches g/100g MB 59 65 63 55Matières organiques g/100g MS 46 52 40 55Azote organique g/100g MS 1,4 1,9 1,6 2,2Azote ammoniacal g/100g MS 0,1 0,4 0,1 0,2Phosphore (P2O5) g/100g MS 0,6 3,4 1,1 1,6Potasse (K2O) g/100g MS 1,4 1,0 1,7 2,7Chaux (CaO) g/100g MS 7,8 8,8 8,6 8,4Magnésie (MgO) g/100g MS 0,7 0,7 0,8 0,7pH - 8,3 7,6 8,3 8,1


Paramètres agronomiques

Les critères de performance : qualité des composts

27


UnitéNFU 44-051 NFU 44-095 Déchets

vertsBoues

d’épuration

Biodéchets des

ménages

Autresdéchets

Nombre d’échantillons 45 20 15 18

Arsenic mg/kg MS 18 3,4 2,9 4,5 2,2

Cadmium mg/kg MS 3 0,3 0,7 0,5 0,3

Chrome mg/kg MS 120 10,8 18,6 15,6 8,2

Cuivre mg/kg MS 300 29,0 126,5 47,9 32,0

Mercure mg/kg MS 2 0,3 0,4 0,1 0,0

Plomb mg/kg MS 180 83,2 55,6 48,1 23,6

Nickel mg/kg MS 60 6,9 12,9 10,1 5,1

Sélénium mg/kg MS 12 - 0,4 - 0,0

Zinc mg/kg MS 600 85,7 244,0 127,4 94,1

Molybdène mg/kg MS 0,5 3,1 0,8 0,7

innocuité : éléments traces métalliques


28

Près d’1 installation sur 6 ne respecte pas la norme en vigueur :

1 cas sur 8 pour les déchets verts (matière organique, indicateurs de traitement…)

1 cas sur 3 à 4 pour les biodéchets des ménages et les autres déchets (matière organique, teneurs en éléments majeurs…)

1 cas sur 2 pour les boues d'épuration (teneurs en éléments majeurs, matière organique, métaux…)


Nature des déchets traités (teneur élevée en éléments traces métalliques)Teneur en matière organique insuffisante des compostsTeneur en matière sèche trop faibleC/N trop faibleTeneurs en éléments majeurs (N, P et K) trop élevées Hygiénisation défaillante du produit final (et notamment pour celles transformant des boues d'épuration)


29

Collectivités et ménages

7% Entreprises et artisans (hors

agriculture) 11%

Agriculture 62%

Service élimination des déchets

4%

Non précisé 15%

Maraîchage/cultures légumières

2 %

Viticulture 5 %

Grande culture 92 %

L’écoulement des composts : débouchésL’audit national des installations de compostage

. Moindre part de l’agriculture. Diversification des débouchés. Développement important du marché des collectivités

8 13 6

47

19

78 64

94

46

92 77

14 24

-8 7

14

0%

20%

40%

60%

80%

100%



Autres déchets Total

Total collectivités et ménages Total agriculture Total entreprises

. Composts de boues très majoritairement épandus en agriculture

30

L’écoulement des composts : prix de venteL’audit national des installations de compostage

73

41 44

2431

19 17 15

2224-

10

20

30

40

50

60

70

Compost d'autresdéchets

Compost dedéchets verts

Compost debiodéchets des

ménages

Compost de bouesd'épuration

21 valeurs 75 valeurs 20 valeurs 29 valeurs

en €/t


Autres déchets :circuits commerciauxBoues : image du déchet

36

65

38 40

12

31

18 20

2 4 3 30

10

20

30

40

50

60

70

59 valeurs 35 valeurs 24 valeurs 55 valeurs

Agriculture Particuliers Collectivités Entreprises etartisans

en €/t


Agriculture :exutoire de masse, prix de vente faibleParticulier :petites quantités : prix élevés

31

Un développement massif du compostage et la pression sur les matières premières

Une forte augmentation des installations en une décennieDes installations plus techniques et de plus forte capacitéUn durcissement de la concurrence

Une maîtrise du processus biologique entachée d’empirisme

Les fluctuations saisonnières ne sont pas assez prises en compte dans le dimensionnementLa maîtrise du processus biologique reste en général approximativeLa qualité des composts demeure parfois insuffisante

Conclusions et perspectives

32

Le compostage risque-t-il d’évoluer avec la crise énergétique ?

le recyclage énergétique des refus de criblage• Appel d’offre CRE• Développement filière bois énergie• Extraction du bois en amont et refus de criblage des installations de

compostage : revenu supplémentaire pour les gestionnaires

le développement de la méthanisation• Bilan énergétique positif• Impact environnemental• Besoins plus faibles en structurants• Traitement approprié aux déchets humides (# compostage)

Conclusions et perspectives

1

Audit des plates-formes de compostage de déchets organiques en France

- principales conclusions – Dominique Plumail, CEDEN 1

IntroductionL’ADEME2 a confié à un groupement composé de sept cabinets d’études et de deux laboratoires3 une mission visant à auditer 100 unités de compostage de déchets organiques en France4. A cette occasion, une caractérisation des fertilisants organiques fabriqués et des effluents des installations a été réalisée, ainsi qu’un bilan des aides accordées par l’agence au compostage des déchets verts. Le présent article présente les principales conclusions de cette étude.

Une évolution rapide du compostage En moins de 30 ans, le compostage des déchets organiques s'est fortement répandu en France.

Historiquement l’apanage des formulateurs d'amendement organique et de support de culture, cette technologie s'est, à compter des années 70, progressivement étendue au traitement des déchets organiques, et tout d'abord des ordures ménagères. Frappé par la très médiocre qualité des composts fabriqués, un grand nombre d'usines de compostage d'ordures ménagères a dû être reconverti, bien qu’un nouvel essor soit attendu avec le développement récent de techniques d'extraction d'une fraction organique « propre »5.

À la fin des années 80, puis plus récemment6, le compostage s'est étendu aux déchets verts, récupérés auprès des services municipaux, des entreprises du paysage et des particuliers, aux biodéchets des ménages, dont la collecte sélective a débuté à la fin des années 90, aux boues d'épuration, aux biodéchets industriels et aux effluents d'élevage.

Le nombre des installations a ainsi sensiblement augmenté, notamment depuis l'assouplissement de la réglementation, qui autorise le compostage à la ferme (circulaire du 17 janvier 2002), y compris de produits extérieurs à l'exploitation agricole (déchets verts, biodéchets, boues d'épuration), et soumet à simple déclaration préfectorale au titre de la rubrique 2170 des installations classée pour la protection de l'environnement toute plate-forme dont la production de compost n'excède pas 10 t/jour (arrêté du 7 janvier 2002).

On dénombre désormais plus de 770 plates-formes dans l'Hexagone7, dont près d’une sur trois est exploitée par un professionnel de l'agriculture8, les donneurs d'ordres restant principalement les collectivités.

Des installations plus techniques et de plus forte capacité Par rapport au bilan réalisé il y a une décennie par l'ADEME, on constate une augmentation de la technicité des installations, un nombre plus important d'équipements d'une plus forte capacité, et surtout, une meilleure maîtrise des filières d'écoulement :

- Les stocks de composts sont quasi inexistants, excepté pour un nombre réduit d'installations, qui éprouve encore quelques difficultés à valoriser les composts, de boues d'épuration notamment.

1 Avec le concours des membres du groupement, qui ont participé activement à la collecte des données. 2 Centre d’Angers, Département gestion biologique et sols, responsable de l’étude : Denis Mazaud.3 Biomasse Normandie / CEDEN, Awiplan, RITTMO, LDAR, APESA, Biophyt, Divergent, GIRUS, Orgaterre. 4 Titre complet de l’étude : « Audit des plates-formes de compostage de déchets organiques en France avec analyses de

composts, d’eaux de ruissellement et bilan des aides ADEME au compostage des déchets verts » (Marché ADEME n° 0306C0057).

5 Et appropriée à la fabrication d'un compost respectueux des exigences des utilisateurs et des normes. 6 Fin des années 90/début 2000. 7 Traitant plus de 1 000 tonnes de déchets (de tous types) entrants par an. 8 Ou une société qui en dépend.

2

Notons d'ailleurs que certaines installations de compostage de boues d'épuration disposent toujours d'un plan d'épandage, malgré l’existence de la norme NFU 44-095.

- Le débouché des composts s'est diversifié. Les gestionnaires ont développé l'utilisation dans le domaine de la création/entretien des espaces verts publics et privés. L'agriculture, qui constituait le débouché essentiel dans les années 90, accueille à peine plus de 60 % des flux de compost.

- Le prix de vente des composts a sensiblement évolué. En moyenne, ils s'élèvent entre 15 et 19 €/tonne de composts, soit 6-7 €/tonne de déchets entrants, ce qui représente entre 15 et 20 % des recettes d'une installation de compostage.

Un durcissement de la concurrence L'implication de la profession agricole présente d'évidents avantages : disponibilité foncière, équipements existants, maîtrise de l'écoulement... Cependant, les facilitations « réglementaires » apportées récemment ont suscité la multiplication des projets, souvent sans tenir compte des installations existantes. Dans ce domaine d'activité, la concurrence est souhaitable : elle constitue un facteur d'ajustement du coût des prestations de traitement des déchets organiques. Quand elle est exacerbée, elle peut en revanche devenir néfaste et se traduire :

- Par une augmentation du volume de l'activité, obligeant ceux qui supportent de fortes charges fixes (annuités d'amortissement, personnel) à rechercher de nouvelles recettes, notamment en traitant plus, voire d'autres produits, tels que les boues d'épuration, les biodéchets industriels.... Cette expansion/diversification se produit en général sans adaptation de l'installation, ni des conditions du traitement.

- Par une dégradation des conditions de compostage, le gestionnaire cherchant, par tous les moyens, à comprimer les charges variables.

Parallèlement, le développement du compostage des boues d'épuration et le redéploiement des installations du traitement par compostage et/ou méthanisation de la fraction organique des ordures ménagères nécessitent l'utilisation de déchets verts. Riches en matières ligneuses, ces derniers sont (ou seront dans un proche avenir) utilisés pour structurer les andains.

Une maîtrise du processus biologique entachée d’empirisme Le compostage des déchets verts ne pose pas de problèmes particuliers. En effet, les déchets verts sont un substrat naturellement approprié au compostage : le rapport carbone/azote (C/N) est équilibré, la porosité suffisante, l’humidité initiale convenable… Le compostage de déchets organiques très biodégradables (boues d’épuration, biodéchets des ménages ou industriels…) peut s’avérer plus compliqué : il nécessite un mélange adéquat pour obtenir les paramètres idéaux en phase de démarrage, une attention accentuée en ce qui concerne la maîtrise des nuisances olfactives et un suivi rigoureux de la qualité des produits finaux.

Actuellement, la réussite du compostage est principalement jugée à la lumière de la qualité des composts et du respect de la norme NFU 44-095 et de l'ancienne norme NFU 44-051 (de 1981). Elle prend en outre rarement en considération les conditions du compostage. Pourtant, ces dernières sont essentielles à la maîtrise des nuisances et de la qualité des composts fabriqués. À cet égard, l'audit a permis de mettre en évidence plusieurs catégories de lacunes :

- sur le dimensionnement des installations. La gestion des déchets verts est pénalisée par les variations saisonnières de composition des matières premières. Peu de moyens techniques (stockage de matériaux structurants, prétraitement des produits humides et azotés,...) sont mis en œuvre pour compenser ce handicap. En outre, ces installations sont en général mal préparées aux aléas climatiques et aux fluctuations saisonnières de production de résidus végétaux qui en résultent ; le dimensionnement des surfaces de traitement est souvent insuffisant pour transformer les arrivées massives de déchets verts au lendemain des périodes humides et de fortes chaleurs.

- concernant la maîtrise du processus biologique. Les exploitants des installations de compostage ne semblent pas préparés à diagnostiquer les problèmes et à mettre en place les réponses appropriées. A titre d’illustration, les principales sources de nuisances olfactives sont attribuées à la phase de fermentation ; les solutions apportées se résument, au moins dans un premier temps, à la

3

diffusion de produits masquants, parfois à la couverture des andains, ce qui a plutôt pour conséquence de renforcer les odeurs nauséabondes. L'apport d'oxygène par ventilation (compostage accéléré) constitue également un moyen de maîtriser les nuisances olfactives, sans cependant que soient pris en considération d'autres paramètres pourtant primordiaux : l'humidité, la porosité, le rapport C/N. Notons par ailleurs que l'évolution vers le compostage accéléré à l'air libre est souvent, pour le gestionnaire de l'installation, l'occasion d'augmenter la capacité de traitement.

- relatives à la qualité des composts. Au regard des résultats analytiques, près d’1 installation sur 6 ne respecte pas la norme en vigueur :

. 1 cas sur 8 pour les déchets verts,

. 1 cas sur 3 à 4 pour les biodéchets des ménages et les autres déchets,

. 1 cas sur 2 pour les boues d'épuration.

- L'absence de conformité est parfois liée à la nature des déchets traités9 ou à une teneur en matière organique insuffisante des composts10. Dans ce cas, il convient d'examiner l'opportunité d'adapter la norme si celle-ci ne s’avère plus convenir à l’évolution des conditions de production. Pour de nombreuses installations, elle est cependant liée à une hygiénisation défaillante du produit final11,notamment pour celles transformant des boues d'épuration ; cette caractéristique demande à être mise en relation avec l’insuffisance de matériaux structurants sur ces plates-formes et du rapport C/N au début du processus biologique.

- Notons que le respect de la nouvelle norme NFU 44-051 pourra poser problème pour certaines installations.

En général, les gestionnaires des installations de compostage compensent ces lacunes par la mise en place d'équipements ou des procédés proposés par des constructeurs/distributeurs12 ; les solutions techniques relèvent également du « savoir-faire ». Excepté peut-être dans les grands groupes, les exploitants ne disposent pas d'une formation technique appliquée sur les modalités de gestion d'une installation. A titre d’exemple, le taux de dégradation des matières organiques ou le bilan matière ne sont en général pas connus des exploitants, alors qu’ils sont utilisés en routine dans les usines de méthanisation ou les stations d’épuration des eaux.

Le compostage risque-t-il d’évoluer avec la crise énergétique ? Avec une consommation énergétique de 40 à 75 kWh/tonne, le compostage est une technologie qui contribue à l'effet de serre à raison de 10 kg éqCO2/tonne de déchets traités. Au regard des autres modes de traitement des déchets, elle reste cependant faiblement énergivore et permet surtout de favoriser le retour au sol de matière organique13 sous une forme convenant aux utilisateurs.

Sur fond de crise énergétique, de nouvelles pratiques apparaissent :

- le recyclage énergétique des refus de criblage,

- le développement de la méthanisation.

Le recyclage énergétique des refus de criblage

Dans le cadre du programme pluriannuel des investissements (PPI), le ministère de l'industrie a pour objectif de mettre en œuvre 1 000 MW électriques à partir de biomasse. Un premier appel d'offres lancé en 2005 a permis de mettre en place près de 77 MW électriques, principalement dans des papeteries. Dans les régions concernées, les refus de criblage des installations de compostage ne sont plus

9 À titre d'exemple, éléments traces métalliques. 10 Durée excessive de maturation/stockage pouvant par exemple entraîner une très forte dégradation des matières volatiles et

une teneur en matières organiques inférieures au seuil de la norme. 11 Critères microbiologiques non respectés ou indicateurs de traitement (bien que ceux-ci soient informatifs et non

réglementaires) présents en quantité excessive (1 installation sur 10 pour E. Coli et sur 2 pour les entérocoques). 12 Recours à des produits masquants, mise en place d'un compostage accéléré à l'air libre ou d'un système de traitement des

odeurs... 13 Qui permet de stocker temporairement dans le sol de 100 à 120 kg éqCO2 par tonne de déchets traités.

4

recyclés in situ14. Expédiés vers ces sites industriels, ils procurent une nouvelle recette aux gestionnaires des plates-formes.

Un second appel d'offres lancé en 2007 a pour but de retenir des projets pour une puissance totale de 300 MW électriques supplémentaires. Le 9 août 2007, 56 projets ont été déposés pour une puissance totale de 692 MW électriques, ce qui correspond à une consommation potentielle de 10 millions de tonnes de bois par an.

- On peut donc estimer, qu'à court terme, la quasi intégralité des refus de criblage sera recyclée vers l'industrie, en vue de produire une électricité renouvelable.

Compte tenu de l'intérêt économique de cette nouvelle filière, les gestionnaires des installations de compostage risquent même de s'orienter vers une extraction du bois en amont du compostage. En première approche, 20 à 30 % des flux de déchets verts sont constitués de matière ligneuse15. Cette extraction peut certes permettre de « désengorger » certaines installations ; elle soulève cependant plusieurs questions :

- Cette exportation du bois ne risque-t-elle pas de perturber la cinétique de compostage en raison de la modification de la porosité et du rapport C/N des déchets verts ?

- La tension sur les matières premières, notamment végétales, risque de se durcir. Les installations de compostage de biodéchets des ménages et de boues d'épuration ne risquent-elles pas à court terme de rencontrer des difficultés de mobilisation des matériaux structurants ? Quelles en seraient les incidences techniques et économiques pour les gestionnaires ?

- Les biodéchets et les boues d'épuration contiennent des matières organiques très biodégradables. Les matériaux structurants, et notamment les déchets verts, ont non seulement un rôle dans la cinétique de compostage ; ils sont également une source de carbone stable que l'on retrouve dans le produit final. Si la fraction ligneuse est extraite des déchets verts avant compostage, le fertilisant fabriqué pourra-t-il toujours répondre au seuil des normes en vigueur, tant au niveau la teneur minimale en matière organique qu'en termes de seuil maximal en éléments fertilisants16 ?

Les conséquences du développement de la méthanisation

Autre méthode de stabilisation des déchets organiques, la méthanisation rencontre un nouvel essor17,notamment pour les biodéchets des ménages collectés sélectivement ou extraits par voie mécanique. Contrairement au compostage, cette technologie présente un bilan énergétique très positif en raison de la production d'un gaz biologique riche en méthane. Le prix d'achat de l'électricité fabriquée à partir de biogaz incite désormais les collectivités à examiner avec la plus grande attention l'intérêt de cette filière.

Appropriée aux déchets humides et très biodégradables, elle pourrait à terme constituer une alternative au compostage, notamment si la fraction ligneuse des déchets devait être systématiquement dirigée vers la combustion.

Notons toutefois que les digestats18 présentent des caractéristiques physico-chimiques s'éloignant de celles des composts, en raison d'une plus forte richesse en éléments fertilisants. Cette évolution devra peut-être nécessiter soit une révision des normes en vigueur19, soit la création de nouvelles normes propres aux produits méthanisés.

ConclusionIl paraît urgent de redéfinir les paramètres à suivre sur une plate-forme de compostage, et notamment les indicateurs techniques, biologiques et de fonctionnement, de proposer des modules de formation adaptée, et peut-être, de subventionner fortement les audits avant l'émergence des premières difficultés.

14 A titre d'exemple, 94 % des refus de criblage sont dirigés vers une papeterie en Normandie. 15 Essais réalisés en Normandie sur des déchets verts fraîchement broyés. 16 Une grande partie des éléments fertilisants se concentrent dans la fraction fine des composts. 17 Après celui des années 80. 18 Résidus solides émanant de la méthanisation, assimilable à un fertilisant organique. 19 NFU 44-095, NFU 42-001, NFU 44-201.

5

Certes perfectible, le présent référentiel technique constitue une première base d'informations, sur laquelle les exploitants pourront s'appuyer pour évaluer et situer les performances de leurs propres installations. Il convient néanmoins de la compléter, par exemple au travers du suivi de quelques installations de compostage chaque année, et de poursuivre le travail de capitalisation de l'information à caractère technique, en actualisant notamment la base de données élaborée à l'occasion de la présente mission.

Enfin des expérimentations devraient rapidement être organisées afin d'examiner les conséquences techniques, biologiques et économiques d'une extraction du bois sur le compostage des déchets verts, des biodéchets des ménages et les boues d'épuration.


Exemples de réalisationsou de projets normands

BIOMASSE NORMANDIE Alexandre FARCY,

Chargé d'études

CEDENDominique BOULDAY,

Chargé d'études




Exemples de rExemples de rééalisationsalisationsou de projets en Basseou de projets en Basse--NormandieNormandie

Alexandre Farcy,Chargé d’études

Biomasse Normandie


Plan

Les flux de déchets gérés par les collectivités bas-normandes

Unités de traitement de Basse-Normandie

Exemples de réalisations


Les déchets vertsMobilisation de 151 300 t en 2005

Majorité récupérée en déchèteries

Forte augmentation des flux mobilisésEstimation à 220 000 t pour 2007

Déchèterie83%

Porte à porte14%

Apport volontaire

3%

Une croissance continue

93 % rejoignent une filière de valorisation agronomique

114

93

7870

0

20

40

60

80

100

120

140

2004 2005 2006 2007

Kg/hab.DGF/an

+ 19 %

+ 23 %

+ 11 %


Les produits résiduaires

Quatre principaux facteurs d’évolution :Augmentation du taux de raccordement au réseau collectif.Population croissante.Systèmes épuratoires de plus en plus performants.Mise en place des SPANC.

Filières reposant exclusivement sur la valorisation agricole via des plans d’épandage ou la fabrication de compost.

Boues de STEP50%

Graisses22%

Matières de vidange

28%

Production annuelle de 403 000 tonnes (253 kg/hab./an)


La fraction fermentescible des OMR

Diminution de la production d’OMR

Filières : 72 % stockées, 28 % incinérées avec valorisation énergétique.

61 % de biodéchets (290 000 t)Pas de collecte sélective

Diminution de 7 % en 4 ans445 000 t d’OMR pour 2007 (270 000 t de biodéchets)

2 projets de méthanisation

Autres déchets13%

Verres8%

Textilessanitaire

7%

Composites2%

Métaux4%

Déchets spéciaux

2%Fermentescibles

35%

Papiers cartons17%

Textiles2%

Plastiques10%

475 000 t d’OMR en 2005

276296 290 284

0

50

100

150

200

250

300

350

2004 2005 2006 2007

Kg/hab.DGF/an

- 2 % - 3 %- 2 %


Synthèse des flux

Des solutions de traitement adaptés aux flux (en nature et en quantité)

893 000 t de déchets organiques gérés par les collectivités (estimation 2007)

Valorisation agronomique140220 000Déchets verts

Stockage, incinération172270 000Biodéchets

Valorisation agricole256403 000Produits résiduaires

Filières principaleskg/hab./ant/anFlux


Localisation des installations

40 installations :. 31 en fonctionnement. 9 en projet

Développement exponentiel depuis 5 ans Répartition hétérogène entre les départements


Zoom sur les déchets verts dans le Calvados

73 000 tonnes de déchets verts collectés en 2005

Capacités des unités de compostage :Installations en fonctionnement : 151 000 tonnes. Installations en projet : 29 000 tonnes.

Estimation à 105 000 tonnes pour 2007

Capacité de 180 000 tonnes à court terme !

Conséquences attendues :. Concurrence farouche pour la mobilisation de structurants.. Détérioration de la qualité de la prestation et du compost.. Fermeture de sites, laissant la place à de nouveaux monopoles.


Une mise en cohérence nécessaire

Raisonnement global des financeurs pour éviter une dispersion des moyens.

Prise en main de la problématique par les collectivités.

Inventaire des différents flux sur un territoire. Mise en œuvre de projets adaptés.Création de liens / de partenariats entre collectivités.

Deux exemples d’installations raisonnées


Le Syndicat Mixte du Grand Odon

Syndicatd'assainissement

Une station d'épuration à Verson (20 000 EH)

Installation de co-compostage des boues. Conventions avec 2 collectivités compétentes en matière de déchets pour le structurant.

Problème de gestion des boues pâteuses (1 140 t MB/an)

Liquéfaction des bouesNuisances olfactives à l’épandage


Une gestion en régie avec prestations extérieures

Bilan matière 2007

Bilan d’exploitation

Plus de 3 tonnes de compost produites par jour.

Un compost de qualité valorisé en agriculture et auprès des particuliers.

Une volonté d’optimiser le taux de valorisation par le criblage des déchets verts.

Plate-forme

Boues de STEP

Branchages

Copeaux

3 780 tonnes

Refus de criblage

Compost 15 mm

Compost 40 mm

1 290 tonnes

1 100 t


Exemple du SEROC

Syndicat de traitement des déchets ménagers et assimilés (153 communes, 93 700 habitants)

13 400 tonnes de déchets verts :76 % en déchèteries (11 sites).24 % collectés au porte-à-porte.

Un projet de collecte du bois de rebut et de développement d’une filière « bois-énergie ».

Une bande littorale confrontée à :La gestion des algues d’échouages (2 000 à 2 500 t/an).La production ponctuelle de déchets conchylicoles (1 500 à 2 000 t/an)

Approche territoriale de la gestion de ces déchets


FormignyFormignyFormignyFormignyFormignyFormignyFormignyFormignyFormignyRyesRyesRyesRyesRyesRyesRyesRyesRyes

BAYEUXBAYEUXBAYEUXBAYEUXBAYEUXBAYEUXBAYEUXBAYEUXBAYEUX

Schéma de mise en place

Un mode de gestion spécifique, la délégation de service public :

Le délégataire assume la conception, la réalisation et l’exploitation des plates-formes.Possibilité d’accueillir des flux extérieurs.Gestion des filières d’écoulement.

Une filière garantie pour la collectivité sur le long termeUne maîtrise de l’ouvrage et du coût de revient

2 plates-formes situées à Formigny et Ryes.Capacité cumulée de 20 000 t/an

A Formigny : déchets verts, algues, cendres, bois.A Ryes : déchets verts et coquilles.

Reformulation de l’usine de Brametot

Projet de méthanisation des ordures ménagères du SMITVAD

(76) :

29 mai 2008

Dominique Boulday

Séminaire Biomasse Normandie

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IKOS EnvironnementIKOS EnvironnementIKOS EnvironnementIKOS EnvironnementIKOS EnvironnementIKOS EnvironnementIKOS EnvironnementIKOS EnvironnementIKOS Environnement

SETOMSETOMSETOMSETOMSETOMSETOMSETOMSETOMSETOM

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SMITVAD Syndicat de traitement de déchets ménagers

.. 11 collectivités

. 110 000 habitants

. 2 sites de traitement

. 1 usine de compostage obsolète (Brametot)

. Déchets traités :Ordures ménagères : 37 500 tonnes/anDIB, produits résiduaires, déchets agro-industriels : Tout-venant : 6 000 – 7 000 tonnes/anDéchets verts : 2 500 tonnes/an (15 000 t produites sur le territoire)

Présentation du SMITVAD

Contexte et enjeux

Quel mode de gestion ?

Aspects techniques et économiques

Conclusion

Sommaire

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

60,0%

70,0%

80,0%

90,0%

100,0%

Ordures ménagèresrésiduelles

Fermentescibles Recyclable Combustibles Ultime

Fermentescibles de jardin Fermentescibles alimentaires PapiersCartons Composites Textiles Textiles sanitaires Plastiques Combustibles ncVerres Métaux Incombustibles ncDéchets spéciaux Fines

63 %

41 %

100,0 %

1. Conservation du principe des traitements biologiquesContexte et enjeux

2. Une amorce de la baisse des tonnages

46 105

37 933

8 171

45 956

8 353

37 603

-

5 000

10 000

15 000

20 000

25 000

30 000

35 000

40 000

45 000

50 000

Ordures ménagères brutes Ordures ménagères brutes Total

Tonnes/an

2005 2006

- 0,9 %

+ 2 %

- 0,3 %

Contexte et enjeux

Ordures ménagères résiduelles Collecte sélective Total

3. Un objectif de maintien du coût de traitement actuel

GrainvilleBrametot

SMITVADUTOM CET Total

54 39 51 62 58

Coût de traitement sur le site de Brametot :- traitement biologique des OMr et assimilées- écoulement du compost- enfouissement des refus

Contexte et enjeux

+ traitement des lixiviats : 4 €HT/t OMr

L’architecture du projet peut être décomposée en sous projets :– Conception, financement, construction de l’équipement (horizon : 2009)– Exploitation de l’outil industriel (à compter de 2010)

La maîtrise d’ouvrage de chacun de ces sous-projets peut être soit– Publique– Déléguée

4 solutions principales envisageables

Les types de gestion


Construction

Exploitation

Public Mixte Privé

Régie(1)

BEACE

(4)

Marché

Marché(2)

Dialoguecompétitif

(3)

Financement Collectivité


Investissement conséquent pour une collectivité rurale (13 à 15 M €)Exploitation complexe (retour d’expérience du privé)Externalisation des risquesObligation de recettes complémentaires

Le mode de gestion envisagé : la délégation de service public (DSP)

Étapes de la consultation :Mise en concurrenceObligation de transparenceLibre négociation (optimiser) ConventionExploitation aux risques et périls de l’exploitant mais convention longue durée (durée de l’amortissement)


Equipement Année d'acquisition Age en 2009Tracteur benne 1 999 10 Chargeur 1 997 12 Surpresseur 1 983 26 Roue pelleteuse 1 979 30 Ventilateurs 1 984 25 Table densimétrique 1 984 25 Crible rotatif 1 991 18 Séparateurs magnétiq 1 999 10 Broyeur à marteaux 1 979 30 Convoyeur à palettes 1 979 30 Grappin 2 001 8 Pont roulant 2 002 7 Pont-bascule 2 005 4 Moyenne 18

Première exigence : fabriquer un fertilisant organique répondant au minimum aux objectifs de la norme NFU 44 051

Deuxième exigence :moderniser l’usine

Aspects techniques


CribleL’extraction mécano-biologique

Aspects techniques

Chaîne de tri de l’étude de faisabilitéconfortée par le « process-type »encouragé par l’ADEME en mars 2008 pour obtenir un compost normalisé

Tube bioréacteur

Crible à toile

Aspects techniques La méthanisation

Digestion discontinue


Aspects économiquesInvestissements prévisionnels (coûts mi-2007)

30 000 35 000 27 500 27 500

12 500 000 € HT

10 500 000 € HT

8 200 000 € HT

2 000 000 € HT

-

2 000 000

4 000 000

6 000 000

8 000 000

10 000 000

12 000 000

14 000 000

Situation actuelle Méthanisation Compostage DSP Compostage gestiondirecte

Incinération (client)

Investissement

Flux d’ordures ménagères résiduelles (en t/an)

Gestion déléguée Gestion directe ou mixte


Aspects économiquesComparaison des coûts de traitement prévisionnels (€ HT/t)

6266 68 70 64 68

70 74

87 92

-

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Situation actuelle Méthanisation Compostage DSP Compostage gestiondirecte

Incinération (client)

Sans traitement des lixiviats Avec traitement des lixiviats

Niveau de subvention pris en compte :Méthanisation : 18 % de l’investissement (jusqu’à 30%)Compostage : 11 % de l’investissement

Coût mieux maîtrisé en compostage, mais scénario peu réaliste en raison des flux extérieurs de déchets à traiter.

La méthanisation est privilégiée (lixiviats, montage juridique).

Juste dimensionnement de l’équipement sur la base de 30 000 t/an (tonnage SMITVAD à l’horizon 2018).

Maintien de l’enfouissement d’ordures résiduelles sur Grainville (10 000 t/an)

Elargissement de la consultation à la gestion des deux décharges du Syndicat

Conclusion

Les obstacles liés au mode de gestion :Les recettes extérieures et le traitement d’autres déchetsL’obtention des aides publiques

Le délégataire est chargé de gérer le service public local de traitement des déchets ménagers.

L’investissement est réalisé par un opérateur privé, mais la collectivité conserve un pouvoir et un devoir de contrôle sur le service.

L’équipement financé est un bien de retour au terme de la durée d’amortissement (durée de la convention).

Le délégataire, qui sollicite l’aide, relève du secteur non concurrentiel.

La subvention bénéficie à l’usager et permet de diminuer le coût de traitement des déchets ménagers.

Conclusion


Des perspectives de développement qui reposent sur une réflexion globale

BIOMASSE NORMANDIE Sandrine Banville,

Directrice chargée de la programmation




Des perspectives de dDes perspectives de dééveloppement veloppement qui reposent sur une rqui reposent sur une rééflexion globaleflexion globale

Sandrine Banville,Directrice chargée de la programmation

Biomasse Normandie


Plan

Des outils de planification

Une nécessaire mise en cohérence

Des perspectives en Normandie


Les catégories de déchets

* (Industries, PME/PMI, artisans, agriculteurs, commerçants, administrations…)

Déchets de la collectivitéDéchets des ménages (sens strict)Déchets assimilés (selon

nature et production)

Solvant, peinture…

Phyto, piles,

Tout venantAluEffluents…

Déchets d'assainissementGravatsAcierChutes de

productionSolvants…

Déchets d'espaces vertsFerraillesPlastiquePapiersPeintures

Déchets de marchéBoisPapierPetits déchets

de jardinDéchets non organiquesPérimésProduits de

labo

Déchets de voirieDéchets vertsVerrePréparation et restes de repas

Déchets non recycablesEmballagesPhyto

RecyclablesBiodéchetsRésiduellesDéchets

d'entretienEncombrants et dangereux

Ordures ménagèresDéchets banals (DIB)

Déchets dangereux

(DIS)

Déchets municipauxDéchets des professionnels *


Les outils de planification (1/2)

En Normandie :2 plans révisés et approuvés (Eure, Orne)2 plans en cours de révision (Manche, Seine Maritime)1 plan maintenu (Calvados)

Une prise en compte accrue de la valorisation agronomique afin de respecter le cadre réglementaire

Des plans départementaux pour les déchets ménagers et assimilés

institués par la loi du 13 juillet 1992 et codifiés au Code l'Environnementà la charge des Départementsintégrant un inventaire prospectif à 5 et 10 ansreprenant a minima les objectifs nationaux de valorisation (emballages)


Les outils de planification (2/2)

Des schémas de gestion pour les matières de vidange :

imposés par les circulaires du 23 février 1978 et du 14 décembre 1987intégrant un vision prospective de la productionproposant de multiples filièresassociant la profession agricole à la réflexion

Une problématique dissociée des PDEDMA au niveau réglementaireUn maître d’ouvrage différent


Un cloisonnement des flux et des acteurs

Quid de l’opposabilité d’un tel document dans le cadre d’une démarche volontaire

Des réflexions limitées par le champ d’application des compétences :

Au niveau de la planification : pas de cadre législatif pour un schéma intégrant tous les déchets organiques

Au niveau opérationnel :Des syndicats ou EPCI « déchets »Des syndicats ou EPCI « assainissement collectif »Des SPANC (assainissement non collectif)Des producteurs isolés pour les flux industriels ou agricoles

Des règles de mise en commun souvent complexes pour les collectivités


La situation normande

Mauvaise connaissance des flux « non publics »malgré des filières communesRisque de concurrence non maîtriséDes investissements non adaptés ou peu optimisés

Indépendamment des plans départementaux, des schémas de gestion ciblés :

Pour les déchets verts dans l’Eure (1997)Pour les déchets verts et l’écoulement des composts en Basse Normandie (2003)Pour les matières de vidange et les boues dans l’Orne (2003)Pour les sous produits de l’assainissement (hors boues) en Seine Maritime (2005)Pour tous les sous produits de l’assainissement dans le Calvados (2008)


Une nécessaire mise en cohérence

Définir des politiques publiques globales Éviter un développement anarchiqueFournir un cadre aux maîtres d’ouvrage

Élaboration de schémas (échelle départementale, régionale

ou interrégionale) pour tous les déchets et effluents organiques

Inventaire et caractérisation des flux / des producteurs / des installationsDéfinition d’objectifsProposition d’organisation géographique tenant compte des contraintes techniquesMise en place d’outils de suivi


L’exemple de la Somme

Une charte « agriculture/environnement »élaborée en 2000Les constats :

tous les effluents et déchets organiques rejoignent in finel’agriculturela valorisation des déchets urbains constitue un levier politique pouvant mettre en péril des filières non structurées

9,3 Mt identifiéesUne fertilisation organique représentant 35 à 45 % des besoins des culturesUne répartition hétérogène présentant des risques de surfertilisation à l’est


L’exemple de la Somme

Des fiches action par territoire et par flux

Les pistes proposéesPour les déchets agricoles :

Développer le compostage des fumiers en agricultureRenforcer le programme de suivi et d’assistance à la fertilisation

Pour les effluents agro-industrielsMaintien de l’épandage des effluents liquides, contrôlé par la DRIREOrientation des déchets solides vers des installations collectives

Pour les déchets urbainsMise en conformité de l’épandage des boues liquidesDéveloppement de lits plantés de roseaux en zone ruraleRenforcement du parc d’installations collectives


Les éléments clés de la planification (1/2)

Des montages juridiques complexes, à prendre en considération très en amontUn Code des marchés publics et des services d’État (contrôle de légalité, trésorerie…) souvent inflexiblesUne responsabilité portée par le maître d’ouvrage

Faciliter la prise en main par les collectivités pour :Monter des projets associant différents partenaires

Cadrer les cahiers des charges

Disposer de moyens de contrôle en amont et en avalSélectionner des offres sur la base de critères finsS’interroger face à des prix anormalement basIntégrer le risque de déstructuration à long termeContrôler l’exécution de la prestation en collaboration avec les services de l’Etat (DRIRE, DSV…)


Les éléments clés de la planification (2/2)

Une garantie pour les maîtres d’ouvrage disposant d’une organisation référenteUne démarche volontaire des professionnels gage de qualité

Organiser les filières d’écoulement :Créer une structure associant producteurs et utilisateurs

Limiter le nombre d’interlocuteurs sur un territoireMettre en cohérence les filièresAssocier la profession agricole (exploitants, techniciens, fournisseurs de fertilisants…)

S’appuyer sur un organisme de contrôle indépendantVérification du respect des règles de transformation sur les installations de traitementContrôle de la filière d’écoulementLien avec les services de l’État


Les perspectives en Normandie

Des risques importants de :baisse anormale des coûts de traitementperte de qualité des produits fabriquésrecours à des pratiques non-conformes, non contrôlées

Déstructuration de la filière

Un développement accru des traitements biologiques

Des démarches publiques lentes, souvent limitées par le champ des compétencesDes démarches privées rapides et anarchiques

Un contexte international favorisant le recours à la fertilisation organique

Des tensions entre matières favorisant certaines filièresUn enjeu politique pour l’agriculture


Les enjeux d’une réflexion globale

Synthétiser dans une même démarche les différents schémas et plans

Intégrer les flux « oubliés » par ces documents

Définir les sites/secteurs propices pour l’implantation D’installations de méthanisation collectivesD’unités de compostage collectives ou agricoles

Proposer des règles de soutien public conditionnées

Fédérer les acteurs

Mettre en œuvre un suivi des installations et des filières




ÉÉchanges avec la sallechanges avec la salle

Documents

Biomasse Normandie : promoteur de la valorisation des ... · Un prix des fertilisants fortement impacté par le prix du gaz ... Éléments en France fertilisants Æ3 500 000 tonnes