Projet d'extension de l’ISDND de - Var · 2018. 1. 23. · Bilan Hydrique de Décharge), développé par ANTEA. Ce logiiel alule les volumes d’effluents p oduits pa une déhage,

Projet d'extension de l’ISDND de Bagnols-en-forêt Bilan hydrique du site (Modèle MOBYDEC)

SYNDICAT MIXTE DU DEVELOPPEMENT DURABLE DE L’EST DU VAR Lotissement Lou Gabian 311 avenue Lou Gabian 83600 FREJUS Tel. : 04.98.11.98.80

Présenté par

Région Rhône-Alpes Méditerranée

Pôle

Parc d’Activité de l’Aéroport 180 impasse John Locke 34470 PEROLS Tél. : + 33 (0)4.67.15.91.10 Fax. : + 33 (0)4.67.15.91.11

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SMIDDEV Dossier de demande d’autorisation d’exploiter au titre des ICPE

ISDND des Lauriers – Commune de Bagnols-en-Forêt (83) Bilan hydrique du site (Modèle MOBYDEC)

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Sommaire

Pages

1. Méthodologie ....................................................................................... 2

2. Hypothèses de calcul ............................................................................. 4 2.1. Hypothèses concernant la climatologie ....................................................... 4 2.2. Hypothèses générales .................................................................................. 4

3. Calcul et résultats du bilan hydrique ...................................................... 8 3.1. Hypothèse de phasage ................................................................................. 8 3.2. Bilan sur la production globale du site ........................................................ 9 3.3. Conclusions du bilan hydrique ................................................................... 11 Liste des figures : Figure 1 : Représentation schématique du fonctionnement hydrique d’un centre de

stockage ............................................................................................................ 3 Tableau 1 : Caractéristiques du site .................................................................................... 6 Tableau 2 : Phasage d’exploitation du site ......................................................................... 8 Tableau 3 : Volume de lixiviats produits par le site 3 ....................................................... 10

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1. Méthodologie

Le modèle utilisé pour réaliser le bilan hydrique du site est MOBYDEC (Modèle Global de Bilan Hydrique de Décharge), développé par ANTEA. Ce logiciel calcule les volumes d’effluents produits par une décharge, sur la base du phasage de l’exploitation, des données climatiques, des caractéristiques des déchets, des fonds et des couvertures des casiers. La production d’effluents liquides au sein d’un centre de stockage, et en particulier de lixiviats, est traditionnellement calculée à partir des entrées et des sorties d’eau dans le système par la formule suivante [1] :

RSEXTREEDPE où : E est le volume d’effluents collectés, P est le volume des précipitations, ED est le volume d’eau apporté par les déchets, ETR est le volume d’eau éliminé par évapotranspiration réelle,

EX est le volume d’effluents percolant, vers l’extérieur, à travers le fond de décharge,

S est la variation du volume d’eau des déchets au cours du temps, R est le volume d’eau éliminé ou ajouté par ruissellement. Les différents termes du bilan hydrique sont représentés de manière schématique à la Figure 1.

[1]

cf. « Les installations de stockage de déchets ménagers et assimilés – Techniques et Recommandations » ADEME, 1999.

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Figure 1 : Représentation schématique du fonctionnement hydrique d’un centre de stockage

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2. Hypothèses de calcul

2.1. Hypothèses concernant la climatologie

Les pluies et l’évapotranspiration potentielle ETP ont été reprises des données fournies par Météo-France (station de Frejus) de janvier 1995 à décembre 2015. Les calculs ont été menés sur une période de 50 ans avec reprise des données.

2.2. Hypothèses générales

Le bilan hydrique réalisé concerne le projet d'extension de l’Installation de Stockage de Déchets Ménagers Non Dangereux (ISDND) de Bagnols-en-forêt. La modélisation a été réalisée selon les grandes phases d’exploitation de l’ISDND pour des raisons de sensibilité et de marge de sécurité :

phase 1 : exploitation du site 1 de janvier 1976 à juin 1994 ;

phase 2 : exploitation du site 2 de juin 1994 à décembre 2003 ;

phase 3 : exploitation du site 3 de décembre 2003 à septembre 2011 ;

phase 4 : mise en place d'une couverture semi-perméable sur les sites 1, 2 et 3 (décembre 2015) ;

phase 5 : projet d'extension de l'ISDND, prévue en deux phases :

Projet 1: exploitation prévue de janvier 2017 à décembre 2019 : La réhausse débuterait en s’appuyant sur le flanc Sud du Site 3. Une plateforme d’environ 2000m² en base serait créée, limitée à l’aval par une digue de blocage (hmax=10m). Les déchets seraient alors entreposés jusqu’à atteindre la cote du dôme actuel (site 3).

Projet 2 : exploitation prévue de janvier 2020 à décembre 2021 : Une fois que les déchets auront atteint la cote du dôme actuel par le Sud, l’exploitation pourrait se poursuivre vers le Nord, en s’appuyant sur le dôme.

Les casiers 1 et 2 ne présentent pas de barrières de sécurité active en fond de casier. La perméabilité estimée est de 10-6 m/s (hypothèses de terrain semi-perméable en fond). L’étanchéité de fond du casier 3 et des casiers de l'extension est composée d’une barrière passive (argile + GSB) et d’une barrière active (membrane PEHD). La perméabilité considérée dans la modélisation est de 10-11 m/s.

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Les casiers 1, 2 et 3 ne sont pas encore en phase de post-exploitation. Les casiers des sites 1, 2 et 3 seront couverts en fin 2015 par une couverture semi-imperméable (perméabilité 1.10-8 m/s) et de la terre végétale engazonnée. En fin d’exploitation de l’extension, une couverture finale imperméable sera mise en place sur le dôme. Ces informations sont récapitulées dans le Tableau 1 ci-après. Les surfaces prises en compte comprennent les digues et autres aménagements et sont donc sécuritaires pour les calculs.

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Site 1 Site 2 Site 3 Projet d'extension 1 Projet d'extension 2

Exploitation Janvier 1976 à Juin 1994

Juin 1994 à Décembre 2003

Décembre 2003 à Septembre 2011

Janvier 2017 à Décembre 2019

Janvier 2020 à Décembre 2021

Superficie 46 100 m² 62 000 m² 48 000 m² 19 600 m² 19 500 m²

Tonnage annuel moyen 80 000 T/an 135 000 T/an 135 000 T/an 80 000 T/an 80 000 T/an

Perméabilité de fond 10-6 m/s 10-6 m/s 10-11 m/s 10-11 m/s 10-11 m/s

Couverture finale couverture (Décembre 2015) 10-8 m/s

couverture (Décembre 2015) 10-8 m/s

couverture (Décembre 2015) 10-8 m/s

couverture (Janvier 2022) 10-11 m/s

couverture (Janvier 2022) 10-11 m/s

Tableau 1 : Caractéristiques du site

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D’autres paramètres sont nécessaires pour la mise en œuvre du logiciel. Les hypothèses

suivantes ont été retenues :

Seuil de ruissellement [2] : 40 mm/mois

Coefficient de correction de l’ETP [3] sur les casiers en exploitation : 0,5

Pourcentage d’eau passant par des chemins préférentiels [4] : 15

Temps de demi-percolation [5] : 20 mois Les teneurs en eau pondérale des déchets prises en compte dans les calculs sont les suivantes :

teneur en eau initiale : 0,25

teneur en eau minimale : 0,1

teneur en eau maximale : 0,4

teneur en eau critique : 0,25 Nous avons considéré une densité des déchets de 0,85. Les hypothèses faites pour les teneurs en eau sont basées sur notre connaissance actuelle des déchets ménagers.

[2]

Le seuil de ruissellement est la pluviométrie à partir de laquelle il apparaît un ruissellement. Cette valeur dépend du type de sol et de la présence ou non de végétation. La valeur par défaut est de 40 mm/mois, correspondant à un terrain prairial (SAUTER, 1991). [3]

Le concept de réserve utile n’est pas applicable aux alvéoles en exploitation (la réserve varie avec le stockage de nouveaux déchets). On travaille donc sur les teneurs en eaux des déchets et leur variation. Il a été observé une diminution du stock d’eau par évaporation (BARRES et SAUTER, 1985). On considère alors un facteur de correction de l’ETP (toute la pluie ne s’évapore pas). On utilise classiquement 0,5, d’après notre expérience (D. GUYONNET) et la bibliographie (BENGTSSON). [4]

Il s’agit de l’eau qui percole dans le massif sans être absorbée par les déchets. Les valeurs proposées sont basées sur le calage de données mesurées sur des sites réels (RESELE, 1994). [5]

Il s’agit du temps requis pour que l’eau soit libérée des déchets, qu’elle arrive en fond d’alvéole et qu’elle soit collectée. Cela correspond à un « facteur de retard » : suite à une pluie, il n’y a pas immédiatement une réponse en terme de production de lixiviats. Les valeurs proposées sont basées sur le calage de données mesurées sur des sites réels (RESELE, 1994).

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3. Calcul et résultats du bilan hydrique

3.1. Hypothèse de phasage

Le phasage d’exploitation et les caractéristiques du projet d’extension de l’ISDND de Bagnols-en-Forêt sont détaillées dans le

surface mois début mois fin Pose couverture

tonnage annuel

tonnage mensuel

Site 1 46 100 janv-76 juin-94 Décembre 2015

(couverture 10-8 m/s) 80 000 6 667

site 2A 54 500 juin-94 déc-03 Décembre 2015

(couverture 10-8 m/s) 135 000 11 250

site 2B (projet

extension 1) 7 500 juin-94 déc-03

Janvier 2017 (couverture 10-11 m/s)

135 000 11 250

Site 3A 20 500 déc-03 sept-11 Décembre 2015

(couverture 10-8 m/s) 135 000 11 250

Site 3B (projet

extension 1) 10 000 déc-03 sept-11


135 000 11 250

Site 3C (projet

extension 2) 17 500 janv-04 sept-11


135 000 11 250

extension projet 1

19 600 janv-17 déc-19 Janvier 2020 (couverture

10-11 m/s) 80 000 6 667

extension projet 2

19 500 janv-20 déc-21 Janvier 2021

(couverture 10-11 m/s) 80 000 6 667

Tableau 2.

surface mois début mois fin Pose couverture

tonnage annuel

tonnage mensuel

Site 1 46 100 janv-76 juin-94 Décembre 2015

(couverture 10-8 m/s) 80 000 6 667

site 2A 54 500 juin-94 déc-03 Décembre 2015

(couverture 10-8 m/s) 135 000 11 250

site 2B (projet

extension 1) 7 500 juin-94 déc-03


135 000 11 250

Site 3A 20 500 déc-03 sept-11 Décembre 2015

(couverture 10-8 m/s) 135 000 11 250

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Site 3B (projet

extension 1) 10 000 déc-03 sept-11


135 000 11 250

Site 3C (projet

extension 2) 17 500 janv-04 sept-11


135 000 11 250

extension projet 1

19 600 janv-17 déc-19 Janvier 2020 (couverture

10-11 m/s) 80 000 6 667

extension projet 2

19 500 janv-20 déc-21 Janvier 2021

(couverture 10-11 m/s) 80 000 6 667

Tableau 2 : Phasage d’exploitation du site

Les sites 1, 2 et 3 ont été exploités les uns à la suite des autres jusqu'en 2011. Deux projets ont été prévus sur le site : la mise en place d'une couverture semi-perméable sur les sites 1,2 et 3 fin 2015 suivie de la création d'une extension en deux phases (janvier 2017 à décembre 2021). Le projet d’extension s’appuierait sur une partie des sites 2 et 3. Pour le type de couverture prévue en décembre 2015 (horizon imperméable 10-8m/s + 0,30 m de matériaux terreux engazonnés et 1 m d'argile), nous avons considéré les caractéristiques de couverture suivantes :

- Une réserve utile maximale de 115 mm,

- Un coefficient de ruissellement de 0,4, correspondant à un sol peu perméable végétalisé,

- Un coefficient cultural de 1 correspondant à une couverture engazonnée. Nous avons effectué une modélisation pour avoir un ordre de grandeur de la production de lixiviats totale du site après mise en place des couvertures semi-perméables. Le calcul des bilans hydriques a été mené avec le logiciel MOBYDEC.

3.2. Bilan sur la production globale du site

Au vue de l'analyse des données réelles de suivi de la production de lixiviats sur les années 2005 à 2014, les sites 1, 2 et 3 produisent en moyenne un total de 38 000 m3 de lixiviats par an, soit environ 3 167 m3/mois et 104 m3/jour.

Bilan sur la production globale du site 1:

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D'après les données de suivi de production de lixiviats drainés et pompés des sites 1 et 2 sur les années 2005 à 2014, le site 1 produirait en moyenne 9 000 m3 de lixiviats par an, soit 750 m3/mois, équivalent à 25 m3/jour. Toutefois, le site n'étant pas équipé d'une barrière active en fond de casiers, il est probable que ce volume inclus aussi des eaux parasites. La modélisation de la mise en place de la couverture semi-perméable en fin 2015 a permis d'estimer un abattement de 15 % du volume de lixiviats produits par le site 1. Ainsi, à partir de la mise en place de la couverture, on estime la production de lixiviats du site 1 constante égale à 7 350 m3/an, soit 613m3/mois et 20 m3/jour. Ce site n'est pas impacté par le projet d'extension.

Bilan sur la production globale du site 2 : D'après les données de suivi de production de lixiviats drainés et pompés des sites 1 et 2 sur les années 2005 à 2014, le site 2 produirait en moyenne 17 000 m3 de lixiviats par an, soit 1 417 m3/mois, équivalent à 47 m3/jour. De même que le site 1, le site 2 n'est pas équipé d'une barrière active en fond de casier. Il est donc probable qu'une partie du volume total recensé soit dû à l’arrivée d’eaux parasites. La modélisation de la mise en place de la couverture semi-perméable en fin 2015 a permis d'estimer un abattement de 30% du volume de lixiviats produits par le site 2. La différence constatée avec le site 1 peut s'expliquer par la différence de morphologie entre les deux sites (proportion de surface en talus plus favorable au ruissellement et en dôme, plus favorable à l’infiltration). Ainsi, à partir de la mise en place de la couverture à la fin de l’année 2015, on estime la production de lixiviats du site 2 égale à 13 400 m3/an, soit 1 117 m3/mois et 37 m3/jour. Le site 2 est impacté par la première phase du projet d'extension à hauteur de 7 500 m2. La modélisation de cet impact amène à considérer qu'à partir de janvier 2017 (soit la mise en place de la première phase de l'extension), la production annuelle de lixiviats du site 2 sera de l'ordre de 13 119 m3/an avec :

- 11 779 m3/an produits par la partie non impactée par le projet

- 1340 m3/an produits par la partie impactée par le projet Cette production de lixiviats est considérée globalement constante, ce qui est cohérent avec la morphologie du site, l’extension ne venant couvrir que des surfaces en talus peu propices à l’infiltration d’eau.

Bilan sur la production globale du site 3 :

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Nous avons modélisé la production annuelle de lixiviats par le site 3 selon les différentes phases d'exploitation prévues. Les résultats sont détaillés dans le tableau suivant. Le site 3 est impacté par les deux phases de l'extension :

- la première phase de l'extension concerne 10 000 m2 du site 3 sur la période allant de janvier 2017 à décembre 2019 ;

- la seconde phase de l'extension concerne 17 500 m2 de site 3 sur la période allant de janvier 2020 à décembre 2021.

Phase d'exploitation Volume de lixiviats produits par le site 3

Période d'exploitation du site 3 (décembre 2003 à septembre 2011)

529 m3/mois

Début de post-exploitation (octobre 2011 à décembre 2015)

756 m3/mois

Après mise en place de la couverture semi-perméable (décembre 2015 à janvier

2017=) 389 m3/mois

Période d'exploitation de l'extension 1 (janvier 2017 à décembre 2019)

110 m3/mois

Période d'exploitation de l'extension 2 (janvier 2020 à décembre 2021)

70 m3/mois

Tableau 3 : Volume de lixiviats produits par le site 3

3.3. Conclusions du bilan hydrique

Impact de la mise en place de la couverture en fin 2015 Actuellement, les sites 1, 2 et 3 produisent en moyenne un total de 38 000 m3 de lixiviats par an, soit environ 3 167 m3/mois et 104 m3/jour. La modélisation effectuée pour obtenir un ordre de grandeur de la production de lixiviats du site après mise en place des couvertures semi-perméables amène à considérer une nouvelle production moyenne de lixiviats de l'ordre de 25 137 m3 par an, soit une baisse de 34 %.

La mise en place d'une couverture semi-perméable sur les sites 1, 2 et 3 à la fin de l'année 2015 entrainerait une baisse de l'ordre de 34% du volume total de lixiviats produits. Aucune modification liée à la mise en place des couvertures n'est nécessaire en terme de stockage et de traitement des lixiviats. Les installations actuelles suffisent à la gestion du site.

Impact du projet d'extension de l'ISDND

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Nous avons effectué une modélisation afin d'estimer l'impact des deux phases prévues lors de l'extension sur le volume de lixiviats total produit sur le site. Lors de cette modélisation, la période "critique" est la période durant laquelle la première partie de l'extension est en exploitation (janvier 2017 à décembre 2020) car la surface ouverte aux intempéries y est la plus importante. Les résultats sont donnés dans le tableau suivant.

Volume moyen de lixiviats produits par site pendant les deux phases de l'extension (en m3/an) Volume

moyen total Site 1 Site 2 Site 3

Extension 1

Extension 2

Phase 1 (Janvier 2017 à

Décembre 2019) 7 350 13 119 1 320 4 670 /

26 459 m3/an

Phase 2 (Janvier 2020 à

Décembre 2021) 7 350 13 119 840 1 443 2 280

25 032 m3/an

Tableau 4 : Volume moyen de lixiviats produits par site pendant les deux phases de

l'extension Lors de la première phase d'extension, on constate que le volume total annuel de lixiviats produits augmente légèrement de l'ordre de 5%. Lors de la seconde phase d'exploitation, le volume total annuel de lixiviats produits diminue légèrement, de l’ordre de 0,5%.

Le projet d'extension prévu ne présente qu'un impact mineur sur la production totale annuelle de lixiviats.

Impacts sur le stockage et le traitement des lixiviats Chaque site d'exploitation est équipé d'un dispositif de drainage spécifique. Les réseaux de drainage des lixiviats des sites 1 et 2 ont été mis en place après l'exploitation des sites au moyen de deux drains en front de talus. Celui du site 3 a été installé de façon classique en fond d'alvéole. Les drains de collecte aboutissent tous par gravité en point bas des casiers. D'après les données de suivi de production de lixiviats drainés et pompés des sites 1, 2 et 3 sur les années 2005 à 2014, le volume total annuel drainé et pompé des sites est de l'ordre de 38 000 m3, soit 3 167 m3/mois et 104 m3/jour. Actuellement, le bassin de stockage des lixiviats présente un volume utile maximal de 16 680 m3. Les lixiviats stockés dans la lagune sont ensuite pompés vers des unités de traitement, afin d'être traités par osmose inverse.

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Après traitement, les deux effluents sont :

- le concentrat, représentant la fraction polluée du lixiviat (environ 20 à 40% du volume,

- le perméat, représentant la fraction propre du lixiviat (environ 60 à 80% du volume). Les stations de traitement présentent une capacité de traitement global de l'ordre de 370 m3/jour, soit 11 100 m3/mois et environ 133 200 m3/an. Le volume annuel de lixiviats drainé et pompé ne représente donc que 29 % de leur capacité totale. Un apport additionnel limité de lixiviats, comme mis en évidence par le modèle, pourrait donc être pris en charge au vu du dimensionnement actuel de la lagune et des stations de traitement.

Au vu du dimensionnement actuel de la lagune et des stations de traitement, aucune modification liée au projet d'extension n'est donc nécessaire en terme de stockage et de traitement des lixiviats. Les installations actuelles suffisent à la gestion du site et de son extension dans les conditions de fonctionnement actuelles.

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