Recherche d’une méthode d’analyse du fonctionnement des usines de tri-compostage des déchets ménagers. Fiabilité des bilans matière

摘要

L’expertise d’une usine de tri-compostage des déchets ménagers a pour objectif la réalisation d’un bilan matière et l’analyse du fonctionnement de la chaîne de traitement. Un bilan matière précis permet de réaliser une analyse économique fine. La méthode proposée se base sur l’analyse de chaque équipement avant l’établissement du bilan global de la plate-forme. Cela permet, en cas de rendement insuffisant, de cibler les interventions et d’améliorer le rendement sans mettre en cause la totalité de la chaîne de traitement. Pour y arriver, des méthodes normalisées d’échantillonnage et de caractérisation des déchets ménagers et du compost ont été adaptées aux flux intermédiaires, une base de donnée pour le calcul d’erreurs selon les formules de Gy est proposée et le logiciel BILCO pour l’établissement des bilans matière statistiquement cohérents est utilisé. Durant notre travail, nous avons testé les équipements les plus utilisés dans les usines de tri-compostage : l’aire de compostage, les trommels à maille moyenne de 20 à 50 mm et à maille plus fine de 8 à 15 mm, le tapis sélectionneur, la table densimétrique et le tube rotatif de compostage. Tous les équipements ont été testés en grandeur réelle, dans des usines différentes, sauf le tube rotatif et le trommel moyen qui ont fait l’objet d’une étude au laboratoire. Une simulation de criblage dans un trommel à 20 mm a permis de détecter l’origine des erreurs d’échantillonnage commises lors de l’évaluation de ce genre d’équipement. Un pilote d’un volume de 750 l a été élaboré pour suivre la perte de masse et le dégagement de CO2, CH4, NH3 et N2O durant le compostage dans les tubes rotatifs. Les résultats obtenus lors des essais sur le tube expérimental ont été validés sur un tube industriel. L’hypothèse de la conservation de la matière minérale durant le compostage et la précision de la mesure de la teneur en matière organique totale par perte au feu à 550°C ont fait l’objet d’un essai parallèle. A partir des équipements étudiés, une chaîne type de traitement des déchets ménagers par tri-compostage est proposée et une simulation de traitement des déchets d’une collectivité bretonne est réalisée. Une variante de la chaîne proposée adaptée au contexte socioéconomique des pays en voie de développement est disponible aussi. ABSTRACT : The assessment of a municipal solid waste composting plant aims at the realisation of the material balance and the analysis of the operation of the processing sequence. A precise material balance makes it possible to carry out a fine economic analysis. The method suggested is based on the analysis of each equipment before the establishment of the total assessment of the platform. That allows, in the event of insufficient output quality, to target the interventions and to improve the output without blaming the totality of the processing line. To arrive there, standardised methods of sampling and characterisation of municipal solid waste and compost were adapted to intermediate flows. A database, for the error analysis according to the formulas of Gy, is proposed and the software BILCO is used for the establishment of the statistically coherent material balance. During our work, we tested the equipments most used in composting plants : the composting area, the screens with average mesh from 20 to 50 mm and with finer mesh from 8 to 15 mm, the selective conveyor, the densimetric table and the rotating drum. All the equipments are tested in real size, in different plants, except the rotating drum and the average screen which were the subject of a study at the laboratory. A simulation of screening at 20 mm shows it is possible to detect the origin of the sampling errors made at the time of the analysis of this kind of equipment. A composting pilot of 750 l was worked out, to follow the loss of mass and the CO2, CH4, NH3 and N2O outputs, during composting in rotating drums. The results obtained by the tests on the experimental drum were validated on an industrial drum. The hypothesis of the conservation of the mineral matter during the composting and the accuracy of the total organic matter content determination (ignition loss at 550°C) were the subject of a parallel test. From the studied equipments, a standard processing line of municipal solid waste composting is proposed and a simulation of treatment of waste in a small Breton facility is carried out. An alternative of the processing line is proposed to adapt it to the socio-economic context of the developing countries.