Etude des propriétés épuratoires des Mâchefers d'Incinération d'Ordures Ménagères et de leur mise en oeuvre (Full scale dimensioning and the validation for in situ biogas treatment)

L'évolution de nos sociétés, et en particulier des modes de consommation associés, conduit à une augmentation constante du gisement de déchets, en particulier en provenance des ménages. Malgré une volonté politique de favoriser le tri/recyclage des ordures ménagères, une grande partie de ces dernières est éliminée au sein de deux filières : le stockage en centre d'enfouissement technique et l'incinération. Le stockage en conditions anaérobies, conduit à la formation de biogaz de décharge qui contient une proportion de méthane permettant sa valorisation énergétique, mais également des composés à l'état de traces (sulfures, composés organiques volatils) malodorants, corrosifs, agressifs, et nuisibles à l'environnement. L'incinération, quant à elle, génère des sous-produits solides, en particulier des mâchefers d'incinération d'ordures ménagères (MIOM), qu'il faut à leur tour stocker ou valoriser après traitement. Notre étude porte sur une nouvelle voie de valorisation des mâchefers : l'épuration du biogaz de décharge. Dans ce contexte, une expérimentation de taille pilote a été conçue et utilisée sur le site du centre d'enfouissement technique de Roche la Molière (département 42). Cette installation a permis de tester le potentiel épuratoire d'un mâchefer provenant de l'usine d'incinération de Lyon-Nord (département 69), sur du biogaz réel. Le suivi analytique par chromatographie en phase gazeuse a porté principalement sur les composés soufrés (sulfure d'hydrogène, mercaptans), mais également sur quelques composés organiques volatils majoritaires. Des études de désorption thermique ont par ailleurs été réalisées en laboratoire. Les résultats montrent que les mâchefers présentent des capacités épuratoires significatives, en particulier vis-à-vis des composés soufrés qui se trouvent ainsi minéralisés après réaction chimique. La quantification du potentiel épuratoire du mâchefer a permis un dimensionnement à l'échelle du terrain et a conduit à une proposition de leur utilisation au sein d'une décharge pour un traitement in situ du biogaz.The evolution of our societies, and specifically the associated trends in consumer consumption, have led to a continual increase in waste production, and particularly household waste. Despite a strong political will to develop source separation and recycling of household waste, the majority of this waste stream is disposed of by two main techniques : storage in engineered landfills and incineration. Storage in anaerobic conditions, leads to the formation of landfill biogas which contains sufficient methane for combustion and energy recovery, but also contains compounds (sulphides, volatile organic compounds) in trace amounts which produce olfactory nuisances and are corrosive, aggressive and hazardous to the environment. As for incineration, it produces solid wastes and in particular bottom ash which needs to be stored or reused after treatment. Our study focuses on a new way of reusing incinerator bottom ash, notably for the purification of landfill biogas. As part of this study, a pilot test unit was developed and operated at the Roche la Molière engineered landfill (department 42). The purification potential of bottom ash from the North-Lyon (department 69) incineration plant was tested on real landfill biogas using this pilot test unit. The gas phase chromatography analysis was mainly used to measure sulphur based compounds (hydrogen sulfide and mercaptans), but was also used to measure the main volatile organic compounds. Thermal desorption studies were also completed in the laboratory. The results show that the incinerator bottom ash presents significant purification potential and in particular with regards to the sulphur compounds which are mineralised by way of chemical reactions. The quantification of the purification potential of the incinerator bottom ash allowed for full scale dimensioning and the validation of their use directly within the landfill for in situ biogas treatment.VILLEURBANNE-DOC'INSA LYON (692662301) / SudocSudocFranceF