Les différents procédés de collecte des déchets organiques

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Le recyclage et le réemploi des déchets

L’objectif essentiel du recyclage et du réemploi des déchets consiste à maintenir le plus longtemps possible les matières dans le circuit économique et de réduire ainsi la consommation des matières premières.
Le recyclage et le réemploi des déchets trouvent cependant leurs limites lorsque les ressources énergétiques et financières à mettre en œuvre pour permettre ces opérations dépassent de façon non justifiable les bénéfices qui en résulten.

En effet, plus la qualité d’un déchet recyclable est élevée, c’est-à-dire, plus il s’agit d’une matière pure, plus les possibilités de recyclage sont élevées. Ainsi par exemple, des chutes de matières plastiques d’une seule qualité provenant ‘und processus de production déterminé sont facilement recyclables et peuvent obtenir un bon prix sur le marché. Pour le recycleur, la qualité de ces produits est déterminée et facilement contrôlable. Il peut les utiliser dans des applications sensibles. Lorsque, par contre, les matières à recycler constituent un mélange, leur qualité est variable et difficile à contrôler. Cette qualité plus faible ne permet qu’un recyclage dans des applications peu sensibles. Les prix à obtenir pour ces matériaux sont forcements plus faibles. Au fur et à mesure que la qualité de déchet à recycler diminue, leurs possibilités de valorisation se réduisent.
Appareil de production et de stockage d’un biogaz du déchet organique. Mémoire de fin d’étude 2011

La valorisation énergétique des déchets

D’un point de vue de la hiérarchie, la valorisationénergétique constitue une forme d’utilisation des déchets inférieurs au recyclage ou à la réutilisation. En effet, elle se traduit par une destruction de la matière pour récupérer l’énergiequi y est contenue. Ces matériaux sont donc définitivement retirés du circuit économique aprèsleur valorisation.
La valorisation énergétique des déchets doit donctreê limitée aux seuls déchets qui à cause de leur qualité, de leur composition ou de leur contamination ne peuvent plus être recyclés en vue de leur réintroduction dans le circuit économique. Elle s’applique également aux mélanges des déchets dont la séparation des différent s composantes ne se justifie pas en termes écologiques et économiques.

Les différents procédés de collecte des déchets organiques [03]

Le mode de collecte des déchets organiques, qu’il soit en apport volontaire ou en porte-à porte et l’ensemble des paramètres qui le constituent sont définis en fonction de la situation locale. Le type d’habitat et le schéma de collecte déjà en place, les objectifs de la collectivité et la volonté constante de réduction des coûts sont les léments principaux pris en compte dans ce choix. Situé en amont, le choix du mode de collecteconditionne l’ensemble de la filière. Il doit être fait en corrélation avec les choix techniques du procédé de traitement.

La benne non gardiennée .

La mise à disposition des habitants d’une benne non gardiennée nécessite peu de main d’œuvre et moins de transport qu’un circuit de coll ecte en porte-à-porte. Néanmoins, il y a certaines règles à respecter pour ne pas se retrouver avec une benne polluée par des indésirables tels que des bactéries.
Ce mode de collecte reste pertinent dans les zones pavillonnaires où la benne n’est pas assimilée à une collecte des encombrants. La benne est mise à disposition des habitants, une demi-journée, voire une journée le week-end, lors esd travaux de jardinage. Cela permet de proposer un service de proximité. Passé ce délai, iy a des risques de collecter un flux non valorisable.

L’apport volontaire en déchetterie 

La déchetterie peut compléter une collecte sélectiven porte-à-porte et aussi devenir l’unique instrument de la collecte pour des zones d’habitats diffus où le porte-à-porte est coûteux. Les avantages sont la réduction du coût de transport et un très faible taux de refus de tri. Pour l’ensemble de ces modes de collecte, les performances qui seront enregistrées dépendront beaucoup de la communication réalisée. Le choix sefera principalement en fonction de l’habitat et de la taille moyenne des jardins.

Classification des déchets

Il existe plusieurs types des déchets sellons leurs origines fabriquées par une variété de processus. Chaque type des déchets se regroupent entrois grandes classes :
Déchets végétau:x
· Résidus de culture.
· Déchets industrie agro-alimentaire.
· Déchets de l’aquaculture.
Déchets animaux:
Déchets d’élevages (déjections animales) Déchets de laiterie et des fromageries.
Déchets des abattoirs, l’équarrissage et les autresindustries de viande. Déchets des industries de conserverie.
Déchets des industries de la pêche.
Déchets industriels:
Les principaux déchets industriels contenant unefonction non négligeable de matière organique sont déchets générés par :
Les industries qui exploitent la biomasse à des fin s non alimentaires.
· Industries de la filière bois,
· Industries de fabrication du papier et carton,
· Industries du textile, du cuir Les industries de la chimie, pétrochimie

DECHETS VEGETAUX

Introduction

On parle des déchets verts, lorsqu’il s’agit des déchets qui résultent de l’entretien et du renouvellement des espaces verts, zones récréatives, parcs et jardins, terrains de sport… des collectivités territoriales, des organismes publics ou parapublics, des particuliers et des sociétés privées.

Généralité

Les déchets végétaux sont les déchets d’origine gvétale.
Les déchets végétaux présentent un caractère spécifique : sa biodégradabilité. La dégradation des feuilles, branches, tontes de pelouses et autres déchets de jardin peut se dérouler en présence d’air par retournement de la matière ou par insufflation d’air qui induit une réaction de fermentation : c’est le principe du compostage.
Mises en tas, sur une plate-forme industrielle ou dans un composteur individuel, les matières organiques sont peu à peu désagrégées grâce à l’intervention de micro-organismes (bactéries, champignons, …) et d’organismes vivants comme les vers de terre, les insectes.

Caractérisation des déchets

C’est de la matière végétale pure, non contaminée,composée d’herbe, des feuilles et de bois non traité. Ils peuvent être broyés avant transportpour diminuer par trois le volume des branchages, qui constituent 15%] du poids mais 60% des volumes avant broyage. La composition par origine est la suivante :

Déchets verts des collectivités :

· Tontes de gazon : 45 [%]
· Feuilles mortes : 12 [%]
· Elagage : 42 [%]
· Dont élagage d’été : 7 [%]
· Élagage d’hiver : 35 [%]

Déchets verts des jardins particuliers

• Gazon : 56 [%].
• Feuilles mortes : 13 [%]
· Entretien (élagage) : 14 [%]
· Déchets mélangés : 17 [%]

Une unité de méthanisation

Le digesteur est constitué d’un réservoir étanche,en béton ou en acier, où les matières à digérer séjournent plusieurs semaines : c’est le digesteur. C’est le cœur du procédé, ou plus exactement son estomac.
La méthanisation se déroule classiquement à 37[°C] (mode dit « mésophile »), et plus largement entre 20 et 6O [°C]. Pour que les bactéries colonisent, l’ensemble de la masse en fermentation ; il est nécessaire d’homogénéiser leproduit. Un digesteur est donc généralement chauffé et brassé.
Selon les procédés mis en œuvre, on distingue deux grands types d’écosystèmes:
Biomasse fixée ; Biomasse libre.

Les grandes étapes biochimiques et microbiologiques

Contrairement au processus de compostage, la connaissance des aspects biochimiques et microbiologiques est fondamentale pour une bonne maitrise de la méthanique.
La biodégradation anaérobie de la matière organiqueest en effet un processus séquentiel comportant quatre étapes biochimiques réalisées partrois groupes bactériens des caractéristiques très distinctes fonctionnant strictes syntrophies. Les micro-organismes actifs sont des bactéries anaérobies strictes ou facultatives.

Le biogaz

Le biogaz est issu de la fermentation des déchets organiques en absence d’air : c’est ce que l’on appelle la méthanisation. Il s’agit d’un processus naturel rencontré dans les marais, et aussi un processus que l’on crée au sein d’installations spécifiques nommées digesteurs.
Le biogaz est composé de cinq éléments de base C, ,HO, N et S, provenant directement de la transformation de la matière organique dont il est issu.
Ces éléments se retrouvent principalement sous la ormef d’un mélange de méthane et de dioxyde de carbone, dont le rapport varie avec le substrat.
C’est un gaz issu de la fermentation anaérobie, c’est-à-dire en absence d’oxygène, des déchets (matières organiques). Il est obtenu :
· De façon spontanée : il est capté dans les décharges (ou ISDND).
· De façon industrielle : grâce à la méthanisation (p rocédé standardisé et contrôlé).
La méthanisation produit du biogaz, contenant environ 60% de méthane et 40% de gaz carbonique. Le méthane est le principal constituant du gaz naturel (gaz de Lacq, de Groningue, d’Algérie…).1 [m 3] de biogaz possède un pouvoir calorifique d’environ 6 [kWh] soit l’équivalent énergétique de 0,6 litre de fioul.
Exemple 1 : tonne d’ensilage de maïs : 200 [m 3] de biogaz,
2,5 % de méthane dans le biogaz,
1 050 [KWh] d’énergie primaire,
367 [KWh] d’électricité.

Stockage le biogaz

Il faut 1.000 [m3] (ballon souple par exemple) pour stocker l’équivalent de 700 litres de fioul. Le stockage représente généralement quelques heuresde fonctionnement du digesteur, car sinon son coûts devient prohibitif. Le stockage sous pression permettrait de réduire ce volume, mais la compression est coûteuse et consomme de l’énergie.
Cette option est réservée aux installations très importantes. Le biogaz doit être utilisé pratiquement au furet à mesure de sa production.
Une installation de méthanisation possède, en générale une capacité tampon, qui correspond à quelques heures de production :
· Soit intégrée au digesteur ou à la fosse de stockage du digestat,
· Soit en ouvrage séparé (ballon souple)

Formation du gaz de décharge

Une tonne d’ordure végétale contient généralement501 à 250 [kg] de matières organiques.
Ces substances sont biologiquement dégradables.
Sous l’effet des micro-organismes agissant en milieu anaérobie, elles sont décomposées en quatre phases successives et transformées en gaz dedécharge.
Ce processus varie de décharge en décharge, il estinfluencé par différent facteur tels que : nature et composition des déchets, degré de compactage des ordures, taux d’humidité des ordures, couverture de la décharge ; en bref, des facteurs qui ont une influence directe sur la qualité de vie des micro-organismes générateurs deméthane.

La composition du gaz de décharge

En phase 1 : Le corps de décharge contient encore une quantité suffisante d’oxygène permettant la biodégradation aérobie, puis l’air est peu à peu remplacé par du CO2. La dégradation se poursuit ensuite en phase anaérobieappelée également phase de fermentation acide.
Phase 2 : Des substances telles que graisses, cellulose et protéines sont transformées en produits intermédiaires, lesquels sont finalement décomposés dans les produits fermentés classiques (acides gras de chaîne courte, CO2 et H2) ; la production de CO2 et de H2 atteint son maximum. Les bactéries méthaniques commencent à sedévelopper.
Phase 3 et phase 4 : Les deux principaux constituants du biogaz sont le méthane (40% à 70 % en volume), et le dioxyde de carbone (3 0% à 60%). Les ratios volumiques CH/CO fréquemment rencontrés sont de 1,2 à 1,5. Dans les calculs, on considère souvent une teneur volumique moyenne de 55 % de méthane (exprimée par rapport au gaz sec). Dihydrogène H2 (0 à5 %), l’azote N 2 (0% à 3 %), et dioxygène O2 (0% à 3 % dans des conditions normales).
Ainsi que le dihydrogène sulfureux H S (0% à 2 %) sont également présents. N et O2 résultent principalement de l’emprisonnement d’air durant la mise en place des déchets et de la diffusion d’air atmosphérique à travers la couverture, principalement lors de la phase d’extraction du biogaz par pompage.

Table des matières

Remerciement
Introduction
I. Les déchets
I.1. Phase préparatoire
I.2. Composition des déchets
I.3. Les notions de déchets
I.4. Le recyclage et le réemploi des déchets
I.5. La valorisation énergétique des déchets
I.6. Les différents procédés de collecte des déchets organiques
I.6.1. La benne non gardiennée
I.6.2. L’apport volontaire en déchetterie
I.7. Les différents procédés de traitement des déchets organiques.
I.7.1. Le traitement biologique par compostage
I.7.2. Le compostage avec aération forcée et retournement sous bâtiment
I.7.3. Le co-compostage en plein air avec retournement
I.7.4. Le compostage en sac ventilé
I.7.5. Le compostage avec aération forcée sous bâtiment
II. Classification des déchets
II.1. Déchets végétaux
II.1.1. Généralité
II.1.2. Caractérisation des déchets
II.1.3. Principe de compostage
II.1.4. La méthanisation
II.1.4.1. Principe de la méthanisation
II.1.4.2. Déroulement de la méthanisation
II.1.4.3. Une unité de méthanisation
II.1.5. Les grandes étapes biochimiques et microbiologiques
II.1.6. Le biogaz
II.1.6.1. Stockage le biogaz
II.1.6.2. Conditionnement du biogaz
II.1.6.3. Utilisations du biogaz
II.1.7. Récupération du gaz.
II.1.8. Formation du gaz de décharge
II.1.8.1. La composition du gaz de décharge
II.2. Déchets animaux
II.2.1. La méthanisation en général
II.2.2. Biogaz
II.2.3. Production de biogaz
II.2.4. Composition du biogaz
II.2.5. Propriétés et caractéristiques du biogaz
II.2.6.Traitement du biogaz
II.2.7. Récupération du Biogaz
II.2.8. Le pouvoir calorifique du biogaz
II.2.9. Productions potentielles en énergie
II.2.10. Le pouvoir méthanogène
II.2.11. Matériel et méthodes
II.2.12. Résultats et discussions
II.3. Déchets industriels
II.3.1. Elimination et valorisation
II.3.2. Les installations de traitement des déchets
II.3.2.1. Le traitement physico – chimique de déchets
II.3.2.2. Le traitement de déchets provenant de processus industriels
II.3.2.3. Le compostage individuel.
II.3.3. Le traitement organique par méthanisation
II.3.4. La méthanisation mésophile sur fraction solide
II.3.5. La méthanisation thermophile sur fraction solide
II.3.6. La méthanisation sur fraction liquide
II.3.7. La récupération du biogaz de décharge
III. Installation de gaz biologique [Appareil de production]
III.1. Production de Biogaz
III.2. Gaz biologique
III.3. Fonctionnement
III.4. Manuelle d’utilisation
III.4.1. Dimensions
III.4.2. Puits de fermentation
III.4.3. Réservoir du mélange
III.4.4. La fosse a lisier
III.4.5. La cuve de condensation
III.4.6. La cloche a gaz (gazomètre)
III.4.7. La guide
III.4.8. La cloche a gaz et son guide
III.4.8.1. Conduite de gaz
III.4.8.2. Bruleur a gaz
III.5. Fonctionnement de l’installation
III.5.1. Quotidiennement
III.6. Problèmes peuvent occure
III.6.1. Sécurité
III.6.2. Incendie/explosion
III.7. Conclusions
III.8. Les pertes de charge dans les tuyauteries
III.8.1. Pressions admissibles pour tuyaux
III.8.1.1. Généralités
III.8.2. Dimensions de deux coudes a emboitures montes avec le tuyau droit (L)
III.8.3. Dimensions de deux coudes a emboiture et bout uni assembles
III.8.4. Dimensions de deux coudes a brides assembles
III.8.5. Pertes de charge des conduites
III.8.6. Etude des liaisons mécaniques
IV. Séquence pédagogique
IV.1.Les pompes
IV.1.1.Fonctions
IV.1.2.Différents types de pompes
IV.1.2.1.Les pompes centrifuges
IV.1.2.1.1.Rappels théoriques.
IV.1.2.1.2. Principe de fonctionnement
IV.1.2.1.3. Hauteur nette et rendement
IV.1.2.1.4. Utilisation
IV.1.2.1.5. Réglage du débit
IV.1.3. Exercice d’application n°01
IV.1.4. Les pompes volumétriques
IV.1.4.1. Les pompes volumétriques rotatives
IV.1.4.2. Principe et caractéristiques générales
IV.1.5. Pompes à palettes libres
IV.1.5.1. Fonctionnement
IV.1. 5.2. Caractéristiques et utilisation
IV.1.6. Pompes à engrenages extérieurs.
IV.1. 6.1. Fonctionnement
IV.1.6.2. Caractéristiques et utilisation
IV.1.7. Pompes à rotor hélicoïdal excentré
IV.1.7.1. Fonctionnement
IV.1.7.2. Caractéristiques et utilisation
IV.1.8. Pompes volumétriques alternatives
IV.1.9. Pompe à piston.
IV.1.9.1. Fonctionnement
IV.1.9.2. Caractéristiques et utilisation
IV.1.10. Exercice d’application n°02
Conclusion générale

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