Incinération

L'incinération est une technique de transformation par l'action du feu. Incinérer signifie « réduire en cendres » ou, dit autrement, qu'on brûle complètement les matières à incinérer.

L'incinération est utilisée dans deux principaux domaines :

• funéraire ; on parle alors plutôt de crémation quand le cadavre humain est complètement réduit en cendres (les ossuaires villanoviens contiennent des restes de l'incinération mélangeant cendres et os incomplètement brûlés).
• comme technique pour le traitement d'une grande variété de déchets: urbains, industriels, hospitaliers... L’incinération des déchets fait partie des techniques de traitement thermique des déchets. A leur tour, ces techniques font partie des différentes techniques de gestion des déchets.

Cette technique s'est développée dans les agglomérations urbaines à partir des années 1960, en l'absence de politique de tri des déchets, compostage et recyclage des matériaux, et en raison d'une offre nouvelle de matériel d'incinération capable de traiter des quantités importantes de déchets, et de la difficulté croissante de trouver des sites de décharge.

Brefs aspects techniques

En 2009, lorsqu'on parle d'un « incinérateur » ou d'une UIOM (usine d'incinération d'ordures ménagères), cela comprend au minimum un four (lieu de la combustion du déchet,), une chaudière (récupération d'énergie) et un traitement des fumées (captation des polluants avant rejet à l'atmosphère). En effet, par loi, il est interdit d'incinérer des déchets sans valoriser l'énergie et les rejets à l'atmosphère sont soumis aux limitations imposées par la directive n° 94/67/CE du 16/12/94, rendue plus stricte depuis 2005. La diversité des techniques est trop importante pour les exposer dans le cadre de cet article, mais les fonctions importantes sont les suivantes :

• Incinération : la combustion des déchets est auto-alimentée, c'est-à-dire qu'aucun autre combustible n'est nécessaire au maintien de la combustion. Toutefois, un bruleur (alimenté au gaz ou au fioul la plupart du temps) est toujours nécessaire pour assurer 3 fonctions :

1. montée en température jusqu'aux conditions d'incinération (850 °C pendant au moins 2 secondes après la dernière injection d'air) ;
2. maintien des conditions d'incinération au cas où les déchets seuls ne le permettent pas (rare en France) ;
3. arrêt du four et descente en température (qui doit être progressive).

• Récupération d'énergie : la chaleur des fumées issues de la combustion (température entre 850 °C et 1 000 °C) est transférée à un fluide calo-porteur (en général de l'eau) dans une chaudière. Dans les UIOM, le plus souvent, l'eau est transformée en vapeur et distribuée à un réseau de chaleur (chauffage urbain) et/ou à une turbine pour générer de l'électricité.
• Traitement des fumées : différents modes de traitements existent : humide, semi-humide, semi-sec, sec. Le choix du traitement dépend des réactifs disponibles et des technologies souhaitées. Des analyseurs mesurent en continu certains gaz (CO, HCl, SO, NOx...) et permettent le contrôle de la combustion et la régulation du procédé de traitement.

L'incinération ne fait pas disparaître les déchets, elle les transforme en :

• mâchefers (tout ce qui ne brule pas) : environs 30% du poids des déchets. Ils peuvent-être utilisés comme matériaux de construction ou de terrassement ;
• cendres et REFIOM (résidus d'épuration des fumées d'incinération d'ordures ménagères) : environ 3 % du poids des déchets. Leur toxicité dépend du traitement des fumées choisi. Celle-ci est mesurée ce qui détermine en quelle classe de décharge sont dirigées les cendres.
• fumées.

La composition de ces fumées dépend directement de la composition des déchets. On retrouve principalement les éléments suivants :

• H₂O, CO₂, comme dans toute combustion classique.
• CO si la combustion est mal réglée. Un bon réglage permet de s'en affranchir.
• oxydes d'azote : NO, NO₂ (gaz notamment responsables des pluies acides).
• gaz acides : HCl, SO₂, HF.
• dioxines, furanes, métaux lourds (plomb, mercure...).

Hormis les polluants de la dernière ligne, le reste des gaz est mesuré en continu en amont et en aval du traitement des fumées. L'efficacité est donc directement mesurable. En revanche, et en l´absence de décrets plus contraignants et d´une technologie fiable (un procédé semble exister, voir l’article sur en:AMESA), les autres polluants ne sont pas mesurés en continu. Ils sont donc traités par l'injection de charbon actif, et, régulièrement, une mesure est effectuée par un organisme de contrôle.

Après que l'on ait montré dans les années 1970-1990 une large contamination de l'environnement par les métaux lourds et les dioxines émis par les premières générations d'incinérateurs, la réglementation, au moins dans les pays riches, leur a imposé des normes et contrôles de plus en plus contraignants. Aujourd’hui, l´incinération (tous procédés confondus) ne représente plus qu’environ 3% des émissions de dioxines.

Chaque nouveau projet d'installation doit maintenant comporter une étude d'impact du projet sur l'environnement avant d'être autorisé à exploiter. De plus, de nombreuses unités en fonctionnement affichent sur internet leurs résultats de mesures de polluants. On a peu-à-peu pris conscience de la toxicité des fumées des incinérateurs contenant des dioxines et des furanes et interdit par exemple le mélange des cendres avec les résidus solides après combustion (mâchefers) dont la réutilisation est dans un nombre croissant de pays désormais soumise à des conditions plus ou moins contraignantes et respectées.

La construction d'incinérateurs, tout comme l'implantation de décharges ou même parfois d'une déchèterie, fait presque toujours l'objet de vives polémiques. Elle est de plus en plus mal acceptée, non seulement par les riverains, mais par le monde agricole et certaines entreprises agroalimentaires (la conserverie Bonduelle par exemple dans le Nord de la France, qui proteste contre l'installation d'un grand incinérateur (« Flamoval ») "au vent" de ses principales zones de production légumière). L'incinération permet de limiter le recours à la décharge, mais faute de réduction des déchets à la source, le tonnage incinéré ne cesse d'augmenter, ainsi donc que le volume de résidus, d'autant plus toxiques que l'efficacité de la filtration a été améliorée.
Dans les années 1980 et 1990, les pouvoirs publics, dans les pays riches ont souvent mis l'incinération sur le même plan que la décharge, laissant les pouvoirs locaux se déterminer pour l'une ou l'autre de ces solutions, tout en encourageant de plus en plus le tri sélectif des déchets pour diminuer les tonnages incinérés, et en limiter la teneur en eau (déchets alimentaires, bouteilles non vidées..).

Certaines collectivités évitent toute incinération, mais au prix du recours à l’enfouissement (ou stockage) d'une partie des déchets, même après un tri poussé. Le développement d'écoproduits pourrait à l'avenir permettre un taux bien plus élevé de recyclage ou réutilisation.
Notamment pour respecter le protocole de Kyoto, les autorités tendent à encourager le tri-recyclage, mais aussi parfois à renforcer les filières de valorisation énergétique ; méthanisation (encore très marginale en France) et/ou incinération, la méthanisation permettant aussi la valorisation de la matière organique, comme le compostage, mais nécessitant des déchets exempts de contaminants non biodégradables ou biocides. La valorisation-matière permet de fortement limiter les quantités de déchets à mettre en décharge ou à incinérer.
L'incinération reste promue en cas de crise sanitaire (Cf. élimination de déchets à risque, contaminés (vaches folles, grippe aviaire…) ou pour le traitement de certains déchets hospitaliers, avec les précautions adéquates. Cette méthode ne convient pas pour les crises de type Tchernobyl.

La crémation des cadavres jouit d'une forte acceptabilité dans le public, mais semble également pouvoir poser des problèmes environnementaux que ses promoteurs n'avaient pas pris en compte. Elle est, de plus, moins normée et moins contrôlée.

Elle varie selon les époques et les pays, avec parfois des dérogations (pour les hôpitaux, de petits industriels ou artisans, les militaires, etc.) mais les rejets atmosphériques des incinérateurs sont globalement de plus en plus règlementés et surveillés, en particulier pour les émissions de dioxines, de poussières, métaux lourds et de gaz acides. La question des impacts des nanoparticules est une question émergente qui ne fait pas encore l'objet de législation pour l'incinération.

Les promoteurs d'une nouvelle génération d'incinérateurs valorisant l'énergie produite par la combustion des déchets (co- ou trigénération) arguent qu'en produisant de la chaleur et/ou de l'électricité, et en valorisant mieux la récupération des métaux ferreux et parfois non-ferreux, ils contribuent à limiter les émissions de gaz à effet de serre du secteur déchet.
Leurs détracteurs estiment qu'une politique de réduction des déchets à la source, d'écoconception des produits et de généralisation de la méthanisation des déchets organiques, seraient de ce point de vue plus efficiente. Certains notent aussi qu'une politique de réduction du volume et de la masse des emballages et suremballages et des traitements plus locaux (compostages individuels, recycleries, ressourceries, plate forme-bois, plates-forme de méthanisation, etc.) diminuerait les transports des déchets, également polluants. Cette dernière stratégie est de plus en plus soutenue dans les pays en avance du point de vue de l'environnement (Allemagne, Suède, Danemark..), et en France par l'Ademe.

En France, la loi Grenelle II fixe une limite aux « capacités annuelles d’incinération et d'enfouissement de déchets ultimes » (en fonction de certains objectifs mentionnés dans le texte de la loi). « Cette limite doit être cohérente avec l’objectif d’un dimensionnement des outils de traitement des déchets par stockage ou incinération correspondant à 60 % au plus des déchets produits sur le territoire. Cette limite s’applique lors de la création de toute nouvelle installation d’incinération ou d’enfouissement de déchets ultimes, ainsi que lors de l’extension de capacité d’une installation existante ou lors d’une modification substantielle de la nature des déchets admis dans une telle installation. Cette disposition peut faire l’objet d’adaptations définies par décret pour les départements d’outre-mer et la Corse » ; .

Les coûts de l'incinération peuvent varier sensiblement d'un projet à un autre, selon les hypothèses économiques (montage financier de la collectivité pour rembourser l'investissement), choix et performance du mode de valorisation énergétique (la vente d'énergie apporte des recettes significatives, jusqu'à 15-20 euros la tonne de déchets traités), existence ou non d'une valorisation des mâchefers (la mise en décharge des mâchefers coûte souvent plus cher que leur valorisation en technique routière) et les choix techniques. Les coûts de traitement par incinération sont globalement comparables, voire légèrement supérieurs, à ceux de la mise en décharge. Il existe de très fortes disparités locales, aussi bien pour les installations de stockage (les prix peuvent varier entre 30 et 120 €/t) que pour les incinérateurs (entre 50 et 120€/t). La structure du coût de traitement (amortissement de l’investissement, charge d’exploitation, recettes énergétiques) est également différente, l’incinérateur par exemple nécessitant pour le maître d’ouvrage un investissement initial important pouvant représenter selon les cas la moitié du coût de traitement. Le choix du mode de financement de l’investissement (fond propre, emprunt…) et le montant des subventions a enfin un impact direct sur le coût de traitement.