Composition des matières résiduelles

Composition des matières résiduelles

Au Québec, les matières résiduelles font l’objet d’une catégorisation, réalisée à intervalle régulier par Recyc-Québec et ses partenaires. Ces études récurrentes tentent de préciser la génération de matières résiduelles de l’ensemble de la population québécoise à partir d’un plan statistique. La dernière étude en date, intitulée Caractérisation des matières résiduelles du secteur résidentiel au Québec 2006-2007 (Recyc-Québec et al., 2009), ventile les matières résiduelles de la province de Québec selon neuf catégories de matières comme l’illustre la figure 1.3. La figure 1.3 montre que près de 60 % du contenu des déchets envoyés à l’enfouissement est composé de matières organiques. Pourtant, nombreuses sont les possibilités d’utilisation des matières résiduelles organiques (MRO). Selon le produit valorisé, il peut servir comme amendement de sol, engrais horticole, matériel de remblai ou encore pour la restauration de paysages. On peut aussi utiliser la MRO comme matière première dans des procédés de valorisation énergétique tels que la biométhanisation ou le captage de biogaz ou la gazéification. Les matières résiduelles domestiques présentent des variations quantitatives d’ordre saisonnier et géographique de même que selon le secteur, le type d’immeuble, la classe de revenu ou le niveau de scolarité des occupants. La production de matières résiduelles est plus forte pendant la saison estivale étendue. Une variation maximale de 36 % est notée entre les valeurs les plus faibles et les plus fortes de génération de matières résiduelles au cours d’une année. Toujours selon Recyc-Québec (2009), en ce qui concerne les matières destinées à l’élimination, le milieu urbain (289,6 kg) se caractérise par une génération annuelle par personne supérieure de 16 % au milieu rural (248,6 kg). Pour illustrer la spécificité de la composition des matières résiduelles selon les régions productrices, une comparaison a été réalisée entre les données québécoises et les données de l’usine de Launay-Lantic qui traite les matières résiduelles de la région des Côtes d’Armor (département 22) en France (Morvan et al., 2004). La figure 1.4 montre que la composition varie sensiblement entre cette région et le Québec, bien que les systèmes de collecte soient organisés de manière similaire. La première catégorie de la figure permet aussi de constater que la proportion des matières résiduelles qui sont d’origine organique est de 45 % supérieure au Québec qu’à Launay-Lantic, ce qui tend à démontrer à la fois la nécessité d’agir et le potentiel de matière organique à récupérer. La mixité des matières résiduelles actuelles constitue un problème majeur pour le traitement et aucun indice ne laisse croire au renversement de cette tendance. Toutefois, certains choix du consommateur, tels ceux de refuser l’emballage, privilégier le retour au fabricant, utiliser les éco-centres et les déchetteries, etc., sont de plus en plus populaires et permettent d’améliorer le portrait de la génération de matières résiduelles. La figure 1.5 montre qu’il y a eu augmentation de la récupération et que depuis 2008, le Québec récupère maintenant plus de matières qu’il n’en élimine.

Avenues de valorisation

Il existe de nombreuses avenues de valorisation de la matière organique qu’il est possible de regrouper en deux grandes classes : la valorisation énergétique et la valorisation de la matière. La biométhanisation, le captage de biogaz associé aux sites d’enfouissement, la production de bioéthanol, la gazéification, l’incinération et le compostage sont différentes avenues de valorisation de la matière organique qui peuvent être classées selon ces deux grands axes. Ces technologies de traitement, qui peuvent L’incinération consiste à brûler les matières résiduelles principalement pour réduire le volume et la masse des matières résiduelles tout en utilisant son pouvoir calorifique. Cette technologie occupait seulement 4 % des technologies de traitement en 2008 (Recyc-Québec, 2009). Elle reste toutefois une filière privilégiée dans plusieurs pays d’Asie et d’Europe. En effet, 72,5 % des déchets sont incinérés au Japon (Hunsicker 11 et al., 1996) alors qu’en Suisse 88 % des déchets empruntent cette filière (Office fédéral de l’environnement, 2009). Bien que peu présente sur le territoire québécois, la production de bioéthanol à partir des MR est une option de valorisation prometteuse. Cette technologie propose une production de biocarburant à partir des MR plutôt qu’à partir des plantes. Une étude réalisée par Stichnothe et Azapagic (2009) affirme que cette technologie, appliquée à des résidus de papier, permet d’économiser 460 kg d’équivalent CO2/t de MR comparativement à la filière conventionnelle de recyclage du papier. Cette économie correspond à diviser par huit la production de gaz à effet de serre (GES) de cette filière. Le captage de biogaz de site d’enfouissement est surtout mis en oeuvre dans les sites qui ont été fermé depuis moins de cinq ans, alors que l’activité de dégradation est maximale (BPR, 2009). Un combustible composé en grande partie de méthane (CH4) et de dioxyde de carbone (CO2), le biogaz, est capté par un réseau de puits. Le biogaz peut être raffiné et peut être utilisé pour son potentiel calorifique. La biométhanisation provoque la réaction de dégradation de la matière organique dans des condition anaérobies contrôlées pour récupérer le même type de biogaz que celui capté dans des sites d’enfouissement (CCC, 2007). La différence entre ces procédés se trouve au niveau du sous-produit de la réaction (le digestat) qui est aussi valorisé pour son potentiel d’amendement de sol. C’est pourquoi ce procédé chevauche les deux avenues de valorisation (énergétique et matière). Le procédé d’élimination le plus largement utilisé au Québec, soit la mise en décharge (Recyc-Québec, 2009), s’est ajusté aux impératifs de valorisation imposés par les autorités environnementales. Plusieurs sites sont aujourd’hui équipés de systèmes permettant la récupération des biogaz issus de la dégradation de la matière organique. D’autres sites s’inspirent du bioréacteur et humidifient artificiellement leur matière dans un environnement étanche et favorisent la création de biogaz. Pour la disposition de la matière organique, deux options de collecte sont généralement proposées aux citoyens. Le premier type de collecte est mixte et contient l’ensemble des 12 matières résiduelles produites par les citoyens, à l’exception des matières récupérables ou consignées qui sont mises en valeur selon les localités. Le second type de collecte est sélectif et se limite à la matière organique domestique. Les collectes peuvent donc être à deux ou à trois voies, la troisième voie étant réservée à la matière organique. La présente étude restreint son champ d’analyse à la valorisation de la matière issue de la collecte à deux voies et privilégie la technologie de tri-compostage.

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Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE 1 REVUE DE LITTÉRATURE
1.1 Historique de la matière résiduelle
1.2 Composition des matières résiduelles
1.3 Avenues de valorisation
1.4 Matière résiduelles organiques
1.5 Technologies de compostage
1.6 Procédé de tri-compostage
1.7 Fonctionnement du tri-compostage
1.7.1 Réception des matières résiduelles
1.7.2 Prétraitement en bioréacteur
1.7.3 Affinage et tri balistique
1.7.4 Maturation
1.7.5 Traitement de l’air
1.8 Règlementations actuellement en vigueur
1.9 Principes du compostage
1.9.1 Granulométrie
1.9.2 Taux d’oxygène lacunaire
1.9.3 Rapport C/N
1.9.4 Teneur en eau
1.9.5 Température
1.9.5.1 Phase initiale
1.9.5.2 Phase thermophile
1.9.5.3 Phase de stabilisation
1.9.6 Hygiénisation (ou pasteurisation)
1.9.7 Propriétés physico-chimiques de la matière
CHAPITRE 2 MATÉRIEL ET MÉTHODE
2.1 Méthodologie de recherche
2.2 Unité pilote
2.3 Variables à l’étude
CHAPITRE 3 RÉSULTATS
3.1 Matières résiduelles brutes
3.2 Matière organique traitée
3.3 Évolution de la température
3.4 Perte de masse
3.5 Teneur en eau
3.6 Hygiénisation
CHAPITRE 4 DISCUSSION
4.1 Matières résiduelles utilisées
4.2 Vitesse de rotation
4.3 Ventilation
4.4 Masse de remplissage
4.5 pH et taux d’oxygène lacunaire
4.6 Tri-compostage dans la gestion des MR
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE