Filière CSR

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Préambule

Ce document fait partie d’une série rédigée dans le cadre d’un contrat de collaboration de recherche entre INSAVALOR SA et sa plateforme PROVADEMSE et la SARL TRINOV intitulé « Contribution au développement d’un outil de diagnostic et de mise en place de stratégies d’écologie industrielle en terme de gestion des déchets entre différentes PME d’un même territoire » et appartient conjointement et à parts égales à INSAVALOR-plateforme PROVADEMSE et à TRINOV.

Les cahiers des charges ainsi établis synthétisent les données disponibles dans la littérature scientifique et technique et des avis d’experts pour un certain nombre de filières de gestion et de traitement appartenant à une liste définie spécifiquement pour cette étude. Ils visent à définir les paramètres et les critères (positifs ou négatifs) conditionnant l’entrée de déchets, d’une manière générale, dans les filières de gestion/traitement/valorisation concernées. Pour toute validation de l’orientation d’un flux de déchet donné vers une installation, il conviendra de compléter cette approche en se reportant au cahier des charges et arrêtés d’exploitation spécifiques à l’installation considérée.

Définition d’un Combustible Solide de Récupération (CSR)

Le terme de combustible de substitution englobe un panel important de combustibles préparés avec des déchets. La FNADE (Fédération Nationale des Activités de la Dépollution et de l’Environnement), en accord avec les législations européennes, et avec le projet de norme du CEN (Comité Européen de Normalisation), a distingué 4 grands types de combustibles de substitution : (1)

  • Les biocombustibles solides, préparés à partir de biomasse et qui sont traités dans des installations exclus du champ de la directive européenne sur l’incinération,
  • Les CSR, fabriqués à partir de déchets non dangereux,
  • Les combustibles issus de déchets dangereux,
  • Les combustibles spécifiques (pneus usagés ou farines animales).

La différence entre les CSR et les autres combustibles de substitution (granulés, biocombustibles) réside donc dans le type de matière première utilisée.

Une définition possible d’un combustible solide de récupération est la suivante : (2) Les CSR sont des combustibles solides préparés à partir de déchets non dangereux destinés à être valorisés énergétiquement dans des installations d’incinération ou de co-incinération et respectant le système de classification et spécification défini dans le projet de norme CEN/TS 15359. On entend par «préparés » : traités, homogénéisés et améliorés jusqu’à un niveau de qualités suffisant permettant un échange commercial.

Réglementation (1)

Les combustibles solides de récupération restent, aux yeux de la réglementation, des déchets tant que leur valorisation ou élimination n’as pas été effectuée.

De plus, les CSR doivent être utilisés dans des installations respectant la directive européenne sur l’incinération, retranscrite dans le droit Français par l’arrêté du 20 Septembre 2002.

Types de déchets admissibles dans la filière de fabrication de CSR

Par définition, les déchets classés comme dangereux ne sont pas admis en filière de fabrication de CSR. Il est tout de même possible de fabriquer des combustibles à partir de déchets dangereux, mais qui ne pourront en aucun cas posséder l’appellation de Combustible Solide de Récupération.


Les déchets pouvant être admis sont :

  • Certaines fractions des ordures ménagères (issues d’opérations de tri mécano-biologique ou de collectes sélectives),
  • Les déchets industriels banals prétraités,
  • Les boues de traitement issues de stations d’épuration,
  • Les pneus usagés provenant des VHU,
  • Les déchets de construction et de démolition légers, comme le bois, le plastique et le carton.

Il faut tout de même éviter d’utiliser des déchets facilement recyclables dans le procédé de fabrication de CSR, puisque les impacts environnementaux générés par la combustion du produit fabriqué sont généralement plus importants que ceux générés par un procédé de recyclage, sous conditions que les produits recyclés soient utilisés sur place. (3)

Aucun critère d’entrée spécifique ou chiffré n’a été trouvé dans la bibliographie. Seuls des critères de qualité sur les CSR produits à partir des déchets admissibles ont été trouvés, répertoriés sous forme de normes spécifiques.

Ces normes ont pour objectif de contribuer à la structuration et au développement de la filière, en proposant différents outils :

  • Une définition précise des CSR,
  • Une grille de lecture pour définir et évaluer la qualité des CSR,
  • Des outils de contrôle de qualité destinés aux producteurs et aux utilisateurs finaux.

Ces outils sont destinés à augmenter l’intérêt et la confiance accordée aux CSR par les différents acteurs de la filière.

Granulométrie des CSR (4)

Les spécifications valables pour la granulométrie des CSR sont variables d’une installation à l’autre, et dépendent généralement du point d’injection.

La spécification granulométrique est un compromis technico-économique. Les problèmes engendrés par une granulométrie trop importante des CSR sont une combustion perturbée, des bouchages et une usure prématurée des installations.

La granulométrie idéale d’un CSR serait celle d’un charbon moulu. Cependant, les coûts de fabrication d’un tel CSR excèdent largement ceux de fabrication de charbon moulu. Il est donc nécessaire de trouver le juste compromis entre contraintes techniques et économiques.

Le tableau ci-dessous énumère les différentes granulométries rencontrées dans un échantillon d’installations de valorisation de CSR (cimenteries).

Granulométrie des CSR utilisés dans un panel de cimenteries (4)
Maximum requis par le cimentier Produit effectivement fourni Point d'inject (T=Tuyere, P=Précalcinateur)

<30mm

<30mm

T

100% < 50mm

90% < 40mm

P

Norme Française 15359 (5)

La Norme Française 15359 fut éditée le 23 Novembre 2011 et prit effet le 23 Décembre 2011.

Elle a le même statut que la norme Européenne EN 15359 : 2011.

Les CSR concernés par cette norme sont ceux fabriqués à partir de déchets non dangereux.

Ce document spécifie un système de classification des CSR ainsi qu’un modèle de spécification de leurs propriétés.

Ce système de classification repose sur trois caractéristiques principales des CSR :

  • Une caractéristique économique (basée sur le Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI))
  • Une caractéristique technique (basée sur la teneur en chlore)
  • Une caractéristique environnementale (basée sur la teneur en mercure)

Ces trois paramètres ont été choisis afin d’obtenir une représentation immédiate mais simplifiée du CSR.

En fonction de ses différentes caractéristiques, le CSR obtient un code de classe spécifique qui permettra rapidement de se faire une idée de la qualité de celui-ci.

Par exemple, Le code de classe d’un CSR dont le pouvoir calorifique inférieur moyen est de 19 MJ/kg (à réception), la teneur moyenne en chlore est de 0,5 % (sec) et la teneur moyenne en mercure est de 0,016 mg/MJ (à réception) avec un percentile 80de 0,05 mg/MJ (à réception) est désigné ainsi :

Code de classe PCI 3, Cl 2, Hg 2.

Comme le montre le tableau suivant, plus le numéro associé à chaque critère est faible, plus le CSR est de bonne qualité.

Système de classification des combustibles solides de récupération
Caractéristique de classification Mesure statistique Unité Classes
1 2 3 4 5

Pouvoir calorifique inférieur

Moyenne

MJ/kg (ar)

≥ 25

≥ 20

≥ 15

≥ 10

≥ 3

Chlore (Cl)

Moyenne

% (sec)

≤ 0,2

≤ 0,6

≤ 1,0

≤ 1,5

≤ 3

Mercure (Hg)

Valeur médiane

mg/MJ (ar)

≤ 0,02

≤ 0,03

≤ 0,08

≤ 0,15

≤ 0,50

Percentile 80

mg/MJ (ar)

≤ 0,04

≤ 0,06

≤ 0,16

≤ 0,30

≤ 1,00

Bibliographie

1. FNADE. Combustible de substitution issus des déchets.

2. Casabonnet, Pierre. Combustibles Solides de Récupération.

3. Déchets, CNII. CSR. [En ligne] http://www.cniid.org/Les-combustibles-solides-de-recuperation-CSR,291.

4. ADEME. Combustibles de substitution.

5. AFNOR. Norme NF 15369.