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ADEME D V N A C Etude de valorisation des cendres de chaufferies bois Novembre

ADEME D V N A C Etude de valorisation des cendres de chaufferies bois Novembre 2001 MARCHE N° 00 01 026 suiveur ADEME : Séverine BOUVOT - MAUDUIT S O M M A I R E RESUME.................................................................................................................................................. 1 SYNTHESE SUR LA REGLEMENTATION............................................................................................ 4 1 - ETUDE DU GISEMENT DE CENDRES........................................................................................ 27 1.1 - RECENSEMENT DES INSTALLATIONS ET DES PUISSANCES INSTALLEES.......................................... 27 1.2 - TYPES DE COMBUSTIBLES ......................................................................................................... 28 1.3 - GISEMENT DE CENDRES ............................................................................................................ 28 2 - CARACTERISATION PHYSICO-CHIMIQUE ............................................................................... 30 2.1 - CARACTERISATIONS ISSUES DE LA BIBLIOGRAPHIE...................................................................... 30 2.1.1 Préambule.......................................................................................................................... 30 2.1.2 Influence du combustible (essence du bois) ..................................................................... 31 2.1.3 Cendres d’installations existantes ..................................................................................... 33 2.1.4 Synthèse bibliographique .................................................................................................. 34 2.1.5 Premières conclusions....................................................................................................... 36 2.2 - CARACTERISATIONS ISSUES DES ANALYSES ............................................................................... 37 2.2.1 Particularités des cendres retenues .................................................................................. 37 2.2.2 Analyses réalisées............................................................................................................. 37 2.2.3 Résultats ............................................................................................................................ 39 2.3 - COMPARAISON ANALYSES/BIBLIOGRAPHIE.................................................................................. 44 3 - REGLEMENTATION EXISTANTE ET PERSPECTIVE D’EVOLUTION...................................... 45 3.1 - RECAPITULATIF DES INSTALLATIONS DE COMBUSTION ET D’INCINERATION .................................... 45 3.2 - LES INSTALLATIONS NON ICPE ET LEURS RESIDUS....................................................................... 46 3.3 - LES INSTALLATIONS DE COMBUSTION 2910 A - REGIME DECLARATION ......................................... 47 3.4 - LES INSTALLATIONS DE COMBUSTION 2910 A - REGIME AUTORISATION ........................................ 49 3.5 - LES INSTALLATIONS DE COMBUSTION 2910 B – REGIME AUTORISATION....................................... 51 3.6 - LES INSTALLATIONS D’INCINERATION DE DECHETS MENAGERS ET ASSIMILES - 322 B4 .................. 51 3.7 - LES CONDITIONS D’UTILISATION DES MATIERES FERTILISANTES ................................................... 52 3.7.1 Quelques définitions .......................................................................................................... 52 3.7.2 Utilisation et contrôle des matières fertilisantes ................................................................ 53 3.7.3 Le cas des cendres de chaufferies bois ............................................................................ 55 3.8 - LES CONDITIONS DE FABRICATION ET D’UTILISATION DE MATERIAUX ROUTIERS ET DE BATIMENT COMPORTANT DES MATERIAUX ISSUS DE DECHETS..................................................................... 60 3.8.1 Matériaux normalisés......................................................................................................... 62 3.8.2 Matériaux devant satisfaire à des prescriptions techniques et/ou environnementales ..... 62 3.8.3 Matériaux nouveaux........................................................................................................... 64 3.9 - CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES .............................................................................................. 65 3.9.1 Etat actuel.......................................................................................................................... 65 3.9.2 Perspectives ...................................................................................................................... 65 4 - ANALYSE DES FILIERES DE VALORISATION EXISTANTES.................................................. 67 4.1 - LES INSTALLATIONS VISITEES .................................................................................................... 67 4.1.1 Chaufferie de Saint Jean de Chevelu (73) ........................................................................ 67 4.1.2 Chaufferie de La Compote (73) ......................................................................................... 67 4.1.3 Chaufferie de La Ferté Mace (61)...................................................................................... 68 4.1.4 Chaufferie du C.A.T. Le Bellaie (14).................................................................................. 68 4.1.5 Chaufferie de la scierie SONORMEN (14) ........................................................................ 69 4.2 - LES FILIERES EXISTANTES......................................................................................................... 70 4.2.1 Les différentes filières rencontrées.................................................................................... 70 4.2.2 La valorisation agricole ...................................................................................................... 71 5 - PROPOSITIONS DE RECHERCHES DE NOUVELLES FILIERES............................................. 74 5.1 - VALORISATION AGRICOLE SPECIFIQUE ....................................................................................... 74 5.2 - VALORISATION DES CENDRES BIOMASSE EN FORET .................................................................... 74 5.2.1 Une filière balbutiante ........................................................................................................ 74 5.2.2 Application aux cendres étudiées...................................................................................... 76 5.2.3 Analogie avec les boues de STEP .................................................................................... 76 5.3 - VALORISATION INDUSTRIELLE.................................................................................................... 77 5.3.1 Industrie de la céramique .................................................................................................. 77 5.3.2 Matériaux pour la construction et les Travaux Publics ...................................................... 80 5.4 - TRAITEMENT D’ODEUR .............................................................................................................. 83 6 - CONCLUSIONS ............................................................................................................................ 84 GLOSSAIRE…………………………………………………………………………………………………….87 RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES................................................................................................. 88 RÉFÉRENCES RÉGLEMENTAIRES ................................................................................................... 90 NORMES RELATIVES AUX MATIERES FERTILISANTES................................................................ 92 NORMES RELATIVES AUX MATERIAUX DE BTP ............................................................................ 92 ADEME - Rapport cendres TC899-011421-CL-PF-LCr-rév. 5 Bureau d’Etudes TRIVALOR - Novembre 2001 - 1/91 - RESUME Etude des cendres de chaufferie bois dans le cadre du « programme bois-énergie 1999-2006 » Le développement de la filière bois énergie, du fait de l’intérêt indéniable du bois en tant que combustible pour la lutte contre le changement climatique, a conduit à une croissance importante du nombre de chaufferies utilisant du bois comme combustible (nombre multiplié par 10 depuis 1994).Ces chaufferies permettent donc la production d’énergie renouvelable et conduisent à la production de cendres. Le traitement des cendres de chaufferies bois est un sujet préoccupant actuellement puisque ces matériaux, considérés la plupart du temps comme des déchets, pourraient être valorisés sous certaines conditions. En outre, la maîtrise de la gestion de ces cendres – aujourd’hui non optimisée, et souvent laissée à l’appréciation des maîtres d’ouvrage ou exploitants – apparaît incontournable pour une énergie disposant d’un fort atout en terme environnemental. L’étude s’appuie sur une connaissance approfondie : • de la réglementation actuelle et prévisible concernant les sous-produits de l’incinération mais aussi des conditions de valorisation, • de la caractérisation physico-chimique des cendres à partir de données bibliographiques et de résultats d’analyses sur des échantillons de cendres représentatifs de la production, • de l’état actuel des filières de valorisation en France (et à l’étranger). Cette étude a ainsi démontré qu’il n’existe pas actuellement, en France, de filière de valorisation clairement définie ; les cendres sont évacuées en décharge ou valorisées en agriculture sans études de faisabilité préalables pour la majorité des cas. Il est ensuite proposé des filières de valorisation agronomiques clairement définies (filière agricole ou forestière) ainsi que de nouvelles voies de valorisation à approfondir dans le domaine industriel (secteurs de la céramique ou du BTP). Les différentes filières applicables aux cendres de combustion biomasse sont présentées sous forme de fiches synthétiques. ADEME - Rapport cendres TC899-011421-CL-PF-LCr-rév. 5 Bureau d’Etudes TRIVALOR - Novembre 2001 - 2/91 - SYNTHESE DE L’ETUDE ADEME - Rapport cendres TC899-011421-CL-PF-LCr-rév. 5 Bureau d’Etudes TRIVALOR - Novembre 2001 - 3/91 - Tableau récapitulatif sur la valorisation des cendres de chaufferies bois Tonnage produit < 40 t / an 40 t/an à 500 t/an > 500 t/an Combustibles Biomasse Biomasse Déchets bois Biomasse Déchets bois Réglementation RSD RSD ou ICPE (D) ICPE (A) ICPE (D) ou (A) ICPE (A) Pré-traitement • Humidification • Humidification, • Ou granulation. • Humidification, • Ou granulation, • Criblage, • Lavage ? • Humidification, • Ou granulation. • Humidification, • Ou granulation, • Criblage, • Lavage ? Stockage • En bennes (2) sur une aire enrobé de 100 m2. En bennes (2) sur aire enrobée (100 m3) = 40 à 100 t ou en tas sur plate-forme couverte : • 100 t (40 m2), • 200 t (80 m2), • 500 t (160 m2). En tas sur plate-forme couverte : • 100 t (40 m2), • 200 t (80 m2), • 500 t (160 m2). Epandage agricole 3 à 8 t/ha (produits homologués ou correspondants à une norme) Epandage agricole 3 à 8 t/ha (si respect des teneurs en éléments-traces arrêté 2/2/98 rejets ICPE autorisées = arrêté du 8/1/98 composts) Epandage agricole 3 à 8 t/ha ( si respect des teneurs en éléments-traces arrêté 2/2/98 rejets ICPE autorisées = arrêté du 8/1/98 composts) Epandage forestier 10 à 20 t/ha(produits homologués ou correspondants à une norme Epandage forestier 10 à 20 t/ha(si respect des teneurs en éléments-traces arrêté 2/2/98 rejets ICPE autorisées = arrêté du 8/1/98 composts) Epandage forestier 10 à 20 t/ha (si respect des teneurs en éléments-traces arrêté 2/2/98 rejets ICPE autorisées = arrêté du 8/1/98 composts) Filières envisageables (actuelles ou à développer) • Incorporation dans fabrication d’engrais et amendement • Incorporation en céramique artisanale (40 t à 400 t) ou industrielle (400 à 500 t), (sous réserve de teneurs en CaO, Fe et granulométrie compatibles). • Incorporation dans matériaux routiers (si assimilables à mâchefers de catégorie V), • Incorporation dans fabrication de matériaux de construction (sous réserve de teneurs en CaO, métaux lourds et granulométrie compatibles). • Incorporation dans fabrication d’engrais et amendement • Incorporation en céramique industrielle (400 à 500 t), (sous réserve de teneurs en CaO, Fe et granulométrie compatibles). • Incorporation dans matériaux routiers (si assimilables à mâchefers de catégorie V), • Incorporation dans fabrication de matériaux de construction(sous réserve de teneurs en CaO, métaux lourds et granulométrie compatibles).. ADEME - Rapport cendres TC899-011421-CL-PF-LCr-rév. 5 Bureau d’Etudes TRIVALOR - Novembre 2001 - 4/91 - SYNTHESE SUR LA REGLEMENTATION Situation actuelle Le synoptique présenté ci-contre résume la situation qui est assez complexe. Les conditions de valorisation, en particulier par épandage ou par utilisation en tant que granulat, sont bien spécifiées quand il s’agit d’installations de combustion ou d’incinération de type ICPE, relevant du régime de l’autorisation ; mais c’est très rarement le cas des chaufferies bois. En effet , seules les chaufferies utilisant comme combustibles des déchets bois (contenant ni métaux lourds ni composés halogénés) sont des ICPE soumises à autorisation. La grande majorité des chaufferies ayant des puissances faibles (< 2 MW), elles sont soumises au RSD (Règlement Sanitaire Départemental) qui ne prévoit rien de spécifique pour des résidus de combustion. Par contre, en tant que matières fertilisantes, ils pourraient être épandus sous réserve d’être homologués ou normalisés. Les chaufferies ayant une puissance plus élevée (comprise entre 2 et 20 MW), étant des ICPE soumises à déclaration, leur Arrêté type est tout à fait ambigu concernant leur devenir. Il prévoit la valorisation des déchets, mais interdit tout épandage. Perspectives Les plans de protection de l’atmosphère (PPA) devraient prévoir des dispositions concernant les chaufferies bois de petite puissance qui ne relèvent pas des ICPE. Concernant les possibilités de valorisation par épandage des cendres de chaufferies produites par des installations classées ICPE, sous régime de la déclaration, la question devrait être posée au Ministère de l’Aménagement du Territoire et de l’Environnement car vu la législation actuelle, l’épandage semble difficile car non prévu ou non encadré. Concernant les autres formes de valorisation étudiées, en particulier les possibilités uploads/s3/ valorisation-cendres.pdf