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Facult é Ingénierie et Managem ent de la Sant é (ILIS) Faculté Ingénierie et Ma

Facult é Ingénierie et Managem ent de la Sant é (ILIS) Faculté Ingénierie et Management de la Santé - ILIS 42 rue Ambroise Paré 59120 LOOS Année universitaire 2016-2017 Alexandre NAUDIN Comment la caractérisation en dangerosité des boues issues de la chimie industrielle peut-elle aider à leur valorisation ? Sous la direction de M. Arnaud PARENTY Master Ingénierie de la Santé Mention Evaluation et Gestion des Risques Environnementaux, Professionnels et Sanitaires Mémoire de fin d’études Master 2ème année Composition du jury : Dr. F.-O. DENAYER, Doyen de la Faculté Ingénierie et Management de la Santé (ILIS) Dr. A. PARENTY, Maître de Conférence Associé (Université Lille 2) M. F. DUFOSSE, Responsable HQSE (Produits Chimiques de Loos) Facult é Ingénierie et Managem ent de la Sant é (ILIS) Année Universitaire 2016-2017 Alexandre NAUDIN « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme » Antoine Lavoisier (1743 – 1794) Facult é Ingénierie et Managem ent de la Sant é (ILIS) Année Universitaire 2016-2017 Alexandre NAUDIN Remerciements Je tiens à remercier dans un premier temps mon Directeur de Mémoire, Monsieur Arnaud PARENTY, pour sa compréhension, qui a permis la concrétisation de ce mémoire. Je tiens par ailleurs à remercier l’ensemble du corps enseignant de la faculté Ingénierie et Management de la Santé de Loos pour ces cinq années de formation et la qualité des enseignements prodigués. Mes remerciements s’adressent également aux membres du service HQSE de la société Produits Chimiques de Loos, sans qui cette année de contrat de professionnalisation aurait été bien triste. Je tiens notamment à remercier Madame Sabine DE COCK pour son soutien et ses conseils. Enfin, mes remerciements vont à Madame Fleurs FRECHET, pour avoir eu la patience de me supporter tout au long de cette année. A tous, merci. Facult é Ingénierie et Managem ent de la Sant é (ILIS) Année Universitaire 2016-2017 Alexandre NAUDIN Table des matières Introduction ....................................................................................................... 1 1 Partie I Contextes réglementaire et économique liés aux boues de l’industrie chimique ........................................................................................... 3 1.1 Textes cadres relatifs aux déchets ............................................................................... 3 1.1.1 En droit communautaire ...................................................................................... 3 1.1.2 En droit interne .................................................................................................... 5 1.1.3 Et ailleurs ? ........................................................................................................... 6 1.2 Les boues, un marché encore inexploité ..................................................................... 6 1.2.1 Les déchets en France : quelques chiffres ........................................................... 7 1.2.2 Les boues industrielles ......................................................................................... 8 1.3 Problématique de définition des boues industrielles ............................................... 11 1.3.1 Définition d’une boue industrielle ..................................................................... 12 1.3.2 Les contraintes liées à la gestion des boues de la chimie industrielle ............... 15 1.4 Conclusion de la Partie I ............................................................................................ 16 2 Partie II Caractérisation en dangerosité des déchets................................... 17 2.1 Disposition et réglementation spécifiques sur les déchets dangereux ..................... 17 2.1.1 En droit communautaire .................................................................................... 17 2.1.2 En droit interne .................................................................................................. 19 2.2 Méthodologie de caractérisation appliquée aux boues de la chimie industrielles... 21 2.2.1 Méthode par attribution d’un code de la liste des déchets .............................. 21 2.2.2 Méthode par évaluation des propriétés de danger ........................................... 23 2.3 Les autres enjeux de la caractérisation en dangerosité des déchets ........................ 33 2.3.1 Nomenclature des installations classées ........................................................... 33 2.3.2 Mise en décharge ............................................................................................... 35 2.4 Conclusion de la partie II ........................................................................................... 36 Facult é Ingénierie et Managem ent de la Sant é (ILIS) Année Universitaire 2016-2017 Alexandre NAUDIN 3 Partie III Comment la caractérisation en dangerosité des boues issues de la chimie industrielles peut-elle aider à leurs valorisations ? ................................ 37 3.1 Stratégie de gestion des déchets ............................................................................... 37 3.1.1 Réutilisation dans une autre industrie ............................................................... 37 3.1.2 Traitement en vue d’une valorisation ultérieure ............................................... 41 3.2 Exemple de valorisation des boues dangereuses issues de l’industrie chimique ..... 51 3.2.1 Valorisation en cimenterie ................................................................................. 51 3.2.2 Modification des procédés ................................................................................. 56 3.3 Conclusion de la partie 3 ........................................................................................... 58 Conclusion ......................................................................................................... 59 Bibliographie ..................................................................................................... 61 Annexes ............................................................................................................ 66 Facult é Ingénierie et Managem ent de la Sant é (ILIS) Année Universitaire 2016-2017 Alexandre NAUDIN GLOSSAIRE AFNOR : Agence Française de Normalisation Boue : résidu organique ou minéral, correspondant à un mélange entre fraction liquide et matières solides, qui peut se trouver à l’état solide, liquide ou pâteux. La boue peut être issue du traitement des eaux ou des procédés de production. Boue industrielle : Déchet issu des procédés de fabrication et de traitement des effluents industriels. Boue urbaine : Déchet issu des stations de traitement des effluents urbains. Clinker : constituant du ciment qui résulte de la cuisson d’un mélange composé principalement de calcaire et d’argiles. Déchet : matériaux rejetés comme n’ayant pas une valeur immédiate ou laissés comme résidus d’un processus ou d’une opération. Déchets industriels : déchets ne pouvant être mis en décharge ni être ramassés avec les ordures ménagères en raison de leur quantité ou de leur toxicité. Déchets dangereux : déchets issus de l’activité industrielle qui représentent un risque pour la santé ou l’environnement et qui nécessitent un traitement adapté. DREAL : Direction Régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement. DRIRE : Direction Régionale de l’Industrie, de la Recherche et de l’Environnement. ECHA : (Agence européenne des produits chimiques) agence communautaire créée par le règlement REACh, basée à Helsinki en Finlande. Economie circulaire : concept économique s’inscrivant dans le cadre du développement durable et s’inspirant notamment de l’écologie industrielle, laquelle veut que le déchet d’une industrie soit recyclé en matière première d’une autre installation ou de la même. Ecotoxicologie : étude des effets toxiques des agents chimiques ou physiques sur les organismes vivants et les communautés, ainsi que des voies de transfert de ces agents et leurs interactions avec l’environnement. Facult é Ingénierie et Managem ent de la Sant é (ILIS) Année Universitaire 2016-2017 Alexandre NAUDIN Eléments trace métalliques : notion remplaçant la définition des métaux lourds. Il s’agit d’un ensemble d’éléments métallique ou métalloïde plus ou moins bio-assimilables et pouvant être concentrés par la chaîne alimentaire. INERIS : Institut National de l’Environnement Industriel et des Risques Lixiviation : extraction de produits solubles par un solvant, notamment l’eau circulant dans le sol ou dans un substrat contenant des produits toxiques. Sous-produit : résidu d’une préparation ou d’une extraction de matière première. SEVESO 3 : directive européenne imposant aux Etats membres de l’Union européenne d’identifier les risques industriels présentant des risques d’accidents majeurs. Siccité : pourcentage massique de matière sèche. La siccité peut être assimilée à l’inverse du taux d’humidité Facult é Ingénierie et Managem ent de la Sant é (ILIS) Année Universitaire 2016-2017 Alexandre NAUDIN Table des figures Figure 1 : Part des quantités de déchet dangereux traités par mode de traitement [7] ........................ 8 Figure 2 : Logigramme de production des boues de procédé et des boues d'épuration industrielles [13] ........................................................................................................................................................ 12 Figure 3 : Logigramme de classement des déchets dangereux ............................................................. 20 Figure 4 : Processus de détermination du caractère dangereux d'une boue [19] ................................ 30 Figure 5 : Diagramme du procédé d'extraction par solvant (1 : colonne de réaction ; 2 : système de distillation ; 3 réservoir de recyclage du solvant ; compresseur et système de refroidissement) [28] 39 Figure 6 : Schéma d'une décanteuse par centrifugation [36] ............................................................... 43 Figure 7 : Procédé de pyrolyse [38] ....................................................................................................... 44 Figure 8 : Schéma de pyro-gazeification [38] ........................................................................................ 45 Figure 9 : Logigramme d’exemple de choix des filières de traitement et d'élimination des boues minérales hydrophiles ........................................................................................................................... 47 Figure 10 : Logigramme d'exemple de choix des filières de traitement des boues organique hydrophile ............................................................................................................................................. 49 Figure 11 : : Logigramme d’exemple de choix des filières de traitement et d'élimination des boues huileuse hydrophobes ........................................................................................................................... 50 Figure 12 : Schéma de procédé d'un four rotatif [41] ........................................................................... 52 Figure 13 : Schéma de valorisation des déchets dans un four de cimenterie [42] ............................... 54 Figure 14 : Procédé de fabrication de l'alumine [44] ............................................................................ 57 Table des tableaux Tableau 1 : Volumes des déchets générés par les activités économiques de l'année 2016 [7] ............. 7 Tableau 2 : Tonnage de boues industrielle générées en fonction des secteurs industriels [9] ............ 10 Tableau 3 : Evolution de la consistance des boues en fonction du degré de siccité [15] ..................... 14 Tableau 4 : Récapitulatif des mentions des danger HP associées aux mentions de danger H du règlement 1271/2008............................................................................................................................ 18 Tableau 5 : Batterie de test d'écotoxicité Pandard [19] ........................................................................ 26 Tableau 6 : Valeurs seuils maximum des sédiments non dangereux [20] ............................................ 27 Tableau 7 : test d'écotoxicité réalisés sur sédiments [20] .................................................................... 28 Tableau 8 : Eléments usuels de la caractérisation des déchets en laboratoire .................................... 29 Facult é Ingénierie et Managem ent de la Sant é (ILIS) 1 Année Universitaire 2016-2017 Alexandre NAUDIN Introduction La maîtrise des impacts environnementaux est encadrée par un important arsenal réglementaire et nécessite d’importants moyens techniques ; de ce fait, elle à un poids significatif dans l’économie des activités industrielles. Ces impacts peuvent être regroupés en trois catégories [1] : - L’épuisement progressif des ressources naturelles, renouvelables ou non ; - Les désordres écologiques : les milieux physiques (air, eau, sol) et les milieux vivants (animaux, végétaux) sont fortement perturbés, ce qui se traduit par de nombreux effets uploads/Industriel/ lil2-smis-2017-034 1 .pdf