Utilisation des pneumatiques usagés entiers ou broyés, dans le contexte des centres de stockage de déchets et dans le domaine des bassins de rétention d’eaux pluviales
SYNTHESE D’UNE ETUDE DE L’ETAT DE L’ART
SOMMAIRE CARACTERISTIQUES ET PROPRIETES DES PNEUS USAGES CARACTERISTIQUES (BROYATS ET PNEUS ENTIERS) DANS LE CADRE DES APPLICATIONS DECRITES .............................................................................. ................................................................................................................................................ .................................................................... 4
1.
1.1.
Synthèse des propriétés propriétés physiques physiques.............................................................................................. .................................................................................................. .... 4
1.2.
Synthèse des des aspects concernant concernant la lixiviation lixiviation des PUNR (entiers, (entiers, broyats broyats et granulats) granulats) ........ 8
1.3.
Impacts potentiels potentiels sur la santé santé et l’environnement....................................................................... l’environnement....................................................................... 10
1.1.1. 1.1.2. 1.1.3. 1.1.4. 1.1.5. 1.1.6. 1.1.7.
Masse volumique................................................................................................ volumique........................................................................................................................... ........................... 4 Porosité.......................................................................................................................................... Porosité............................................................................................. ............................................. 4 Conductivité hydraulique hydraulique ............................................................................... ............................................................................................................... ................................ 5 Compactage : résultats d’essais Proctor....................................................................................... Proctor ....................................................................................... 5 Compressibilité Compressibilité ................................................................................................ .............................................................................................................................. .............................. 6 Résistance au cisaillement ............................................................................ ............................................................................................................ ................................ 6 Conductivité thermique.................................................................................................................. 8
1.3.1.1. 1.3.1.2.
Par exposition directe ................................................................................................ .......................................................................................................... .......... 10 Par combustion................................................................................................................. combustion.................................................................................................................... ... 10
OPPORTUNITES DE VALORISATION DES PUNR (BROYATS ET PNEUS ENTIERS) DANS LES CENTRES DE STOCKAGE DE DECHETS . 11
2.
2.1.
Description des des centres de stockage stockage de déchets déchets
11
2.5.1.
Force et faiblesse faiblesse des approches................................................................................................ approches................................................................................................ 22
OPPORTUNITES DE VALORISATION DE PUNR (PNEUS ENTIERS ET BROYATS) EN BASSINS DE RETENTION ....................................................................... 23
3.
3.1.
Description des des structures structures utilisées et fonctionnem fonctionnement ent ............................................................... 23
3.2.
Origines et destinations destinations des eaux stockées................................................................................... stockées................................................................................... 23
3.1.1. 3.1.2. 3.2.1. 3.2.2.
Les types de de bassins de rétention rétention .............................................................................................. ................................................................................................ 23 Réglementation Réglementation française française et législation européenne européenne .................................................................. 23 Les eaux pluviales ................................................................................................. ....................................................................................................................... ...................... 23 Les liquides toxiques .......................................................................................... ................................................................................................................... ......................... 24
3.3. Problèmes rencontrés avec les matériaux actuellement utilisés : contraintes (tassements, impacts environnementaux… environnementaux…)) ............................................................................................... ..................................................................................................................... ...................... 24 3.4.
Retours d’expérience d’expérience sur l’utilisation de PUNR (broyats et pneus entiers)................................ 24
3.5. Comparatif financier pour l’utilisation de PUNR (pneus entiers et broyats) en substitution des matériaux actuellement actuellement utilisés utilisés ................................................................................................ ................................................................................................................... ................... 25 3.6.
Conclusions Conclusions ........................................................................................... ....................................................................................................................................... ............................................ 25
3.6.1.
Force et faiblesse faiblesse des approches................................................................................................ approches................................................................................................ 25
TABLEAU DE SYNTHESE DES FONCTIONNALITES ET APPLICATIONS POTENTIELLES : AVANTAGES ET INCONVENIENTS
4.
26
1. Caractéristiques et propriétés des pneus usagés (broyats et pneus entiers) dans le cadre des applications décrites Les différentes caractéristiques physiques prises en considération sont celles utilisées pour la caractérisation des sols et des matériaux (masse volumique, porosité, conductivité hydraulique, compactage, compactage, compressibilité, compressibilité, résistance au cisaillement, cisaillement, conductivité thermique).
1.1. Synthèse des propriétés physiques 1.1.1.
Masse volumique
900 900
Figure 1-Masse volumique en fonction de la pression et de la taille des découpes de pneus (Graphique rédigé à partir de 4 références bibliographiques)
800 800 700 700
) 3 m600 / g 600 k ( e 500 u 500 q i m u 400 400 l o v e 300 s 300 s a M
200 200 100 100
Tailles des particules
38 mm 50 mm 51 mm
La masse volumique des copeaux de pneus vaut entre 440 et 990 kg/m 3 selon la charge appliquée. Elle augmente avec la contrainte appliquée et dépend inévitablement de la proportion d’éléments métalliques contenus. 2 valeurs situées à 810 et 990 kg/m 3 pour une pression de 400 kPa ne figurent pas sur ce schéma. La masse volumique moyenne d’un sol est de
1.1.3.
Conductivité hydraulique Taille des particules
1,0E+00
4mm 6-135 mm 49 mm 49-74 mm 59-98 mm 100-200 mm
1,0E-01
) s / m ( e 1,0E-02 u q i l u a r d 1,0E-03 y h é t i v i t c 1,0E-04 u d n o C 1,0E-05
1,0E-06 0
1.1.4.
20 0
4 00 600 80 0 Press ion ion appliquée (kPa)
1000
1200
Figure 2 - Conductivité hydraulique en fonction de la pression appliquée et de la taille des découpes de pneus (Graphique rédigé à partir de 15 références bibliographiques)
Les conductivités hydrauliques (K) mesurées en utilisant des découpes de pneus sont comprises entre 5.10-6 et 0,55 m/s. Plus les particules sont grandes, plus la conductivité hydraulique est élevée et plus la pression appliquée augmente, plus la conductivité hydraulique diminue. Cependant, même sous de fortes charges, la conductivité hydraulique des découpes de pneus reste élevée et est équivalente à celle que l’on peut mesurer sur des graviers (Holtz and Kovacs 1991). La conductivité hydraulique en CSD doit être supérieure à 10 -4 m/s. Toutes les particules de taille supérieure à 4 mm vérifient cette condition même pour des charges élevées.
Compactage : résultats d’essais Proctor
Les essais de compactage, dits essais de type Proctor, sont réalisés dans un moule cylindrique normalisé et consistent consisten t à appliquer à un volume d’échantillon donné une énergie de compactage standard (ASTM D698).
1.1.5.
Compressibilité Figure 4 – Compressibilité des découpes de pneus en fonction de la pression appliquées et de leur taille (Graphique rédigé à partir de 11 références bibliographiques) bibliographiques)
70 60 50
) % ( é t i l i 40 b i s s e r 30 p m o C
Taille des découpes
20
18-38 mm 2 mm 49-74 100-400 100-400 mm mm
10 0 0
1.1.6.
200
400 600 800 Pressi on appliquée iquée (kPa)
1000
La compressibilité vaut entre 30 et 60 %. Les particules de pneus sont d’autant plus compressibles que les découpes de pneus sont grandes et la contrainte augmente. Les découpes de pneus sont sept fois plus compressibles que les sols (Drescher et al., 1999). La compressibilité est non linéaire et est expliquée par des déformations élastiques et plastiques (Edeskär 2004).
1200
Résistance au cisaillement
Tableau 1 : Résultats d’essais de résistance au cisaillement cisaillement (Tableau rédigé à partir de 19 références)
Résistances au cisaillement Taille des Masse particules volumique (mm) (kg/m³)
Pression de 10% de 20% de Maximum confinement déformation déformation (kPa) c c c Ф (º) Ф (º) Ф (º) (kPa) (kPa) (kPa)
19
562
35-55
0
21.4 0
34.1
25
632
31-199
25.4
12.6 37.3
22.7
25
642
32-307
22.1
14.6 33.2
25.3
25
675
32-199
24.6
14.3 39.2
24.7
25.4
ND
ND
25-50
ND
30
630
<38
0
ND c (kPa)
Ф
Références (º)
Benda (1995) Wu et al. (1997)
54
Ahmed (1993)
33,2- 22.6 39,2 -24.6
Ahmed et Lovell (1993) 3,8
et Guay 27.5 Andrews (1996)
28-193
7.6
21
Lee et al.(1999)
ND
34-55
0
57
Wu et al. (1997)
38
589
35-55
38
ND
<38.1
ND
19-72
0
21.1 0
35.5
0
Benda (1995) Wu et al. (1997)
57 3,3
38
Cosgrove (1995)
8,6
25
Humphrey et al. (1993)
1.1.7. Conductivité thermique Figure 5 – Conductivité thermique en fonction de la taille des particules de pneus et de la pression appliquée (Graphique rédigé à partir de 3 références)
0,35 0,3 ) K , m0,25 / W ( e u 0,2 q i m r e h t 0,15 é t i v i t c u d 0,1 n o C
Taille des particules
25 mm 38 mm 51 mm 76 mm
0,05 0 0
5
10 15 Pression exercées (kPa)
20
La conduction thermique décrit la capacité d’une substance à conduire la chaleur. Cette propriété est définie comme étant la vitesse à laquelle se propage la chaleur par conduction à travers une surface unité, normale à la direction du flux de chaleur, et cela par unité de longueur et unité de différence de température. Plus les particules de pneus sont grandes, plus la conductivité thermique augmente. Cependant pour les copeaux de pneus, elle varie entre 0,1 et 0,35 W/m,K, ce qui est 86 % inférieur à un sol sec (conductivité thermique typique de 1,1 W/m,K) (Edeskär 2004).
25
1.2. Synthèse des aspects concernant la lixiviation des PUNR (entiers, broyats et granulats)
a) Tests en laboratoire :
Conditions
Conclusion
Etude
Etats de l’art sur la lixiviation des Pas de risque pour l’environnement en général. BLIC 2004, MWH pneus usagés NEW ZEALAND Toxique pour certaines espèces 2004, EDESKÄR 2004 Tableau 3 : Résumé des différentes études en laboratoire
b) Tests sur le terrain Les résultats des études menées sur le terrain montrent une augmentation des teneurs en certains éléments et substances (Fe, Mn, Al, Zn, Composés organiques). Conditions
Analyse d’échantillons de sols d’une vieille décharge de pneus sur 10 ans. Granulats placés au-dessus du niveau de la nappe. Lixiviat collecté et analysé pendant 2,5 ans.
Conclusion
Etude
Teneurs élevées en Cd, Pb et Zn à la base de HORNER. 1996 la décharge. (Royaume-Uni)
Teneurs du lixiviat
HUMPHREY 1997 sauf Fe et Mn. (Etats-Unis) en Fe et Mn. HUMPHREY 2000 en composés (Etats-Unis) HUMPHREY 2001 Mn et quelques (Etats-Unis)
1.3. Impacts potentiels sur la santé et l’environnement
1.3.1.1. Par exposition directe
Les découpes de pneus ne sont pas génératrices de composés toxiques ou pathogènes et sont sans odeur. Ils ne présentent donc pas d’effet sur la santé lorsque l’on y est exposé à court terme mais comme ils contiennent des composés aromatiques et naphténiques, les employés en contact prolongé avec les pneumatiques doivent suivre des règles d’hygiène (mains, vêtements) (GeosyntecConsultants 1998a). Des composés métalliques peuvent aussi être apparents après déchiquetage. Des habits de protection (lunettes, gants, chaussures) doivent donc être fournis aux ouvriers et il est préférable que les véhicules soient chenillés (GeosyntecConsultants (GeosyntecConsultants 1998b). En outre, une décharge de pneus est le lieu de vie idéal pour les moustiques, les rats et autres animaux porteurs de maladies ce qui nécessite un comportement de protection de la part des employés travaillant sur le site (GeosyntecConsultants (GeosyntecConsultants 1998b).
1.3.1.2.
Par combustion
La décomposition thermique des pneus provoque des dégagements de composés qui peuvent être cancérigènes (benzène, toluène), du CO, du CO 2 et des hydrocarbures (GeosyntecConsultants 1998a). En cas de feu, ces émissions doivent donc être contrôlées du mieux possible. Par ailleurs, des hydrocarbures, sous-produits de la décomposition thermique du pneu peuvent, après un feu, se répandre dans l’environnement (Cecich et al. 1996).
2. Opportunités de valorisation des PUNR (broyats et pneus entiers) dans les centres de stockage de déchet déchets s 2.1. Description des centres de stockage de déchets 2.1.1.
Les déchets : classification
D’après le décret 2002-540 du 18 avril 2002 relatif à la classification des déchets, ces derniers sont classés en trois groupes en fonction de la nature du danger qu'ils font courir à l'environnement : Les déchets dangereux : contiennent des éléments polluants en concentration plus ou moins forte ; Les déchets ménagers ménagers et assimilés : dont les déchets banals des entreprises assimilables assimilables aux ordures ménagères ; Les déchets inertes : ne sont susceptibles d'aucune évolution physique, chimique ou biologique.
2.1.2.
Législations concernant le stockage de déchets 2.1.2.1. Française et européenne
Trois classes de Centre d’Enfouissement Technique (CET) ou Centre de Stockage des Déchets (CSD) régissent le stockage de ces trois types de déchets. Type
Nature et origine des déchets
Régime
Déchets Minéraux Stabilisés (résidus de ICPE*, AM* du 18/12/92
décharge pour déchets non dangereux : K=10 -9 m/s sur 5 m d’épaisseur surmontés de 1 m avec K=10-9 m/s décharge pour déchets inertes : K=10 -7 m/s, épaisseur : 1m Classe
Couverture de confinement
Collecte des lixiviats
Collecte et valorisation des biogaz
Collecte eaux superficielles
1
Oui + couvertures intermédiaires en cours d’exploitation d’exploitation
Oui
Non
Oui
2
Oui
Oui
Oui
Oui
3
Oui
Non
Non
Oui
La durée légale de suivi des centres de stockage de déchets après fermeture des sites est de 30 ans.
2.1.2.2. Comparaison avec la législation américaine
La section « Protection of environment » du « Code of Federal Regulations US » (Juillet 2003), comme la législation européenne définit les caractéristiques d’un centre de stockage de déchet. Il impose ainsi lui aussi une charge maximale de 30 cm de lixiviat en fond de casier (« a leachate collection system that is designed and constructed to maintain less than a 30-cm depth of leachate over the liner ») mais contrairement à la législation française, la barrière passive doit être composée d’une géomembrane et de 60 cm de sol compacté à 10-7 cm/s (« composite liner means a system consisting of two components; the upper component must consist of a minimum 30-mil flexible membrane liner (FML), and the lower component must consist of at least -7 a two-foot layer of compacted soil with a hydraulic conductivity of no more than 1x10 cm/sec »). Ensuite l’Etat
où est construit le centre de stockage propose un design qui devra être approuvé par l’EPA (Environmental protection Agency) (“ The State determines the design meets the performance standard in Sec. 258.40(a)(1)
The State petitions EPA to review its determination; and EPA approves the State determination or does not
une géomembrane, un intervalle drainant, de la terre t erre végétale. 2.1.3.2. Centre de stockage de classe 2
Un centre de stockage de déchets de classe 2 peut être assimilé à un réacteur bio-physico-chimique où des réactions complexes de biodégradation ont lieu du fait de la présence de matières fermentescibles. Il est donc nécessaire de gérer les entrants (précipitations H 20) et les effluents générés par biodégradation (lixiviats, biogaz). La structure standard d’un centre de stockage de déchets de classe 2 est illustrée à la Figure 1 (le détail des différents éléments tels géomembrane et géotextiles sera abordé ultérieurement).
2.2. Opportunité de valorisation
En centres de stockages de déchets (classe 2), les opportunités de substitution de matériaux actuellement utilisés (naturels ou synthétiques) par des PUNR entiers ou broyés sont multiples : en drainage des eaux superficielles superficielles en couverture, couverture, en protection d’éléments d’étanchéité, en drainage biogaz et lixiviats. Les zones où les PUNR pourraient pourraient venir en substitution sont figurées dans le schéma ci-après.
casier, une charge hydraulique supérieure à 30 cm [articles 14 et 18 de l’arrêté ministériel du 1 er mars 1993 rendu applicable par la transcription dans l’arrêté ministériel du 9 septembre 1997 (MAE 2002) et articles de la directive 1999/31/CE du Conseil du 26 avril 1999 concernant la mise en décharges des déchets (Conseil Européen 1999) Annexe I § 3.3] . 2.2.2.
Notion de lixiviats
Pour les stockages de classe 1, les techniques d’exploitation font que les lixiviats éventuels sont peu chargés et généralement réintroduits réintroduits dans le processus de stabilisation. Pour les stockages de classe 3, la collecte et le traitement des éventuels lixiviats produits ne s’imposent pas. La question de la collecte et du traitement des lixiviats se pose donc essentiellement pour les stockages de déchets non dangereux ( classe 2). Dans une décharge, la percolation des eaux météoriques au travers des déchets entraîne un phénomène de lixiviation : les eaux se chargent mécaniquement et surtout chimiquement en substances minérales et organiques (cf tableaux 5 et 6). La composition de ces lixiviats ou jus de décharge-évolue au cours du temps (cf. figure 9).
Tableau 5 : teneurs en polluants observées (éléments majeurs et principaux "métaux lourds") dans les lixiviats de décharge de déchets non dangereux [INVS, 2004].
ADEME 1995
N
Kjeldsen al, 2002
Tableau 6 : teneurs en composés organiques anthropogéniques dans les lixiviats en µg/l [INVS, 2004]. 2004].
et
Familles composés
de Concentrations en µ/l
N*
1,1 - 6600
4
1 - 360
5
0,1 – 14 000
6
9 – 430
4
0,8 – 35
1
0,3 - 255
6
<2,5 - 1188
1
Cétones 6,0 à 8,4
pH Conductivité
µS/cm mg O2 /l
37
984 – 25800 18 375 – 36315 36
DCO
DBO5 COT
mg O2 /l mg/l
Azot Azotee Kjel Kjeldh dhal al mg/l mg/l mg/l MES totales
110 – 16996 35 121 – 2340 19 – 2695 2695 39 – 9048
7 29 23
4,5 à 9 2500 35000
Esters phosphatés –
140 152000 20 – 57000 30 – 29000 14 – 2500 2500 2000 – 60000
Phtalates (Esters) –
Composés furaniques Ethers MTBE Terpènes Sulfonates (composés oxygénés) Phénols
Cadmium
mg/l
Chrome
mg/l
Cobalt Cobalt Cuiv Cuivre re Nick Nickel el Plom Plombb Zinc Zinc Mercur cure
mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l µg/l µg/l
<0,0002 0,072 <0,001 0,99
– 31
0,0001 – 0,4
– 31
0,02 – 1,5
<0,0 <0,011 – 0,64 0,64 <0,0 <0,055 – 1,7 1,78 <0,0 <0,001 01 – 0,7 0,7 0,03 0,0322 – 40,1 40,1 0,15 ,15 – 2,9
31 11 31 32 9
0,005 0,005 – 10 0,00 0,0055 – 10 0,01 0,0155 – 13 0,00 0,0011 – 5 0,03 0,03 – 1000 1000 0,0 0,05 –160 160
ADEME, 1995 : données provenant de 11 décharges françaises de classe 2 sur la période 1982-1994. Kjeldsen et al, 2002 : fourchettes de valeurs tirées d’une compilation de données issues de la littérature (n=14 publications relatives à des décharges d’Allemagne, de Grande-Bretagne, d’Europe du Nord et d’Italie sur la période 1980-1997). -
2.2.3.
Problèmes rencontrés avec les matériaux actuellement utilisés : contraintes (colmatage, tassements, …)
Les principales contraintes des structures de fonds de centre de stockage de déchets sont : Une pression pouvant dépasser 2000 kPa. Les matériaux utilisés doivent donc non seulement
Figure 10 : Structure d’une couche de drainage drainage utilisant des chips de pneus dans un centre de stockage de déchets (Phaneuf and Glandes, 2003)
Reddy et Saichek (1998b) et Warith et Rao (2004) ont montré que le système de drainage restait efficace malgré la compressibilité des copeaux de pneus sous une charge allant jusqu’à 1 006 kPa. Une fois le site fermé, Reddy et Saichek (1998b) ont montré que le bilan hydrique était identique pour la couche drainante contenant des copeaux de pneus et pour celle témoin contenant des graviers. Et en service, la charge hydraulique au-dessus de la géomembrane était de 2,54 mm pour les découpes de pneus et de 28 mm pour le témoin. Le pouvoir drainant des copeaux de pneus était donc supérieur. Rowe et McIssaac (2005) ont utilisé des découpes de pneus d’une conductivité hydraulique initiale de 0,007 et
2.2.6.
Comparatifs financiers pour l’utilisation de broyats de PUNR en substitution des matériaux actuellement utilisés
Fonction
Matériaux habituellement habituellem ent utilisés
Alternative PUNR*
Drainage lixiviats en fond de casier
Matériaux granulaires : 12 à 18 €/m 3
Broyats de pneus : de 0 à - 10 €/m 3 selon les conditions de collecte et de tri et de découpes des PUNR (sources : données plateformes de broyage)
Protection de géomembrane
Géotextile : 0,3 et 1,5 €/m2
Fibres : gratuit si non-manufacturées Découpes de pneus de 0 à 2,5 €/m 2 selon la granulométrie et la découpe* (sources : données plateformes de broyage)
Les coûts indiqués ne sont donnés qu’à titre indicatif et peuvent être sujets à variations.
* Considérant le décret n° 2002-1563 du 24 décembre 2002 relatif à l'élimination des pneumatiques usagés et les obligations attenantes aux distributeurs de pneumatiques (collecte et valorisation des pneus usagés (PU)).
2.3. Drainage des eaux périphériques après confinement du CSD
2.3.2.
Législation
Se rapporte à la législation en vigueur relative au CSD de classe 2 (cf. paragraphes précédents).
2.3.3.
Retours d’expériences sur l’utilisation de PUNR
L’utilisation des découpes de pneus en système de drainage de couverture n’a pas, à notre connaissance, fait l’objet d’étude. Seul le ministère de la qualité environnementale de l’Arkansas, dans son guide de bonnes pratiques pour l’utilisation des découpes de pneus comme matériau de drainage, prévoit cette possibilité en préconisant de ne pas placer les découpes de pneus sur les pentes. En effet, des rotations ou des déformations individuelles de chaque particule de pneus ont lieu dans les premières étapes du cisaillement (Edeskär 2004) et peuvent avoir des conséquences sur la stabilité des pentes. 2.3.4.
Comportement des PUNR à la lixiviation à l’eau
Concernant le comportement à la lixiviation à l’eau, de nombreuses analyses ont été réalisées sur des découpes de PUNR ou sur des PUNR entiers. Les résultats de tests en laboratoire relevés à partir de 7 publications font apparaître : Une influence du pH et de la granulométrie (lixiviation de certains éléments accrue avec les éléments de petite taille) ; Une décroissance de la solubilisation des composés avec le temps ; Une migration de certaines substances qu’après une certaine durée ; Que toutes les teneurs mesurées par Tests TCLP (Toxicity Characterization Leaching Procedure) sont en dessous des limites (TCLP Regulatory Levels et U.S. EPA Drinking WaterStandards) WaterStandards) ; L’absence d’éco-toxicité. d’éco-toxicité.
2.4. Système de collecte des biogaz
2.4.1.
Description des structures utilisées
Les flux de biogaz doivent être collectés et transportés par un réseau de conduits capable de résister aux contraintes mécaniques, aux tassements différentiels et à l’agression chimique des biogaz. Le réseau de conduite suit un maillage dans la cellule de manière à optimiser la collecte des biogaz. Des problèmes de colmatage de réseaux de drain par cristallisation de composés (principalement soufrés) ou par condensation d’eau ont été relevés sur différents sites. Le traitement des biogaz par combustion est effectué ensuite par l’intermédiaire d’une torchère.
PRINCIPE RESEAU DE DEGAZAGE
2.4.3.
Retour d’expériences sur l’utilisation de PUNR
Très peu d’informations sont disponibles. A notre connaissance, aucune investigation n’a été encore effectuée pour l’utilisation des découpes de pneus dans ce but.
2.4.4.
Comparatifs financiers
Fonction drainage
Sous couverture de confinement: drainage des biogaz
Matériaux habituellement habituellem ent utilisés
Géocomposites de drainage 2,7 à 4 €/m2
Alternative PUNR
Découpes de pneus de 5 à 15 € /m 2 (sources : données plateformes de broyage)
Les coûts indiqués ne sont donnés qu’à titre indicatif et peuvent être sujets à variations. * Considérant le décret n° 2002-1563 du 24 décembre 2002 relatif à l'élimination des pneumatiques usagés et les obligations attenantes aux distributeurs de pneumatiques (collecte et valorisation des PU).
2.5. Conclusion Conclusions s
2.5.1.
Force et faiblesse des approches
Pour ce qui concerne les différentes approches relevées dans la littérature à propos du drainage des lixiviats, elles ne traitent que d’un groupe de découpes de pneus : ceux de dimension intermédiaire (entre 30 et 70 mm). Toutes les fractions "fines" ou "grandes" sont peu étudiées.
3. Opportunités de valorisation de PUNR (pneus entiers et broyats) en bassins de rétention 3.1. Description des structures utilisées et fonctionnement 3.1.1.
Les types de bassins de rétention
Plusieurs types de structures regroupées sous le terme de "bassins de rétention" ont pour vocation le stockage généralement temporaire d’eaux le plus souvent d’origine météorique ou superficielle. On distinguera : les bassins de rétention à ciel ouvert représentés par : - les bassins de rétention sans étanchéité élaborés pour contenir des eaux pluviales non polluées dans le but de retarder et étaler leur écoulement vers les rivières afin d’éviter si possible les crues subites (écrêteurs de crues), - les bassins de rétention avec système d’étanchéité élaborés pour contenir des eaux polluées avant leur traitement (déshuileurs) ou isoler des déversements accidentels tels des hydrocarbures ou autres matières dangereuses (cas des systèmes en bordure d’autoroutes), - les bassins d’infiltration mis en place dans des terrains très perméables pour permettre une infiltration (même lente) d’eaux non polluées vers les nappes phréatiques. les bassins de rétention enterrés qui peuvent être de différentes conceptions : - bassin en béton armé, - bassin en buses béton préfabriquées, - en buses métalliques ou polymères, en blocs plastiques empilés (Nidaplast – Raintank),
puis dans un but de simplification et de meilleure compréhension, les nombreux paramètres qui servent à appréhender la qualité d’une eau ont fait l’objet de regroupements appelés altérations ; enfin, afin de rendre plus explicite cette appréciation de la qualité de l’eau, il a été conçu un indice de qualité qui varie entre la valeur 100 (eau de la meilleure qualité) à la valeur 0 (la moins bonne). 3.2.2.
Les liquides toxiques
En cas de déversement accidentel de substances toxiques, celles-ci seront stockées provisoirement en bassins de rétention avant pompage et traitement (autoroutes, usines)
3.3. Problèmes rencontrés avec les matériaux actuellement utilisés : contraintes contrai ntes (tassements, (tassemen ts, impacts environnementaux…)
Pour réaliser des bassins enterrés, le problème majeur réside : dans la capacité de rétention du système utilisé : elle est importante (près de 100%) pour les bassins en béton armé ou les citernes, elle est variable mais assez importante pour les éléments en plastiques, elle est faible pour les systèmes granulaires (galets, …). le coût est souvent proportionnel aux capacités, la place disponible est un élément déterminant pour le choix du système (les bassins à ciel ouvert sont consommateurs d’espaces), l’esthétique peut-être un critère de choix (dissimilation du bassin),
3.5. Comparatif financier pour l’utilisation de PUNR (pneus entiers et broyats) en substitution des matériaux actuellement utilisés
Pour réaliser ce comparatif, une échelle de 100 m3 de volume utile stocké a été utilisée Type de bassin
Coûts HT
Système PNEUDRAIN (PUNR)
de 25 à 40 000 €
Bassins en béton armé
de 60 à 70 000 €
Buses béton
de 50 à 60 000 €
Citernes métal ou autres
de 40 à 60 000 €
Blocs préfabriqués en plastique
de 40 à 60 000 €
Tableau 7 : Comparatif financier relatif à l’utilisation de PUNR en substitution d’autres matériaux dans des bassins de rétention pour
4. Tableau de synthèse des fonctionnalités et applications potentielles des PUNR dans ces installations installa tions (CSD et bassins de rétention) : caractéristiques, avantages avantages et inconvénient inconvénients s
Fonction
Drainage en fond de casier en CSD
Drainage des eaux périphériques en CSD
Caractéristiques Caractéristi ques des PUNR à utiliser
Inconvénients des PUNR
- Découpes les plus grosses possibles pour une conductivité hydraulique la plus élevée possible. - Selon les études, pour toutes découpes de pneus supérieures à 4 mm, la réglementation de K = 10-4 m/s semble respectée.
- Conductivité hydraulique élevée même avec une forte charge appliquée, - Densité faible, - Economiquement favorable.
- Gestion et stockage réglementés des matériaux, - Le contact des barbules (excroissances (excroissances métalliques filiformes) avec la géomembrane doit être étudié et contrôlé.
Matériaux permettant un drainage des eaux sous faible charge. L’état de l’art ne permet pas d’exclure un groupe de découpes même si les grandes tailles sont préférables. préférables.
- Conductivité hydraulique élevée même avec une forte charge appliquée, - Densité faible, - Economiquement favorable.
Gestion et stockage réglementés des matériaux.
Matériaux permettant le drainage des biogaz sous faible charge.
- Aucune étude préalable publiée n’existe sur le sujet, - Indice des vides important, - Economiquement favorable.
Matériaux permettant de conserver un indice des vides dans le but de réaliser un stockage d’eau.
- Faible déformation sous faibles contraintes, - Indice des vides important.
- Aucune étude préalable publiée n’existe sur le sujet - Coût de mise en œuvre non évalué - Volume concerné actuellement peu important, - Gestion et stockage réglementés des matériaux. - Mise en œuvre plus contraignante avec des pneus entiers, - Gestion et stockage réglementés des matériaux.
Drainage des biogaz en CSD
Bassins de rétention
Avantages des PUNR
EEDEMS / EOS pour ALIAPUR et l’ADEME – 2005. Utilisation des pneumatiques usages entiers ou broyés dans le contexte des centres de stockage de déchets et dans le domaine des bassins de rétention d’eaux pluviales
