Stockage des déchets : suivi de la dégradation au cœur même d’une décharge

Les installations de stockage de déchets non dangereux (ISDND) – nos anciennes décharges – constituent (avec les incinérateurs) la dernière solution de traitement des déchets qui n’ont pu être valorisés autrement. Pour ces installations très réglementées, l’enjeu est d’accélérer la dégradation des stocks de déchets pour réduire le risque environnemental qu’elles présentent, mais aussi, pourquoi pas, en faire à terme de nouvelles mines…

En France, les installations de stockage de déchets non dangereux (ISDND) représentent encore la filière qui gère la plus grande quantité de déchets. En 2014, 18 millions de tonnes de déchets ménagers et assimilés ont ainsi été recueillis dans les 228 ISDND du territoire*.

Même si les filières de compostage et de méthanisation traitent et valorisent une fraction croissante de nos déchets organiques, une part encore importante se retrouve dans ces sites de stockage. Là, parce qu’ils s’en nourrissent, les microorganismes les dégradent, ce qui entraine la production de jus de déchets (lixiviat) et de biogaz. Deux produits au centre des priorités de gestion des ISDND de par les enjeux qu’ils représentent, du point de vue économique (le biogaz peut être valorisé sous forme d’énergie), environnemental (biogaz et lixiviat peuvent polluer le milieu environnant) et réglementaire (les ISDND sont soumises à une réglementation très stricte).

Bon à savoir

Les ISDND sont des installations classées vis-à-vis de la protection de l’environnement. Leur implantation et leur conception imposent des mesures pour prévenir les risques de pollution des eaux souterraines, du sol et de l’air. Elles sont ainsi instrumentées pour suivre les quantités de lixiviat et de biogaz produits. Des barrières d’étanchéité artificielle composées notamment de matériaux géosynthétiques sont placées au fond et au-dessus des sites pour assurer leur collecte. 

Objectif n°1 des ISDND : accélérer la dégradation des déchets stockés

Dans le cadre d’une collaboration avec l’industriel Les Champs Jouault1 qui gère l’ISDND de Cuves dans la Manche, des chercheurs d’Irstea ont évalué la performance du procédé de gestion en mode bioréacteur, ce procédé qui utilise des réseaux de recirculation du lixiviat, pour augmenter la teneur en eau des déchets et ainsi favoriser leur biodégradation. Pour cela, lors de la phase d’exploitation, un dispositif inédit a été mis en œuvre dans des casiers de stockage, en combinant deux systèmes de mesure :

  • un réseau de 1 000 mètres de fibre optique pour mesurer la température au cœur des déchets et suivre l’évolution des processus de biodégradation 
  • un dispositif de mesure géophysique (tomographie de résistivité électrique) pour suivre la diffusion des lixiviats lors des épisodes de réinjection et les variations de la teneur en eau des déchets.

« Notre challenge a été d’adapter ces méthodes de mesure au contexte particulier du stockage des déchets et notamment d’assurer leur pérennité et leur résistance vis-à-vis des agressions mécaniques et chimiques dues par exemple à la compression des déchets ou aux jus de dégradation », explique Sylvain Moreau, ingénieur de recherche de l’unité Hydrosystèmes et bioprocédés du centre Irstea d’Antony.

A l’issue du suivi, les scientifiques ont défini les meilleures conditions de recirculation du lixiviat et proposé des solutions d’optimisation pour accélérer la biodégradation des déchets et, in fine, augmenter la production de biogaz valorisable par l’exploitant.

Les étapes de gestion d’une ISDND

Pendant la phase d’exploitation, les bennes acheminent les déchets - ordures ménagères et déchets industriels non dangereux - qui ont été collectés auprès des ménages et des industriels. Après contrôle de leur non dangerosité, les déchets sont déposés dans des casiers et tassés par un compacteur. A l’issue d’une période de 8 à 12 mois, les casiers sont fermés puis suivis pendant au moins 20 ans ; c’est la phase de post-exploitation. Celle-ci est suivie d’une période de surveillance des milieux d’au moins 5 ans.

Suivre la dégradation des déchets en phase de post-exploitation : un défi pour optimiser la gestion des ISDND

Grâce à ces dispositifs de mesure in situ performants, les scientifiques visent aujourd’hui, dans le cadre d’une nouvelle convention avec Les Champs Jouault2, à étudier l’évolution de la biodégradation des déchets lors de la phase de post-exploitation. Le suivi en conditions réelles sur le long terme, couplé à des expérimentations en laboratoire, devrait fournir de précieuses informations sur l’état de dégradation des déchets selon leur localisation dans le massif au fil des années.

Pourquoi s’intéresser à la fin de vie de ces déchets ? La révision de l’arrêté relatif à la gestion des ISDND en février 2016 a renforcé le suivi de ces installations et des milieux naturels environnants. De ce fait, évaluer l’état de dégradation des déchets et les risques d’émission future vers l’environnement est primordial. Ces informations permettraient de déterminer la fin de la période de contrôle des installations mais aussi de dimensionner au mieux les dispositifs d’étanchéité en fonction de la durée du risque.

Atteindre la stabilité mécanique et biologique des déchets dans les ISDND ouvre une autre perspective, certes encore très hypothétique : le landfill-mining. L’idée est de rouvrir les casiers de stockage pour trier les déchets et en extraire les ressources d’intérêt valorisables, tels les métaux. Une valorisation ultime qui suscite un réel intérêt notamment au niveau européen et transformerait nos décharges en une nouvelle génération de mines...

Recherches sur les atouts de l’aération pour relancer la biodégradation

Dans la quête de la dégradation ultime des déchets stockés, les chercheurs d’Irstea participent au projet AEROSTAB piloté par Suez Environnement. Objectif du projet : évaluer l’intérêt de l’injection d’air dans un massif de déchets pour dégrader la matière résiduelle après plusieurs années de post-exploitation. La relance du processus de biodégradation par injection d’air induit une augmentation de la température, un paramètre majeur suivi à l’aide des méthodes de mesure développées par Irstea. Ces travaux doivent permettre à terme de mieux maîtriser ce procédé de gestion des ISDND, déjà exploité par nos voisins allemands et autrichiens…

En savoir plus

* Source Ademe, Déchets Chiffres-clés Edition 2016

1- Projet soutenu par les fonds européen FEDER et la Région Basse-Normandie (2011-2014). Partenaires : Irstea, SAS Les Champs Jouault, Université Caen Basse-Normandie, société ACOME.
2- Convention Cifre (2015-2018). Partenaires : Irstea, Les Champs Jouault.