Le tri sur ordures ménagères résiduelles (OMR) est habituellement associé au tri mécanique biologique dont la vocation est la valorisation de la biomasse par méthanisation et/ou compostage. A la demande du Symevad (1) , le groupe Tiru a construit à Hénin-Beaumont (Pas-de-Calais) une usine basée sur une nouvelle approche : le tri valorisation matière et énergie (TVME), dont l'objectif est la valorisation d'OMR sous forme de combustibles solides de récupération (CSR) et par méthanisation. L'unité doit produire 32.000 tonnes de CSR et 2,4 millions de m³ de méthane à partir de 100.000 tonnes de déchets.

Fonctionnement de l'usine© Antoine Dagan

L'investissement s'élève à 53 millions d'euros, avec un financement de 5 millions apporté par l'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (Ademe), au titre du caractère démonstratif de l'unité, et un soutien de 3 millions fourni par le Fonds européens de développement régional (Feder). Le coût de traitement des déchets ressort à 100 euros la tonne, selon Martial Vandewoestyne, président du Symevad. L'usine est la seconde à mettre en œuvre ce type de traitement en Europe, après celle de Kahlenberg appartenant au syndicat allemand ZAK. Elle est implanté sur le site d'un incinérateur démantelé en 2014.

Deux types de CSR

La particularité de l'usine tient dans la volonté de maximiser la production de CSR. "Le CSR est très porteur", justifie Hervé Druart, directeur général de Tiru. L'un des avantages de ces combustibles est la possibilité de stockage et de transport qui permet une valorisation énergétique des déchets "un peu plus tard et dans d'autres lieux". Pour l'instant, les CSR produits à Hénin-Beaumont seront envoyés dans deux cimenteries situées à Mons, en Belgique, mais une valorisation en unité de co-incinération de CSR est envisagée à terme.

Les 100.000 tonnes de déchets traités par l'usine chaque année devraient être composées d'OMR pour 76.000 tonnes, d'encombrants pour 20.000 tonnes et de refus de tri pour 4.000 tonnes. Environ un tiers de cette masse s'évapore lors du séchage de la biomasse et 18% est constitué d'inertes mis en décharge ou valorisables.

L'usine produira du biogaz pour une valeur énergétique de l'ordre de 20 mégawattheures (MWh), ce qui en fait actuellement le premier site d'injection français. Mais sa raison d'être est principalement la production de CSR dont la valeur énergétique est de l'ordre de 150 MWh par an. Deux types de CSR seront produits, selon le niveau d'incorporation de biomasse séchée. Le premier, qui incorporera plus de plastique, aura un pouvoir calorifique inférieur (PCI) de l'ordre de 15 à 17 mégajoules par kg (2) (MJ/kg). Il correspondra à un CSR de classe 3, selon le référentiel de la norme (3) européenne qui compte cinq classes. Ce CSR comporte 50% de carbone biogénique. Le second, constitué de 80% de carbone biogénique, aura un PCI de 13 Mj/kg. Ce PCI correspond au minimum requis par la réglementation française (12 MJ/kg), soit un CSR de classe 2 selon la norme européenne.

Cinq usines bout à bout

Concrètement, l'usine est composée de cinq modules. L'objectif est de traiter les déchets selon trois flux : déchets non organiques, biomasse sous forme liquide et biomasse sous forme solide.

Les deux premiers modules du traitement reprennent le dispositif d'une unité de TMB. Après avoir été déversés sur la dalle, les déchets sont triturés par des grappins afin d'en extraire ceux qui pourraient endommager le dispositif, tels que les gros objets métalliques et inertes, les morceaux de bois, les tissus et les sacs plastique. Ceux qui peuvent être valorisés sont directement envoyés au module de production du CSR. Le reste des ordures ménagères passe ensuite par un trommel permettant de séparer la biomasse des autres déchets. Le crible sélectionne la fraction légère inférieure à 100 mm, composée majoritairement de matières organiques et fermentescibles, qui fera l'objet du traitement biologique. La fraction légère supérieure à 100 mm rejoint le module de production de CSR.

La fraction légère inférieure à 100 mm est ensuite malaxée dans des mélangeurs pendant deux à trois jours avec de l'eau industrielle issue de la station d'épuration à proximité. Après pressage, le liquide contenant la fraction dissoute de biomasse est méthanisé dans deux digesteurs de 2.500 m³. Le gaz est injecté au réseau après purification. Les résidus solides sont envoyés dans le module de séchage de type compostage, c'est-à-dire par circulation d'air dans des tunnels étanches. Ils rejoindront ensuite l'unité de production des CSR qui combine un broyage des déchets et un tri pour séparer les métaux et les déchets inertes. Un dispositif de tri optique permet d'éliminer le PVC, le chlore étant rédhibitoire pour les cimentiers.