Dissertations / Theses on the topic 'Incinérateurs de déchets'

L'évolution réglementaire en matière de gestion des déchets incite à la valorisation des Mâchefers d'Incinérations d'Ordures Ménagères (MIOM), notamment à leur réutilisation en matière routière. Or les caractéristiques physiques et techniques de ces sous produits sont en pleine évolution. Ces modifications constitutives résultent de l'évolution de plusieurs facteurs techniques et socio-économiques de la filière (nature des déchets incinérés, conditions d'incinération, conditions de stockage, prétraitement,. . . ). Afin de comprendr les paramètres influant sur la composition et le comportement à long terme des mâchefers, 6 lots de MIOM ont été sélectionnés avec notre partenaire industriel NOVERGIE SUEZ et comparés. La synthèse de ce travail consiste en la corrélation des résultats de la phase expérimentale et des données relatives aux caractéristiques des filières. Un lien a été clairement établi entre la nature des déchets incinérés et la composition des mâchefers. La fraction massique de verre prélevée par une collecte sélective efficace a un impact direct sur les teneurs relatives en calcium et silicium dans les MIOM et sur la conduite des fours (modification du PCI). Le rapport Ca/Si a des conséquences sur le potentiel de carbonatation des MIOM et, de ce fait, sur leur stabilisation vis à vis du relargage de certains métaux lourds qui conditionne leur valorisation. En dehors de la lixiviation des métaux lourds, le second paramètre qui peut limiter la valorisation des MIOM est le taux de matière organique résiduelle lixiviable. Sur ce point, des corrélations (à l'échelle du laboratoire) entre matière organique biodégradable et lixiviable ont été mises en évidence. Il n'y a pas de lien évident entre l'efficacité de la collecte des fractions organiques (plastiques, papiers-cartons, fermentescibles) et le taux d'imbrûlés dans les MIOM. Ce dernier paraît essentiellement dépendant des technologies de combustion et de la conduite des fours. La méthode microcalorimétrique mise en cours de ce travail a permis de différencier les 6 MIOM étudiés en affinant certaines caractéristiques des molécules organiques imbrûlées. Il existe deux types de molécules dont les paramètres de combustion (température et enthalpie) sont sensiblement différents. Une de ces deux fractions est constituée, pour partie, de molécules solubles. La méthode développée paraît siffisamment fiable, en terme de répétitivité, pour que l'on puisse l'envisager comme appui aux gestionnaires d'incinérateur pour le suivi de la conduite des fours
The waste input and the process technology of the plant appear to have a great influence on bottom ash quality. To better understand how these parameters can affect the residues characteristics, bottom ash from 6 different plants were tested and compared in this study. Bottom ash physico-chemical characteristics were investigated by chemical analyses, and leaching tests. In order to understand their long-term behavior, accelerated ageing experiments and biodegradation tests were also performed. The whole analyses gave complementary information. It was shown that the 6 samples do have different properties. Waste input have a great influence on Cl and S content in bottom ash, as well as on the Ca/Si ratio. The importance of this ratio on carbonation process has been demonstrated. Combustion parameters have an influence on quantity and mobility of the residual organic matter. Biological and physicochemical experiments were coupled with a view to developing a new rapid assessment method of bottom ash quality. Comparative results of leaching tests and biodegradation experiments showed a positive correlation between dissolved carbon and microbial activity. However, quantities of biodegraded or leached carbon are not representative of the samples total organic carbon content. Thermal analysis have revealed the presence of two fractions of organic components, showing different thermal behaviors. One of them can be directly linked to the leachable and biodegradable organic matter fraction. Calorimetric test is then a novel analysis method that allows to provide rapid and global information concerning the characteristics of organic matter in bottom ash and its possible short and long-term evolution

Face a la quantite sans cesse croissante de dechets produits, parmi les divers traitements existant a ce jour, celui par voie thermique est devenu incontournable. Afin qu'il ne s'agisse pas d'un simple transfert de pollution, des normes de plus en plus strictes sont mises en place. Le respect de cette reglementation passe par une optimisation de l'exploitation des usines d'incineration, donc des mecanismes de combustion. Les travaux realises au cours de cette these sont effectues dans un reacteur a lit fixe mettant en jeu un mecanisme de combustion a contre courant, semblable a celui observe dans les fours a grilles des incinerateurs industriels. Nos experiences sont menees sur un echantillon representatif de la fraction combustible des dechets urbains, composee essentiellement de bois, de carton et de plastiques. Les variables etudiees sont la vitesse de deplacement du front d'inflammation, la vitesse de perte de masse et les emissions d'oxydes d'azote en fonction des divers parametres qui definissent les conditions operatoires, a savoir les debits et temperature de l'air primaire et de l'air secondaire, leurs proportions relatives, l'etagement de l'air secondaire et le taux d'humidite du combustible. Ces experiences ont montre que les techniques dites primaires de reduction des emissions d'oxydes d'azote sont applicables a l'incineration des ordures menageres. L'etagement de l'air secondaire en particulier conduit a une reduction de ces emissions superieure a 30%. Les tendances observees quant aux emissions de nox en fonction de certains parametres operatoires ont ete verifiees dans des unites industrielles d'incineration. Les resultats obtenus sur l'ensemble des parametres etudies sont donc susceptibles d'ameliorer le fonctionnement des installations de traitement thermique des dechets

Les conditions de fonctionnement de plus en plus contraignantes des usines d'incinération des ordures ménagères accélèrent la dégradation des échangeurs de chaleur et conduisent à de coûteuses indisponibilités. L'environnement non seulement agressif mais surtout variable rend difficile l'élaboration d'un modèle de comportement. L'objectif de ce travail était de rechercher un nouveau matériau destiné à protéger une zone très sévèrement attaquée : les tubes de surchauffeur. Pour des raisons légales et financières, l'alliage envisagé devait être déposé sous la forme de revêtement protecteur. Les essais in situ ont permis d'appréhender les mécanismes de dégradation et de hiérarchiser différents matériaux. L'acier de référence coquille et les six alliages base nickel testés ont des vitesses de dégradation du même ordre de grandeur. Les contraintes techniques et économiques des essais in situ justifient l'utilisation en parallèle d'un essai de laboratoire : l'essai de la cendre. La recherche de la température permettant de valider l'essai de la cendre révèle des variations inattendues dans les vitesses de corrosion. Ce phénomène, qui va parfois jusqu'à l'inversion des cinétiques, permet de soupçonner que le mécanisme de corrosion n'est pas simplement activé thermiquement. L'utilisation du logiciel Thermo_Calc a permis de proposer une interprétation thermochimique cohérente avec les mécanismes de corrosion observés expérimentalement. Ce scénario confirme le cycle du chlore de Grabke et indique que les inversions de cinétique de corrosion lors de l'essai de la cendre peuvent être expliquées par un cycle plus complexe basé sur le soufre. Les calculs permettent de conclure que cette variation est due à l'action combinée d'un sulfate complexe liquide et du gaz corrosif.

"Le travail présente le développement d'un protocole permettant le dosage des dioxines, des PCB " dioxin-like " et des HAP contenus dans un même échantillon issu de prélèvements de fumées d'incinérateurs. Dans un premier temps, des méthodes alternatives de dosages de ces composés ont été développées en utilisant la spectrométrie de masse basse résolution (GC-MS/MS). Une méthode de purification sur cartouches prêtes à l'emploi a également été développée. Elle offre des résultats comparables à ceux obtenus à l'aide de la méthode traditionnelle sur colonnes ouvertes. Le protocole a été utilisé pour l'analyse des polluants émis par les usines d'incinération. L'influence de la typologie des usines sur les émissions a été testée. Une étude de suivi environnemental a également été menée. "

Cette étude porte sur la caractérisation physico-chimique, la quantification et le traçage des émissions particulaires métalliques d'une UIOM dans l'air ambiant. Les techniques utilisées (traitement des données in situ ; modèles de mélange : UMNIX et CMB ; extractions séquentielles, spectrométrie d'absorption des rayons X (XAS)) s'accordent pour : - identifier la source " UIOM " par deux profils (Zn-Ca et Ba-Cu-Fe-Zn-Pb-Ca) ; - estimer sa contribution à environ 25% de la contribution totale des sources ; - montrer une variabilité saisonnière en terme de profil et de contribution ; - montrer que certains éléments émis sont facilement mobilisables. Cette première approche XAS sur des particules atmosphériques montre que le zinc et le plomb se trouvent dans un environnement atomique composé de calcium, de silicium et d'aluminium. Les signatures isotopiques du plomb définissent un pôle " UIOM " et confirment la localisation du centre ville hors de la zone d'influence du panache de l'usine
The aims of this study are the physico-chemical characterisation, the apportionment and the following of particulate heavy metals from MSWI emissions. Various methods (in situ data treatment, unmixing models and codes, UNMIX or CMB, sequential extractions and extented X-ray absorption fine structure (EXAFS) agree in the following: - identification of the MSWI source in two profiles (Zn - Ca et Ba - Cu - Fe - Zn - Pb - Ca); - estimation of its contribution of up to 25% of the total sources contribution; - showing the seasonal variability in term of profile and contribution; - suggest the potential of emitted elements to enter the food chain; This EXAFS first approach on atmospheric particulate matter shows that zinc and lead are in an atomic environment with calcium, silicium and aluminum. In spite of disputable conclusions, isotopic lead ratios define a "MSWI" end-member and confirm that the town-center of Toulon is outside the MSWI plume influence

En 2001, Metz s'est dotée d'une usine de valorisation énergétique (UVE). L'étude du comportement minéralogique, chimique et isotopique des métaux dans les effluents de l'UVE ainsi que le traçage isotopique de l'UVE et la quantification de son impact environnemental étaient les objectifs de ce travail. Un excès de concentration est observé au niveau de la trémie 2 ainsi qu'un enrichissement en isotopes lourds du Cd et du Zn. Cette enrichissement est expliqué par un fractionnement cinétique physique à la condensation. L'analyse élémentaire et isotopique du Pb et du Zn de lichens épiphytes prélevés dans et autour de la ville de Metz, a permis d'établir des cartes de dispersion des métaux et de définir l'état des retombées atmosphériques avant la mise en service de l'UVE et le suivi environnemental de l'UVE, 2 ans après. L'application des isotopes du Cd à un site pollué révèle leur potentialité comme traceur de pollution environnementale
In 2001, an urban waste incinerator equipped for power recuperation (UVE) was installed in the city of Metz. Samples of the UVE effluents were collected to characterize the mineralogical, chemical and isotopic behaviour of the metals and their environmental impact. Excess concentrations of the heavy metals as well as heavy Cd and Zn isotopes enrichment are found in the Trémie 2 ashes. Such an enrichment can be explained by kinetic fractionation during the condensation process. Elemental and isotopic analyses of epiphytic lichens, collected from Metz and the surrounding area before the UVE, were used to construct an urban atmospheric fall-out map and the evolution 2 years after. The application of Cd isotopes to an area polluted by a smelter demonstrates the potential of Cd isotopes for tracing environmental pollutants

Le comportement à l'oxydation de 2 nuances d'aciers ferritiques, contenant 2. 25 et 9% de Cr, a été étudié dans des atmosphères complexes (02, H2O, HCI, N2 ) dans un domaine de températures comprises entre 300 et 600° C. Les cinétiques d'oxydation ont été déterminées par des mesures de pertes de masse et thermogravimétriques. Les couches d'oxydes formées ont éte analysées par diffraction des rayons X et microanalyse. Quelle que soit l'atmosphère d'étude, les oxydes de Fer et/ou de Chrome se développent à la surface des aciers. En présence d'HCI, sur certains échantillons un chlorure a été détecté au niveau de l'interface métal/oxyde. La comparaison des résultats gravimétriques montre que l'augmentation de la teneur en chrome dans l'acier améliore la résistance à la corrosion. Toutefois, cet effet est nettement atténué pour les atmosphères complexes. En présence de vapeur d'eau, la modification des propriétés mécaniques des couches d'oxydes induit des comportements cinétiques différent en fonction de la nature de l'acier. La présence de chlorure d'hydrogène dans l'atmosphère accélère de façon notable les cinétiques de corrosion, notamment en provoquant une croissance cyclique des couches d'oxydes. Quant à l'action synergique de la vapeur d`eau et du chlorure d'hydrogène, les résultats obtenus ont montré qu'elle est, d'une part néfaste par rapport à l'air sec et humide et d'autre part bénéfique par rapport au mélange gazeux « air + HC1 » Pour expliquer ces résultats, différents modèles incluant des considérations mécaniques et thermodynamiques ont été proposés.

Dans ses publications, la Commission européenne indique régulièrement des différences entre les objectifs définis par les Directives environnementales européennes et leur mise en œuvre dans les Etats membres. Tandis que, du point de vue juridique de cette institution, de tels déficits dans la mise en œuvre (‘implementation gaps') sont non désirables, d'un point de vue économique normatif, ils peuvent être justifiés, dans certains cas, par des considérations d'efficacité si la politique initiale comporte des inefficacités. La thèse porte sur la mise en œuvre (implémentation) des Directives environnementales européennes. Plus précisément, elle évalue de manière approfondie l'efficacité de la Directive 89/429/CEE relative aux émissions atmosphériques des incinérateurs des déchets municipaux existants et le coût-efficacité de sa mise en œuvre en France, en Allemagne, aux Pays-Bas et au Royaume Uni. L'un des axes directeurs de ce travail a consisté à déterminer si des inefficacités potentielles de la politique auraient pu justifier, d'un point de vue économique, l'existence d'un ‘implementation gap' et si la mise en œuvre a (en partie) amélioré l'efficacité de la politique. Une revue des origines fréquentes de déficits dans la mise en œuvre de la politique environnementale européenne proposées par la littérature des sciences politiques souligne deux caractéristiques de la politique européenne: la séparation des compétences entre la définition d'une politique et sa mise en œuvre, qui se traduit potentiellement par un manque de prise en compte des problèmes de mise en œuvre par les décideurs pendant la conception d'une politique; et l'hétérogénéité des situations nationales qui sont difficiles à appréhender par une politique commune. Les deux caractéristiques sont importantes par rapport aux coûts de mise en œuvre, dans la mesure où un enseignement de la théorie économique préconise que la minimisation des coûts agrégés d'une politique nécessite de prendre correctement en compte les situations locales. L'étude de l'efficacité économique de la Directive relative aux incinérateurs des déchets municipaux par rapport à la répartition des tâches entre le niveau européen et celui des Etats membres, et par rapport au coût-efficacité de la différenciation des objectifs indique que cette politique n'a probablement pas été optimale. Par conséquent, nous analysons à partir d'études de cas, si et dans quelle mesure la mise en œuvre a réduit ces inefficacités. Pour la France, la thèse comporte également une analyse économétrique des déterminants du comportement des inspecteurs en charge du contrôle et de l'implémentation sur le terrain. Les résultats indiquent que deux pays ont réussi à réduire leurs coûts pendant la mise en œuvre, et au moins dans un cas la mise en œuvre a en effet amélioré le rapport coût-efficacité de la Directive européenne. En revanche, savoir si l'efficacité globale de cette politique a été améliorée reste une question ouverte.

Cette thèse est consacrée à l'identification de modèles linéaires à temps continu à partir de données expérimentales et à la modélisation d'incinérateur de déchets ménagers. En identification, les principales contributions concernent l'extension de la méthode de variable instrumentale srivc aux systèmes multi-entrées/mono-sortie à dénominateurs différents, l'ajout d'une procédure de sélection des ordres du modèle, l'extension de la méthodologie aux données échantillonnées irrégulièrement, ainsi que l'implantation des méthodes au sein d'une boîte à outils logicielle. En ce qui concerne la modélisation expérimentale, les principaux résultats concernent d'une part l'analyse des perturbations et la proposition de modèles statique et dynamique d'une unité d'incinération des ordures ménagères de Chaumont, d'autre part la suggestion d'une stratégie permettant d'obtenir une réduction de 20 % des émissions d'oxydes d'azote
This thesis deals with direct identification of linear continuous-time models from experimental data and modeling of municipal solid waste incinerator. The main contributions for system identification consist in the adaptation of the srivc instrumental variable method to multi-input/single-output continuous-time models with different denominators, the adjunction of an approach of model order selection, the extension of the methodology to irregularly sampled data and the implementation of these algorithms in a software toolbox. This developments are applied to the experimental modeling of a municipal solid waste incinerator at Chaumont (France). The main results consist in the perturbation analysis, the determination of static and dynamic models and the proposition of a simple strategy to achieve a 20 % reduction of nitrogen oxide emissions

Dans le souci constant de diminuer les émissions polluantes, l’analyse de la technologie de réduction sélective non catalytique (SNCR) des oxydes d’azote (NOx) et de son application à un incinérateur industriel est effectuée par la simulation numérique. Un schéma cinétique réduit pour modéliser la SNCR à l’ammoniaque est proposé. L’analyse du procédé est effectuée pour déterminer l’influence de paramètres clés, tels que le mélange et les fluctuations de température, sur la réduction des NOx. Une procédure de maquette numérique est ensuite développée pour permettre la simulation du système réel de grande taille. Des simulations aux grandes échelles (LES) sont effectuées pour observer l’efficacité de la DeNOx dans l’incinérateur, en incluant les mécanismes d’évaporation multi-composants. Des solutions technologiques sont proposées et testées pour optimiser la réduction des NOx. Enfin, un modèle 1D est proposé pour modéliser l’incinérateur de façon simplifiée, et permettre le contrôle actif du procédé en situation opérationnelle
To guarantee the reduction of pollutant emissions, the analysis of the Selective Non Catalytic Reduction (SNCR) of Nitrous Oxides (NOx) and its application to an industrial incinerator is carried out by numerical simulation. First, a reduced kinetic scheme is proposed for SNCR with ammonia. The process is analysed to determine the key parameters, such as mixing and temperature fluctuations, acting on NOx reduction. Then, a downsizing procedure is developed to enable the simulation of the full size real system. Afterwards, Large Eddy Simulations (LES) of the incinerator are performed, including multicomponent evaporation, to appreciate the DeNOx efficiency. Optimization techniques are suggested and evaluated to strengthen the NOx reduction. Finally, a low order model of the incinerator response is proposed, thus enabling its use in an active process control loop

Les interrogations sur un risque pour la population générale, lié à une exposition environnementale aux dioxines, restent débattues. Une enquête préliminaire menée dans le département du Doubs, a mis en évidence une augmentation statistiquement significative du risque de lymphomes non hodgkiniens (LNH) et de sarcomes des tissus mous (STM) dans un agrégat constitué de deux cantons, l'un incluant l'usine d'incinération d'ordures ménagères de Besançon, qui a émis des quantités élevées de dioxines dans l'atmosphère. - Dans une approche microspatiale restreinte à la seule ville de Besançon, a été testée l'association entre l'exposition aux dioxines émises par l'UIOM (telle qu'estimée par un modèle de diffusion atmosphérique et un système d'information géographique) et la survenue de LNH et STM. Le risque de développer un LNH est multiplié par 2,3 pour les résidants de la zone la plus exposée aux dioxines par rapport au risque pour ceux résidant dans la zone la moins exposée. Seuls les lieux de résidence des LNH apparaissent spatialement organisés en fonction des rejets de dioxines de l'UIOM. - Dans un second temps a été validé l'indicateur d'exposition aux dioxines utilisé précédemment. Est observée une relation croissante entre les 4 classes d'exposition modélisée à partir de la diffusion atmosphérique et la concentration dans les sols au Nord-Est de l'installation. Le profil de congénères similaire plaide en faveur de l'unicité de la source. - Une étude cas-témoins est en cours pour s'approcher au plus prêt d'un éventuel jugement de causalité et pour estimer le plus précisément possible l'exposition individuelle, en dosant la concentration sanguine en dioxines
It is not clear whether low environmental doses of dioxin affect the general population. We have therefore conducted a multi-step research program around a municipal solid waste incinerator with high emission levels of dloxln (Besançon, France). The eco-epidemiology approach started with a space-time clustering study that found evldence for clusters of soft-tissue sarcoma (STS) and non-Hodgkin's Iymphoma (NHL) in the area that contains the plant. A populatlon-based case-control study at the Besançon city scale was also carried out. We compared 222 incident cases of NHL and controls randomly selected and used the same study design for the 37 incident cases of STS. Dioxin ground-level air concentrations were modeled wlth a first generatlon Gaussian-type dispersion model. Using Geographic Information System technology, thelr residences were linked to the dispersion map. The risk of developing NHL was 2. 3 times higher among individuals living in the area with the highest dioxin concentration than among those living in area with the lowest, whereas the over-incidence of STS observed in the city of Besançon was not spatlally organized according to the dispersion of dioxin emissions. The main limitation laid within the use of a dispersion mode! as a proxy for dioxin exposure, since its accuracy had not been assessed before. We have therefore validated. This geographic-based exposure through PCD/F measurements from soil samples. We therefore launched a case-control study in which dioxins are measured in biological tissues. All incident cases, that accrued in this area during the 2003-2006 time period, are from now on included, while a few controls are still to be recruited

L’incinération des déchets ménagers permet de réduire leur volume tout en assurant une production d’énergie. Cependant cette technique se heurte à des obstacles liés à la durabilité des matériaux, notamment au niveau de la résistance à la corrosion des tubes des échangeurs de chaleur. Cette corrosion est due à l’association de cendres riches en éléments chlore et soufre et des gaz de combustion contenant des agents agressifs tels que HCl, SO2 et les chlorures alcalins et de métaux lourds. Ils subissent également de l’érosion par les cendres volantes transportées par les gaz de combustion. Un pilote permettant de réaliser, des essais de corrosion des matériaux utilisés dans les incinérateurs en présence de gaz et de cendres corrosifs a été construit. L’originalité de ce dispositif porte sur la reproduction du gradient de température rencontré à l’interface fumées/tube/vapeur d’eau (Tfumées ? Tmétal) et de la vélocité des gaz et des particules. Un plan d’expériences faisant intervenir les principaux paramètres influant sur la corrosion : Tfumées, PHCl, PSO2 et la composition de la cendre a été établi. Les paramètres de dégradations considérés sont la vitesse de corrosion et la caractérisation des produits de corrosion. Les résultats obtenus a conduit à l’indentification de deux mécanismes de corrosion : à basse température, la cinétique de dégradation du matériau est principalement régie par une attaque gazeuse (PHCl favorise la corrosion contrairement à PSO2 qui a effet inhibiteur) alors qu’à haute température, ces dernières sont essentiellement dues à la formation de phases fondues. Enfin, la teneur en chlorures dans les cendres augmente la corrosion
Municipal Solid Waste Incineration (MSWI) allows reducing the disposal volume and creates energy from a waste source. Waste to Energy (WTE) plants are equipped with heat exchangers that recover the heat produced from burning solid waste through metallic tubes inside steam circulates. The municipal solid waste combustion generates highly corrosive flue gas containing species like HCl, SO2, alkali and metals chlorides and ashes containing alkali chlorides and sulphates. Moreover, velocity of flue-gas containing ashes can influence the tube degradation. An innovative laboratory-scale corrosion pilot, which reproduces MSWI boilers conditions, was built. The temperature gradient at flue-gas/tube interface and the velocity of flue-gas throughout the tubes are reproduced. This way, the material degradations are simulated, as realistic as possible. The main parameters responsible of the materials corrosion were studied and controlled: temperature difference between gases and metallic tube, partial pressure of HCl and SO2 and ash composition. In order to evaluate the material degradation during the corrosion tests, some parameters were carefully observed: corrosion rate, identification of the corrosion products and the thickness of different corrosion layers. The analysis of the results led to the identification of two corrosion mechanisms: at low temperature the corrosion is caused by the gas phase (high amounts of HCl increase corrosion rates, while SO2 contents tend to reduce), at high temperature the corrosion is caused by the action of melted phases. Finally, results showed that the corrosion rate is enhanced by the presence of alkali chloride in the ashes

Dans le contexte de l’écologie industrielle, l’objectif du projet est de récupérer du dioxyde de carbone à partir des fumées d’incinérateur de déchets industriels dangereux pour le valoriser en tant que matière première. La technologie de captage du CO2, la plus adaptée pour des fumées de postcombustion, est l’absorption du CO2 par des alcanolamines. Les fumées d’incinération de déchets dangereux présentent des particularités qui peuvent nuire au bon fonctionnement des unités de captage. Ainsi, la composition des fumées d’une usine d’incinération est caractérisée par une forte concentration en dioxygène, et enfin à la présence de NOx et SOx liée aux déchets industriels spéciaux qu’elle incinère. Le premier objectif est de déterminer l’influence des polluants (NOx, SOx) sur la dégradation de l’amine (MEA) et le second objectif est d’étudier l’impact des polluants sur la vitesse (ou flux) d’absorption du CO2 dans un solvant
In the context of industrial symbiosis, the goal of this project is to reuse the carbon dioxide from the incinerator gas as a commercial substance. The most suitable technology of CO2 capture from postcombustion gas is the chemical absorption by alkanolamines. Some characteristics of waste incinerator gas may affect the performances of CO2 capture process. The composition of gas from industrial waste incinerator plant is characterized by a high concentration of oxygen and the presence of NOx and SOx. The first goal is to determine the influence of pollutants like NOx and SOx on the degradation of the amine and the second objective is to study the impact of pollutants on the CO2 absorption kinetics in a solvent

Les recherches s’inscrivent dans une prospection qui étudie la viabilité de la valorisation du CO2 d’un incinérateur de déchets industriels. Plusieurs licences commerciales existent pour le captage du CO2 dans des gaz de combustion mais il n’existe pas de référence pour le traitement de fumées d’incinérateur de déchets. Les travaux évaluent, à l’aide d’une installation pilote, la viabilité du captage du CO2 en postcombustion par absorption/désorption avec un solvant à 30 % massique en monoéthanolamine (MEA). Tout d’abord, une synthèse bibliographique identifie les verrous technologiques. Puis, le fonctionnement de l’installation est détaillé. Ensuite, une étude paramétrique a évalué les performances de captage du CO2 et la consommation énergétique du pilote. Enfin, des expériences sur une période de 5 jours ont étudié la résistance chimique du solvant face des gaz de combustion. Les travaux de recherche ont permis une première validation du procédé pour un incinérateur de déchets
This research is part of a survey designed to establish the viability of the CO2 recovery as a raw material from an industrial waste incinerator.. Several commercial licenses are available to capture CO2 in flue gas, but there are no references for incinerators. This work studies with a pilot the post-combustion CO2 capture from incinerator flue gas using absorption/desorption process with 30 %wt monoethanolamine (MEA). A literature review identifies the technology gaps. Then, the pilot setup was described. A parametric study has evaluated the pilot performance for CO2 capture and energy consumption. Finally, Long runs (5 days) have studied the solvent chemical stability in front of incinerator flue gas. The laboratory experiments show that CO2 capture form incinerator flue gas is possible

Dans les vingt dernières années, l'accroissement du volume de déchets municipaux à éliminer a conduit beaucoup de pays européens à développer l'incinération. La combustion des déchets urbains conduit à la formation des gaz HCI et S02, dont les teneurs importantes peuvent conduire à une dégradation très rapide nécessitant l'arrêt des installations. Les tubes récupérateurs d'énergie sont en acier peu allié protégé par une coque de béton réfractaire. La tendance actuelle pour ces procédés à récupération d'énergie serait la suppression des réfractaires, ce qui aurait pour conséquence une augmentation des températures. Il convient donc de se pencher sur l'étude de nouveaux matériaux susceptibles de résister à ces conditions. Plutôt que d'utiliser des alliages très résistants mais très coûteux pour la fabrication des tubes de surchauffeur, il peut être intéressant d'appliquer des revêtements sur des aciers au carbone. Dans cette étude, nous avons testé, dans un environnement simulant les conditions rencontrées en incinérateur, des éléments individuels rentrant dans la composition d'alliages, ainsi que des alliages binaires ou ternaires qui pourraient être employés pour revêtir les parties métalliques. La première partie de ce travail fut la caractérisation des composés présents dans les dépôts au contact des surchauffeurs et des tubes écrans de la chambre de combustion. Ces composés (KCI, NaCI, CaS04) furent ensuite employés individuellement dans des essais consistant à chauffer les échantillons métalliques à 500°C, au contact avec la scorie synthétique et une atmosphère oxydante contenant HC1 et S02. Les métaux purs fer, nickel, chrome, aluminium, ainsi que des alliages binaires (Ni-Cr, Fe-Cr, NiAl, Fe-Al) et des alliages ternaires (Ni-Cr-Al, Fe-Cr-Al) ont été testés dans ces conditions. Les cinétiques et les mécanismes de corrosion ont pu être identifiés grâce à la thermogravimétrie et la caractérisation des produits de corrosion (DRX, MEB, microsonde et DSC). Il a été démontré que les composés alcalins présents dans la scorie ont une influence déterminante sur les mécanismes de corrosion
In the last twenty years, the increase of volume of municipal waste to eliminate has led many European countries to develop incineration. The waste combustion leads to the formation of gases HC1 and S02, which can lead to very rapid degradation which necessitate stopping of the plants. For energetic output reasons, the tendency for waste to energy process is to increase the temperature. Rather than using very resistant but very expensive alloys to make superheater tubes, it can be interesting to apply coatings to carbon steels. In this study, we have tested individual components of alloys, but also binary or ternary alloys which could be used to coat metallic parts, in simulated waste environment. The first part of this work was the characterization of the compounds present in the deposits which are found on the superheaters and waterwall tubes in combustion chamber. These compounds (KC1, NaC1, CaS04) were then used individually in tests consisting to heat the metallic samples at 500eC, in contact with the synthetic ash and a oxidizing gazeous atmosphere containing HC1 and S02. Iron, nickel, chromium, aluminium, binary alloys (Ni-Cr, Fe-Cr, Ni-Al, Fe-Al) and ternary alloys (Ni-Cr-AI, Fe-Cr-AI) were tested in these conditions. Corrosion kinetics and mechanisms could be identified with use of thermogravimetry and characterization of the corrosion products (XRD, SEM, Electron microprobe and DSC). It could thus be found that alkaline components present in the ash have a determining influence on the corrosion processes

La corrosion à haute température par les alcalins (sels ou oxydes de sodium et/ou de potassium à l'état solide, liquide et en état vapeur) et les oxydes liquides (laitiers) est un problème sérieux qui affecte la vie des matériaux réfractaires utilisés dans les installations d'incinération de déchets. Afin de contribuer à une meilleure connaissance de cette attaque, une étude en laboratoire a été réalisée pour étudier la corrosion alcaline de différentes matières premières : chamotte d’argile, andalousite, andalousite mullitisée, mullite, zircone mullite, bauxite, corindon blanc, alumine-β et comparé à l'hexa-aluminate de chaux. La réactivité de l'hexa-aluminate de chaux et de l'alumine avec les laitiers CaO-SiO2 et CaO-Al2O3 est étudiée pour évaluer leur résistance. La cinétique de réaction est déterminée à partir d'essais de corrosion ex situ par DRX après refroidissement, sur des grains de CA6/Al2O3 mélangés à des laitiers synthétisées et broyées dans des proportions variables. Pour les grains d'alumine et d'hexa-aluminate de chaux, la dissolution est rapide, suivie d'une lente précipitation d'un composé intermédiaire. Ceci est en accord avec les prévisions thermodynamiques. Par conséquent, l'hexa-aluminate de chaux présente à la fois une stabilité thermochimique élevée au contact des alcalins et une résistance élevée à la dissolution des oxydes liquides. Des essais industriels ont été réalisés dans un incinérateur de déchets dangereux situé à Houston, USA. Les résultats après une période d’essai de 7.5 mois montrent que le béton d’hexa-aluminate de chaux résiste bien
High-temperature corrosion by alkali (salts or oxides of sodium and/or potassium in solid, liquid, and vapor state) and slag is a serious problem that affects the service life of refractories used in incineration plants. In order to contribute to a better knowledge of this attack, a laboratory study was carried out during this research to study alkali corrosion of different raw materials: fireclay, andalusite, mullitized andalusite, mullite, fused zirconia mullite, bauxite, white corundum, β-alumina and compared to calcium hexa-aluminate.Moreover, the reactivity of calcium hexa-aluminate and alumina with CaO-SiO2 and CaO-Al2O3 slags is studied to evaluate their resistance. The reaction kinetics is determined from ex-situ corrosion tests by XRD after cooling, on CA6/Al2O3 grains mixed with slag synthesized and milled in varying proportions. For both alumina and calcium hexa-aluminate grains, the dissolution is fast, followed by a slow precipitation of an intermediate compound. This is in agreement with thermodynamic predictions.As a result, calcium hexa-aluminate shows both high thermochemical stability in contact with alkali and high dissolution resistance to liquid oxides. Industrial trials are underway in an American hazardous waste incinerator located in Houston. The results after a trial period of 7.5 months show that calcium hexaluminate castable is resistant

Cette thèse porte sur les contaminations comme cause d’un dommage et conséquence d’une faute. Elle prend pour terrain deux affaires de santé environnementale, liées pour l’une à la présence d’amiante sur le campus universitaire de Jussieu (Paris) et pour l’autre à la pollution générée par un incinérateur d’ordures ménagères implanté à côté d’Albertville (Savoie). Revenant sur les contestations successives auxquelles ces situations ont donné lieu depuis le milieu des années 1970, la thèse s’intéresse au rôle central joué depuis le milieu des années 1990 par des personnes directement concernées par les risques, qui problématisent les contaminations auxquelles elles sont exposées en termes de dommages évitables, engageant la responsabilité pénale d’une série d’acteurs. La thèse étudie corrélativement les conséquences de ces contestations sur la prise en compte des problèmes amiante et dioxines, à la fois par les administrations en charge de la régulation des toxiques environnementaux et par la justice, chargée de se prononcer sur une éventuelle faute. Elle s’appuie sur l’analyse d’un vaste corpus de documents publiés et d’archives (militantes, administratives et judiciaires), couplée à la conduite d’une quarantaine d’entretiens semi-directifs auprès des acteurs impliqués dans ces dossiers.A partir d’une approche par arène, la thèse explore les différents lieux de définition et de traitement des problèmes soulevés, en accordant une place centrale aux diverses formes d’expertise qui y sont déployées : savoirs mobilisés pour conduire et alimenter la contestation ; savoirs mobilisés pour fonder les décisions publiques ; savoirs mobilisés pour motiver les décisions judiciaires. L’arène des conflits sociaux, l’arène administrative et l’arène pénale sont des espaces régis par des logiques et des enjeux spécifiques que la thèse a pour objet de mettre au jour, sans toutefois en faire des espaces autonomes ou figés. En adoptant une perspective micro-historique, et en s’attachant à décrire les événements au plus près de leur déroulement, l’étude se révèle au contraire capable d’observer comment les arènes interagissent entre elles et comment les règles qui les caractérisent sont susceptibles d’évoluer via le truchement des problèmes posés. L’enquête montre que le degré d’autonomie et d’interconnexion des arènes constitue un point essentiel pour expliquer la trajectoire des affaires étudiées. Celle-ci dépend des interactions qui se nouent, ou à l’inverse ne parviennent pas à se nouer, entre les différentes arènes, mais ces processus opèrent discrètement. A un niveau plus structurel, la thèse montre comment l’arène administrative et l’expertise à finalité politique se transforment sous l’effet des mobilisations et du recours au droit, avec une professionnalisation accrue et le développement de standards d’évaluation des risques – tout en pointant les effets ambivalents que cela peut avoir en termes de reconnaissance des problèmes dénoncés. Elle renseigne enfin sur les mécanismes, propres au droit et aux catégories juridiques, qui rendent difficile la pénalisation de la santé publique, en particulier en raison des réticences du droit à intégrer un raisonnement de type probabiliste pour prouver juridiquement l’existence d’un dommage
This thesis focuses on contaminations as the origin of a damage and the consequence of a fault. It is grounded in two specific cases in environmental health, one connected to the presence of asbestos on the university campus of Jussieu (Paris), the other to the pollution generated by a waste incinerator near Albertville (Savoie). By examining the successive disputes generated by these situations since the mid-70s, the thesis concentrates on the central role played by people directly affected by the risks, from the 1990s onwards, in problematizing the contaminations to which they were exposed in terms of preventable damages, raising the criminal responsibility of a number of key players. The thesis examines how the questions of asbestos and dioxins sanitary impacts have been taken into consideration by the administrations regulating environmental toxics, and by the judicial system, which has to rule on possible misconduct. This work analyses a vast body of published documents and archives (from activists, administrations and the legal system), coupled to over fourty semi-structured interviews with the main stakeholders involved in the cases.Using an analysis based on arenas, the thesis explores the different social spaces where the problems were defined and addressed, placing emphasis on the different forms of expertise developed: the knowledge used to lead and feed the contestations; the knowledge used to guide public decisions; the knowledge used to substantiate judicial decisions. The arena of social conflicts, the arena of the administration and the arena of criminal justice are governed by specific principles and challenges, which are brought to light in this work, without, however, considering them as rigid and autonomous spaces. By adopting a micro-historical perspective, and by closely describing the events as they unfolded, this study reveals how the different arenas interacted with each other, and how the rules that govern them evolved as an effect of these affairs. This investigation shows that the degree of autonomy and interconnexion of these arenas is a crucial point, which can explain the trajectory of the cases studied. This trajectory depends on the interactions that take place - or do not take place - between the different arenas, but these processes operate discreetly. On a more structural level, the thesis shows how the administrative arena and the public policy expertise evolved under the influence of the mobilisations and the use of criminal law, resulting in an increased professionalization and the development of risk assessment standards – while highlighting the ambivalent effects that this may have on the recognition of the issues raised. Finally, this thesis reports on the mechanisms, specific to the law and judicial categories, which make the penalisation of public health difficult, particularly because of the reluctance of French criminal law to adopt a probabilistic type of reasoning to legally prove the existence of a damage