Academic literature on the topic 'Incinération déchet'

L'eau et les déchets ont longtemps été des sujets absents de la scène politique et diplomatique du changement climatique. Il aura fallu attendre la COP 22 à Marrakech pour que le lien soit fait entre préservation de la ressource en eau et lutte et adaptation au changement climatique, ce qui aboutira à l’instauration d’une journée «eau et climat» à la COP 23 à Bonn. Pourtant si les services de l’eau et de l’assainissement peuvent être à l’origine d’émissions de GES - principalement au travers de leurs infrastructures ou biens immobilisés, ils s’avèrent également aussi de puissants leviers de réduction voire d’évitement d’émissions, notamment au travers de l’ensemble des productions d’énergie qu’ils permettent: méthanisation de boues, de déchets organiques, incinération avec récupération d’énergie...

La fermeture des décharges, programmée pour 2002, requiert l'utilisation d'autres procédés de traitement pour la destruction des déchets produits par notre société. L'incinération est une solution potentielle à condition d'optimiser le fonctionnement des procédés et d'améliorer la formation des opérateurs. La construction d'un simulateur en temps réel doit permettre de parachever ce double objectif. Le travail de cette thèse s'intéresse, dans ce contexte, à la modélisation et à la simulation de l'incinération en lit fluidisé. Après avoir représenté l'hétérogénéité des ordures ménagères par un déchet modèle composé de bois, carton et PVC, une des spécificité du procédé est utilisée, conduisant à l'élaboration d'un déchet équivalent. L'accent est alors mis sur la modélisation du réacteur, et plus particulièrement sur son hydrodynamique. Une zone bidimensionnelle, siège de la transformation des volatils, est implantée dans le modèle de réacteur en lieu et place du film de Werther. Ce type de modélisation de la partie bouillonnante est complétée par deux zones pour représenter la surface libre du lit. Par ailleurs, les réactions prises en compte permettent de traiter la combustion des volatils, la combustion hétérogène du résidu de pyrolyse et la génération de polluants (So X, No X). L'algorithme itératif de résolution développé utilise la technique de la superposition des effets et le concept de fraction de mélange pour réduire la complexité numérique du problème. Par ailleurs, l'intégration de réseaux de neurones dans le code permet de réduire les temps de calcul. Une étude de sensibilité aux différents paramètres de fonctionnement du four, menée au travers de simulations effectuées à partir du code, est proposée. Enfin, une approche systémique permet d'envisager l'objectif de simulateur du procédé.

Le travail présenté concerne le procédé de traitement des déchets émetteurs Alpha à vie longue, développé par le Service de Confinement des Déchets du CEA, consistant à incinérer ces déchets et à en vitrifier les cendres par micro-ondes. L'étude présente tout d'abord les matériaux à caractériser (cendres d'incinération, verres) suivis de mesures de leur permittivité électrique. Une description du four de fusion DEMO (DEnsification par Micro-Ondes) précède sa caractérisation électromagnétique. Le chauffage du verre en fusion par micro-ondes, de type inductif; est alors mis en évidence dans cette partie. La modélisation du transfert de puissance au verre en fusion est ensuite présentée. Elle s'appuie sur une sectorisation du four en fonction de l'affaiblissement propre à chacune des trois zones. Le modèle permet d'obtenir une formule générale de la puissance dissipée dans le verre en fusion fonction de l'atténuation et de la position du piston de court-circuit. La quatrième partie relate les essais de coulée de différents verres, s'appuyant sur les améliorations technologiques apportées au four et découlant de la modélisation. Une corrélation entre la modélisation et les résultats des essais est proposée. Une caractérisation sommaire du matériau obtenu permet de vérifier que ses qualités sont acceptables au regard notamment de la lixiviation.

L’incinération des ordures ménagères est un problème d'actualité. Elle s'effectue dans des usines spécialisées (UIOM) capables de réceptionner de nombreux camions qui déversent des déchets dans une fosse avant leur incinération dans des fours. Le pontier est l'ouvrier chargé d'organiser l'accueil des camions ainsi que l'alimentation des fours. Le but de cette thèse est l'étude de l'automatisation d'un tel poste. Nous nous sommes intéressés aux différents problèmes scientifiques que pose une telle réalisation, notamment le système de perception d'un tel automate. Dans ce mémoire, nous abordons trois points importants et innovants qui ont en commun d'avoir trait à la vision par ordinateur. La cartographie d'une fosse UIOM avec des contraintes de volume et de temps d'obtention, la surveillance des trémies de fours via un écran relié à une camera de surveillance, l'estimation du pouvoir calorifique des déchets présents dans la fosse par analyse de texture

Les charbons actifs sont des matières carbonées ayant subi un traitement chimique et/ou physique spécifique leur conférant une porosité très développée, et par conséquent un certain pouvoir adsorbant. Le modèle industriel de production de charbons actifs passe nécessairement par une phase dite d'activation qui demande un investissement lourd engendré non seulement par la complexité des installations mais aussi par la spécificité des procédés. L’étude consiste à utiliser des matières premières peu onéreuses (résidus d'exploitations agricoles, taillis à courte rotation) pour la production de charbons ayant des propriétés requises pour une application en traitement d'eau usée et cela sans recours aux procédés d'activation. Afin de palier à une moindre efficacité par rapport aux charbons actifs commerciaux et dans un souci de rendre la filière bien plus attractive, la faisabilité de la dégradation thermique des polluants, associée à celle d'une récupération de l'énergie des charbons ont été étudiées. Des charbons végétaux sont produits par pyrolyse conventionnelle simple. Une étude de l'influence des paramètres de traitement a été réalisée, en vue d'une maximisation de la capacité des produits à adsorber des polluants aqueux. Le pouvoir adsorbant de ces matières carbonées activées (MCA) obtenues, est caractérisé par la surface spécifique et les indices (d'adsorption) d'iode et de bleu de méthylène. Des tests d'abattement de polluants modèles ou réels ont permis d'estimer les performances des MCA en dépollution d'effluents réels. Les résultats obtenus montrent que les charbons de bois, produits par pyrolyse conventionnelle ont des performances approximativement moitié de celles des charbons actifs commerciaux destinés au traitement en milieu aqueux. La co-valorisation par combustion des MCA consiste à incinérer les polluants pièges via un mélange tri-phasique solide/liquide/gaz (mousse chargée en charbon pollué). L'énergie ainsi générée peut être utilisée à d'autres fins. Les essais réalisés dans ce sens ont permis d'atteindre des niveaux élevés de solide dans la mousse et une destruction quasi-totale des polluants adsorbés. Les approches économiques réalisées à partir d'étude de cas réels, aussi bien pour la production que pour l'utilisation des MCA (en dépollution et génération d'énergie), affichent des résultats prometteurs.

Le premier des trois chapitres est consacre a la post-combustion, en plasma d'arc souffle d'oxygene, de gaz issus d'un four de pyrolyse d'un pilote d'incineration de dechets nucleaires technologiques. Apres une approche thermodynamique du procede envisage, l'auteur presente les parametres de fonctionnement du reacteur de post-combustion mis au point au laboratoire et les resultats d'un essai typique. La fusion/vitrification de cendres, issues du meme pilot d'incineration, dans un four a plasma a arc transfere sur un bain de basalte dans un creuset froid fait l'objet du deuxieme chapitre. On decrit, de facon detaillee, le dispositif experimental utilise. Les resultats des bilans matiere, des analyses chimiques des poudres recuperees dans les differents modules du pilote, ainsi que les resultats des tests de lixiviation effectues sur le verre elabore sont presentes et commentes. Le troisieme chapitre traite de la conception d'un four a plasma a arc transfere, pour le traitement de dechets radioactifs solides, au sein duquel sont reunies simultanement les trois fonctions: pyrolyse, combustion et piegeage de la partie minerale dans un bain de verre. Dans une premiere phase, l'auteur presente les resultats obtenus pour le traitement de brai (residu solide de la pyrolyse) avant d'exposer ceux obtenus avec les dechets

L'objectif de ce travail est d'étudier les différents éléments techniques et économiques pour la production massive d'hydrogène par le procédé d'Electrolyse Haute Température (EHT) et la possibilité d'utiliser différentes sources d'énergie thermique pour évaporer l'eau nécessaire au procédé. Parmi les sources d'énergie thermique envisagées, nous avons retenu les unités d'incinération de biomasse et de déchets ménagers, les réacteurs nucléaires à « Eau Pressurisée » (European Pressurised Reactor - EPR) et au sodium liquide (Sodium Fast Reactor - SFR). Pour chacune de ces sources, nous avons développé une étude technique concernant la production de la vapeur et ses caractéristiques. Ensuite, nous présentons la description du formalisme permettant le dimensionnement, l'évaluation économique et la modélisation des équipements constituant le procédé EHT, en particulier l'électrolyseur constitué par les cellules d'électrolyse à oxydes solides (anglais - SOEC). Finalement, le couplage des sources d'énergie thermiques avec le procédé EHT est réalisé et le coût de production d'hydrogène est déterminé pour chacune de ces sources. Ensuite, sont examinées successivement les influences du débit d'hydrogène produit, de la densité de courant imposée aux cellules, leur coût de production et leur durée de vie, du coût de l'électricité et des coûts de maintenance sur la compétitivité du procédé. Notre étude montre que le coût de production du kilogramme d'hydrogène est principalement influencé par le coût d'énergie thermique inhérent aux sources d'énergie, alors qu'il est moins influencé par la température de la vapeur produite. Il s'avère que le coût de l'électricité nécessaire au fonctionnement du procédé et la durée de vie des électrolyseurs constituent des paramètres clés pour rendre le procédé compétitif. En effet, l'électricité représente une contribution de plus de 70% dans le coût total de production d'hydrogène. La durée de vie maximale de l'électrolyseur de 3 ans au lieu de 1 an actuellement, permettrait de diminuer de 34% le coût de production d'hydrogène, mais des améliorations sur la durée de vie de 5 ans voire 10 ans ne permettraient que des réductions sur le coût de production d'environ 8%.

Dans l’ensemble de l’Afrique de l’Ouest, la gestion des déchets est un problème prioritaire principalement pour les villes qui accueillent une population toujours plus nombreuse. C’est le cas de la ville d’Abomey-Calavi, qui n’a pas un système organisé de gestion des déchets. Pour permettre une gestion optimisée des déchets, une politique globale basée sur des éléments tangibles et démontrés doit être mise en oeuvre. Il est ainsi primordial d’analyser le problème et ses caractéristiques, de tester différentes solutions envisagées, et d’optimiser les systèmes viables. L’objectif de cette étude est de fournir des pistes de solution pour le traitement des déchets d’Abomey-Calavi. Il s’agit ainsi d’étudier la problématique, depuis la caractérisation des déchets jusqu’à la proposition de solutions appropriées et les conditions de leur mise en oeuvre. Les voies testées dans cette étude sont thermochimiques (Pyrolyse, Combustion et Gazéification). L’hétérogénéité des déchets ne permet pas leur étude en laboratoire (cher et non représentatif), c’est la raison pour laquelle il a été mis en place un déchet modèle constitué de 88% de bois, 7% de Carton et 5% de plastique établi sur la base de la caractérisation typologique des déchets de la ville et des hypothèses chimiques. L’étude de la pyrolyse a été réalisée en deux parties : une première partie concerne la pyrolyse lente en ATG tandis que la deuxième partie s’intéresse à la pyrolyse rapide. Les études en ATG ont révélé que la pyrolyse rapide du DM ne peut s’effectuer qu’à une température supérieure à 500°C. Dans la continuité des résultats obtenus en pyrolyse, une étude de gazéification à l’air a été effectuée sur le bois et le DM à une température de consigne de 800°C dans un réacteur à lit fluidisé dense. Les essais ont permis d’observer que les résultats sur ces deux types de combustibles sont très proches. Un modèle simple a été élaboré pour la production de gaz, de condensables et de charbon pendant la gazéification. L’étude de la combustion du DM dans la chaudière à grilles mobiles du LERMAB montre que la combustion est de meilleure qualité lorsqu’elle a lieu dans un réacteur de puissance élevée. Par rapport au bois, la combustion du mélange combustible (DM) dans la chaudière ne présente pas d’effets négatifs. Ces résultats paraissent très intéressants quant au choix définitif d’une meilleure voie de valorisation des déchets de la ville d’Abomey-Calavi. Enfin, une filière de gestion des DSM de la ville d’Abomey-Calavi est proposée en trois étapes, elle est basée sur un traitement mixte biologique-thermochimique des déchets qui auraient été préalablement et éventuellement partiellement séchés
Generaly in West Africa, the waste management is a priority problem mainly for the cities which welcome a growing population. It is the case of the city of Abomey-Calavi, that has no organized system of waste management. To allow an optimized management of waste, an overall policy based on tangible and demonstrated elements must be implemented. It is so essential to analyze the problem and its characteristics, to test various envisaged solutions, and to optimize the viable systems. The objective of this study is to provied solutions for the waste treatment of Abomey-Calavi. It is so a question of studying the problem, since the characterization of waste until the proposal of appropriate solutions and the conditions of their implementation. The methods tested in this study are based on thermochemical ways (Pyrolysis, Combustion and Gasification). The heterogeneous nature of waste does not allow their study in laboratory (more expensive and not representative). Thus, a model waste (MW: wood 88 %, Cardboard 7 %; Plastic 5 %) was established and based on the typological characterization of the waste of the city and the chemical assumptions. The study of the pyrolysis was realized in two parts. Slow pyrolysis in TGA and fast pyrolysis. TGA shows that the fast pyrolysis of the model waste can be made only at temperatures above 500°C. In the continuity of the results obtained in pyrolysis, a study of air gasification was made on the wood and the model waste at temperature of 800°C in a fluidized bed reactor. The tests allowed to observe that the results on these two types of fuels are very close. A simple model for the production of gas, condensable and of char during the gasification in fluidized bed was developed.The study of the combustion of MW in the boiler of LERMAB shows that the combustion is better when it is made in a reactor of high power. Compared with the results obtained on the wood, the combustion of the combustible mixture (MW) in the boiler does not present negative effects. These results seem very interesting for the choice of a better way of thermochemical treatment of the waste of the city of Abomey-Calavi. Finally, a waste management chain of HSW of the city of Abomey-Calavi is proposed in three parts and based on a mixed biological – thermochemical process preceded by the sorting

L'objet de ce travail a été de proposer une modélisation couplant le comportement des déchets en combustion à des critères d'incinérabilité et d'acceptabilité des déchets industriels banals (DIB) en incinération combinée avec des ordures ménagères. Le but était d'optimiser le choix du DIB traité en s'adaptant au process existant. Un modèle de combustion a été élaboré afin de simuler le comportement des déchets en incinération. Il intègre les caractéristiques des déchets traités (analyse immédiate, composition élémentaire, PCI), de l'air comburant (température de l'air primaire et secondaire, distribution de l'air primaire sous la grille d'incinération, répartition de l'air primaire par rapport à l'air secondaire) et de l'installation (dimensions du four, de la chaudière et de la grille, géométrie de l'installation, revêtements des parois, température de l'émulsion circulant dans les parois). Cette modélisation a été validée par des mesures expérimentales effectuées sur site et en pilote. Les résultats obtenus ont permis la mise en place de critères d'identification des comportements critiques des déchets, vis à vis de l'installation et/ou de la réglementation, qui déterminent leur acceptabilité en unité de valorisation énergétique.

Dans le but d'evaluer les avantages de l'utilisation du plasma thermique en incineration de dechets technologiques radioactifs (cellulose, caoutchouc, plastiques,. . . ), on a etudie les phenomenes mis en jeux dans deux types de reacteurs plasma. On trouve dans la premiere partie une description des differents types de dechets radioactifs, et des procedes plasmas thermiques existants utilises pour leur traitement. L'auteur aborde ensuite l'etude de la postcombustion de gaz de pyrolyse dans un reacteur a plasma d'arc souffle d'oxygene. Il utilise la methode des plans d'experiences pour caracteriser les performances de combustion dans le reacteur, dans une large gamme de composition des gaz a traiter, et sous differentes conditions d'exces en oxygene et de puissance de fonctionnement. La modelisation de la cinetique de la combustion est egalement decrite au moyen d'un systeme de 116 reactions chimiques entre les 25 especes presentes dans le melange gazeux. La troisieme partie concerne l'etude du fonctionnement d'un reacteur d'incineration / vitrification a plasma d'arc d'oxygene transfere sur un bain de basalte. On montre l'efficacite du traitement en ce qui concerne la combustion des dechets et l'homogeneite du verre obtenu. L'etude de la volatilite des elements du verre ainsi que de traceurs ajoutes aux dechets (ce, cs, sr, co) est egalement abordee. On donne tout d'abord des resultats sous la forme de bilans matieres post-essai puis, au moyen d'une methode de diagnostic par spectroscopie d'emission : l'auteur a mis au point une methode qui permet de suivre en temps reel et in-situ les concentrations en vapeurs metalliques au dessus du bain dans le cas d'un plasma presentant une symetrie plane.