Schlüsselwörter
(Französisch)
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biphényles polychlorés, BPC, polychlorodibenzoparadioxines, PCDD, dioxines, polychlorodibenzofuranes, PCDF, furanes, pays en voie de développement, incinérateur, déchets plastiques, système de régulation, combustion, OPair
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Kurzbeschreibung
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La majorité des déchets dans les pays en voie de développement (PVD), lorsqu’ils ne sont pas recyclés, sont entreposés dans des décharges. Ces décharges provoquent toutefois des problèmes environnementaux et sanitaires graves, car elles ne sont pas aménagées, ni équipées pour pouvoir sécuriser l’entreposage à long terme des déchets sans qu’il n’y ait d’émissions toxiques dans le sol, l’eau ou l’atmosphère. Dans la plupart des cas, il n’y a pas non plus de cimenterie aux alentours qui serait capable d’incinérer ces déchets de manière respectueuse de l’environnement. L’incinération à l’air libre comme elle est souvent pratiquée pour réduire les quantités de plastiques est également nocive pour l’environnement et la santé, en raison des toxiques générés dans cette forme de combustion non contrôlée (notamment les biphényles polychlorés (BPC), les polychlorodibenzoparadioxines (PCDD ou dioxines) et les polychlorodibenzofuranes (PCDF ou furanes).
Les partenaires du présent projet se sont fixés l’objectif de développer un petit incinérateur permettant de diminuer massivement les émissions nocives de la mise en décharge et de l’incinération à l’air libre des déchets plastiques et qui soit d’un prix abordable pour les PVD. Le développement et la fabrication de l’incinérateur seront faits en Suisse. Un test en conditions réelles sera fait dans la ville de Moroni, capitale de l'Union des Comores. Un partenaire comoréen actif dans le traitement des déchets, l’association Ulanga Traitement, est associé au projet.
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Ergebnisse gemäss Vertrag
(Französisch)
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1. Le cahier de charges (CdC) pour le four avec système de régulation est rédigé
2. Les dessins techniques détaillés du four et du système de régulation sont réalisés.
3. Le prototype du four avec système de régulation est fabriqué et assemblé. (Jalon 1).
4. Les essais du prototype du four avec système de régulation démontre que les limites selon l’ordonnance sur la protection de l’air (OPair) suisse peuvent être si possible respectées, mais au moins atteindre une amélioration des émissions de 99% par rapport à la combustion de matière plastique à l'air libre.
5. Rédaction des conclusions et des définitions pour la suite du projet.
6. Rédaction d’un rapport final présentant les résultats des points 1 à 5.
7. Eléments de textes et illustrations ou photos pour l’impression d’un fact-sheet à l’adresse du public.
8. Présentation des résultats lors d’un colloque scientifique à l’OFEV (avec présentation Power-point).
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Projektziele
(Französisch)
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Elaborer un petit incinérateur pour des déchets plastiques avec un système de régulation de la combustion afin de maintenir les conditions de combustion optimales et de diminuer significativement les émissions de substances polluantes telles que les dioxines et les particules fines.
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Beschreibung der Resultate
(Französisch)
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Les partenaires du présent projet se sont fixés l’objectif de développer un petit incinérateur permettant de diminuer massivement les émissions nocives de la mise en décharge et de l’incinération à l’air libre des déchets plastiques et qui soit d’un prix abordable pour les pays en voie de développement.
Les différents concepts envisagés étaient la co-combustion du plastique avec le bois dans un poêle gazéificateur, ou bien un four à grille, à une ou deux zones de combustion, avec assistance au propane. C’est cette dernière option qui a été retenue car ce type de four est plus connu, par ex. pour la distillation (ylang- ylang) et on ne voulait pas favoriser la consommation de bois dans les pays concernés (déforestation). De plus, afin d’éviter le risque de la synthèse de novo (Dioxine), on a tout d’abord considéré l’utilisation exclusive de de plastique trié non chloré. La construction a été faite avec des briques réfractaires quasi identiques à celles produites au Burkina Faso dont un échantillon a été fourni par Terre et Faune. Afin d’entretenir la combustion des plastiques et pour atteindre les limites d’émission visées, on a utilisé un brûleur d’appoint au propane. Par rapport à une combustion à l’air libre, on a pu réduire les émissions de particules de 80% avec un pourcentage massique de plastique d’inférieur à 60% (40% propane), et aucune émission de dioxines n’a été décelée. Par contre, les valeurs de CO étaient 50% plus élevée que la combustion à l’air libre ce qui est explicable par une dilution moindre. Les mesures d’amélioration envisageables sont d’augmenter du temps de séjour des gaz et de disposer d’une zone de postcombustion. Après consultation avec les partenaires, la priorité est à présent de développer un plan pour l’utilisation du four en valorisant la chaleur produite.
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Umsetzung und Anwendungen
(Französisch)
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La technique utilisée et le concept doivent être simples, peu couteuses, robustes et disponibles sur place. En raison des contraintes requises pour la combustion (température> 800 ° C et combustion complète) et la restriction sur les matériaux et techniques utilisables, le concept d’un petit incinérateur sans alimentation électrique externe, donc sans ventilation, n’est pas idéal. Néanmoins, on a considéré qu’un modèle de four à pizza ou à pain avec co-combustion de propane (propre, disponible et efficace) était le concept le mieux adapté. On a fait l’hypothèse d’un traitement 5 t/an de matières plastiques au minimum. Pour la conception du four, on s’est basé sur les expériences concernant la vitesse de la combustion de plastique et du bois de l'Université de Kassel. Les essais ont confirmé ces expériences avec une grande variance et c’est ce qui a permis de définir les dimensions du four. Le four a été construit avec des briques réfractaires résistant jusqu'à 850 °C, similaires à celles du Burkina Faso. Un brûleur atmosphérique au propane de puissance entre 10 et 50 kW a été placé au centre de la chambre de combustion. Les prix pour ce type de brûleur varient entre 600 à 2000 Euros. Une deuxième chambre a été installée afin de conserver la chaleur. On a également installé une grille avec une chicane métallique afin d’éviter une combustion directe et trop rapide. Cette variante a un auto-allumage rapide et un meilleur contrôle de la postcombustion.
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Weiteres Vorgehen
(Französisch)
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Une analyse morphologique des différentes options a été effectuée afin d’étudier la récupération de la chaleur perdue et l’amélioration du concept. Les potentiels significatifs d'amélioration se rapportent à la sélection de combustible auxiliaire, à l'alimentation en l’air, à l’énergie auxiliaire et à l'utilisation de la chaleur. Le bois est encore aujourd’hui l’alternative la plus utilisée et la moins chère pour le combustible auxiliaire. En raison de la combustion lente et stable, c’est aussi la solution la plus simple. Mais le bois a aussi un aspect négatif en raison de la déforestation. Par conséquent, il est important d'utiliser une grande fraction des plastiques et des déchets combustibles tels que carton, papier et déchets de bois. Une autre amélioration importante est l'alimentation en air grâce à une ventilation contrôlée. L'amenée d'air primaire et secondaire assurent une combustion complète, et donc une hausse du rendement de combustion et une réduction des émissions. Cependant, le taux d'électrification n’est que de 20% aux Comores et il faut donc prévoir une production locale d’électricité pour la ventilation et le filtre électrostatique. Cette énergie peut être générée par effet thermoélectrique (TEG) avec la chaleur perdue du four. Les unités TEG sont bien adaptées en taille et en température et sont d’un emploi souple et simple. D’autre part, on a vérifié au moyen de la plateforme REPIC, l'utilisation de la chaleur perdue pour le séchage à l’air chaud aux Comores et pour la distillation. Pour le séchage le volume d'air est trop faible mais la récupération est faisable pour l’évaporation de l'eau lors de la distillation des fleurs d'ylang- ylang ou de l'échaudage de la vanille. De plus, la génération d’électricité avec TEG pour les petites lampes Nuru de la plateforme REPIC ou des autres chargeurs de piles sont aussi faisable. La pertinence de la distillation d'ylang-ylang se reflète également dans l’utilisation des composants comme la porte du four, des unités TEG pour les petites pompes ou la cheminée avec filtre électrostatique pour le four existant en pierre.
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Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)
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- Préparation pour site internet SIB
- Préparation pour site internet HEIG-VD
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