Thermocleantech: valorisation thermique optimale des déchets bitumineux pollués aux HAP

• Unité de recherche: OFEV
• Numéro de projet: UTF 743.17.24

Mots-clé (Français)

Déchets d'asphalte, HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques), Recyclage, Traitement thermique, Pyrolyse, Capture et stockage du carbone, NBClean-Tech

Description succincte (Français)

Les quantités de déchets d'asphalte (matériaux bitumineux de démolition) produites chaque année sont importantes (en Suisse,3.25 mio t/an et dans I'UE 150 mio t/an). Aujourd'hui, au maximum 85% de ces déchets sont valorisés en Suisse dans le domaine de la construction (~90% de la fraction contenant moins de 1'000 mg/kg de HAP). Toutefois, les déchets bitumineux contenant plus de 250 mg/kg de HAP ne pourront plus dès 2026 ètre recyclés tels quels dans la construction et ne pourront plus dès 2028 être mis en décharge. La seule filière d'élimination pour ces déchets, dont le volume est estimé à 500'000 t/an, sera alors l'exportation vers les usines de traitement aux Pays-Bas. Du point de vue des émissions de CO2, ceci est défavorable en raison des importantes distances de transport, du processus de combustion à 850°C et la décarbonatation d'une partie des minéraux. De plus, les grains sortant du processus de combustion hollandais voient leurs propriétés techniques amoindries tandis que la présence du CaO provenant de la décarbonatation des calcaires ou des grès est également problématique et empêche leur utilisation dans la fabrication de béton. 

Ainsi, il est aujourd'hui nécessaire de développer de nouvelles filières d'élimination en Suisse pour ces 500'000 t de déchets bitumineux contenant des HAP à plus de 250mg/kg. NewRoad a développé une méthode pour nettoyer les matériaux bitumineux de démolition, appelée NBCleanTech®. Elle permet de disloquer les produits de fraisage, sans concassage préalable en une fraction minérale contenant sable et gravier (~70%) ainsi qu'une autre fraction contenant le liant, bitume eyou goudron, et de la poussière minérale (~30%). Une première installation pilote qui traitera 15 t/heure de déchets bitumineux est en train d'être construite. Toutefois, lorsque la technologie NewRoad est appliquée à des déchets bitumineux contenant plus de 250mg/kg de HAP, le liant se trouve très fortement enrichi en HAP et est donc impropre à la valorisation. ll devrait donc être exporté aux Pays-Bas.

Le présent projet porte sur la comparaison entre cette filière et la mise en oeuvre d'alternatives d'élimination thermiques en Suisse (destruction des polluants par pyrolyse à 650°C ou combustion à 600°C, avec dans les deux cas production de chaleur). ll s'agit ici d'étudier les différentes technologies disponibles en considérant leurs coûts d'installation et d'exploitation, leur bilan énergétique et leur impact sur l'environnement (eau, air, sol).

Sont aussi considérés la qualité et la valorisation des produits finaux possibles (e.g. I'huile de pyrolyse) ainsi que la possibilité d'intégrer des solutions de captage et de stockage du carbone (CSS). Des premiers tests avec des petites quantités (batch de 200 g) prometteurs ont été faits à la haute école de Sion.

Objectifs du projet (Français)

1. Les granulats et sables des enrobés entre 250 et 1000 mg/kg HAP sont extraits et dépollués par le traitement NBClean-Tech®, soit dans les prototypes, soit dans le pilote industriel. La pollution résiduelle en HAP est déterminée en fonction de la taille des granulats, des différents types de roches et en fonction de la pollution de départ du déchet bitumineux. Les granulats et sables sont suffisamment dépollués pour être utilisés en construction de route, comme matériaux secondaires. Jalon 1

2. Le canton du Valais attribue l'autorisation de traiter des déchets bitumineux à plus de 1000 mg/kg HAP. Les granulats et sables des enrobés à plus de 1000 mg/kg HAP sont extraits et dépollués par le traitement NBClean-Tech®, soit dans les prototypes, soit dans le pilote industriel. Les granulats et sables sont suffisamment dépollués pour être utilisés en construction de route, comme matériaux primaires secondaires. Jalon 2

3. En plus des granulats et sables dépollués, la fraction d'HAP contenant du liant, du bitume eVou du goudron et des poussières minérales doit être traitée thermiquement, soit par combustion à 600°C soit par pyrolyse à 650°C. La quantité de la fraction HAP en tonnes qui doit être traitée thermiquement par an est déterminée selon les résultats des jalons 1 et 2.

4. Une étude comparant ces différentes méthodes de traitement thermique est terminée. Elle contient des tests en laboratoire concernant le traitement thermique et une pré-étude d'une future installation de combustion et une pré-étude d'une future installation de pyrolyse. Les pré-études des installations doivent discuter des coûts d'installation et d'exploitation, du bilan énergétique, de l'impact sur l'environnement (air, eau, sol) aussi en comparaison avec le traitement alternatif en Hollande, des informations sur des produits finaux possibles (par exemple, l'huile de pyrolyse) et la possibilité d'intégrer des solutions de captage et de stockage du carbone (CSC). Jalon 3

5. Les plans provisoires de l'installation de traitement thermique sont présentés avec les lieux d'implantation possibles.

6. Rédaction d'un rapport final présentant les résultats des points 1 à 5. Le rapport doit également renseigner sur la façon dont les publics-cible de I'innovation en tant que futurs utilisateurs ont été adressés pendant le projet et sur les mesures entreprises pour I'introduction sur le marché et les développements prévus à l'horizon des 5 prochaines années.

7. Eléments de textes, illustrations et au moins 3 photos pour I'impression de publications à I'adresse du public.

8. Une présentation des résultats avec PowerPoint sera effectuée à la fin du projet pour les personnes intéressées de l'OFEV.