L’enfouissement des déchets est-il une solution durable ?

Un lieu d’enfouissement sanitaire (LES) est un lieu de dépôt définitif des déchets solides. Malgré toutes les améliorations mises en place, l’enfouissement est encore, aujourd’hui, la destination finale de la moitié des déchets ménagers.

Centre d’enfouissement des déchets de la ville de Québec au Canada. © Natura Sciences

Par le passé, de nombreux incidents liés à la contamination du sol, mais aussi à la contamination des eaux souterraines ont eu lieu faute de connaissances sur la dispersion des contaminants. Pour cela, de nos jours, le lieu d’enfouissement sanitaire est contraint de respecter un certain nombre de règles pour protéger l’environnement. Ainsi, un arrêté ministériel impose depuis 1997, l’utilisation d’une barrière de sécurité dans le fond de ces installations, dites décharges dites de catégorie 2. Ces installations doivent, de plus, être situées à l’écart des nappes phréatiques afin d’éviter les contaminations.

Le déroulement de l’enfouissement des déchets est le suivant : le camion arrive sur le site du LES et fait l’objet d’une première pesée afin de connaître la masse de déchets entrant. Il dépose ensuite son chargement dans une cellule d’enfouissement et le compacteur effectue une compaction des déchets. Le camion est également pesé à la sortie du site pour déterminer la masse de déchets déversés. A la fin de chaque journée, les déchets reçus dans la cellule sont recouverts d’une couche de sol d’environ 20 cm, également compactée. Le sol utilisé est généralement celui qui a été excavé lors de l’aménagement de l’aire d’enfouissement.

Collecte et traitement des lixiviats pour la protection des nappes phréatiques

Exemple de traitement des lixiviats par aération forcée © Natura Sciences

Les eaux récoltées, appelées lixiviats, sont produites par le passage des eaux de pluie à travers les déchets. Ces eaux polluées, contiennent des métaux, des nutriments, des sels, des acides organiques, des huiles et des graisses et des coliformes fécaux. Il faut donc être particulièrement attentif à leur production et leur dispersion afin d’empêcher toute contamination des eaux à proximité du terrain. Le système de captage des eaux de lixiviation est composé de trois éléments principaux : le réseau de couche de drainage, le système de pompage et le lieu de stockage. Ensuite, ces eaux sont traitées dans une unité d’épuration locale avant d’être rejetés dans le milieu naturel. Les puits de pompage permettent de réinjecter en partie les lixiviats afin de garder un taux d’humidité suffisant.

Récupération et valorisation énergétique du biogaz : réduction des émissions de GES

Lors de la décomposition des déchets enfouis dans le LES, une quantité importante de biogaz sera émise. La quantité et la qualité de ces émissions varient en fonction de la nature des déchets et de la durée de leur enfouissement. En effet, il existe deux types de matériel dégradable. Il s’agit des matières à dégradation rapide (exemple : les déchets de table, les journaux et le papier) et ceux à dégradation lente (exemple : le caoutchouc, le cuir, le bois et le plastique).

Le méthane et le dioxyde de carbone constituent la plus grande portion des gaz résultant de la digestion anaérobique des déchets. Cependant, on retrouve également une longue liste de composés plus toxiques en faibles concentrations. Ces biogaz sont donc très néfastes pourl’environnement. C’est pourquoi les LES municipaux nécessitent, aujourd’hui, l’installation de systèmes de collecte pour les traiter. Une fois collectés, ces gaz peuvent être utilisés comme source d’énergie, s’ils sont en quantités suffisantes, ou simplement brûlés, afin de minimiserl’émission de gaz toxiques et de gaz à effet de serre. Une tonne de déchets ménagers ainsi stockés produit en moyenne cent mètres cubes de méthane, soit l’équivalent de cent litres d’essences. L’objet des recherches scientifiques actuelles est d’optimiser dans le temps, la production des biogaz considérés comme une énergie renouvelable permettant une production d’électricité et de chaleur.

Etanchéité des alvéoles pour la protection des sols

De nombreuses contraintes doivent être respectées avant de déterminer le site du LES comme par exemple les caractéristiques du sol. En effet, dans des conditions idéales, la formation géologique doit résister à l’infiltration et la profondeur doit être suffisante pour pouvoir isoler au maximum les lixiviats des eaux souterraines. Généralement, les argiles conviennent très bien car elles possèdent les caractéristiques requises pour un sol, et ont un gonflement nul. Lorsque les caractéristiques des sols ne répondent pas aux exigences requises pour la barrière étanche, il existe néanmoins une solution pour palier à ce problème : les couches de sable / bentonite qui peuvent jouer le rôle d’une barrière contre la migration des contaminants, ou le dépôt d’un film plastique (géomembrane).

Contrôle et suivi de la pollution

Un contrôle permanent des barrières étanches et du traitement des lixiviats doit être effectué. D’une part, en s’assurant que la géomembrane ne présente aucune fuite et de l’autre part, en contrôlant la qualité des eaux de lixiviation traitées qui seront rejetées.

Des puits de contrôle visant la qualité de l’air sont installés. Ils servent à s’assurer que les gaz sont correctement captés et que les quantités d’émissions atmosphériques et dans le sous-sol sont minimes. De plus, des puits de surveillance sont également disposés en amont (puits de référence) et en aval de l’écoulement de l’eau autour du LES afin de vérifier la qualité des eaux souterraines et des eaux de surfaces se trouvant à proximité. Toutes ces opérations doivent, bien sûr, avoir lieu pendant toute la durée de vie utile, mais également dans les années suivant la fermeture du site. En effet, les opérations de contrôle de la pollution doivent se poursuivre après la fermeture, car la production de lixiviats et de biogaz seront encore effectives.

Intégration paysagère du site et suivi de la post-exploitation

 Une fois le centre de stockage plein, il faut réaménager le site dans le paysage. Plusieurs possibilités sont offertes, mais un suivi rigoureux de chaque cellule d’enfouissement est nécessaire. Actuellement, les déchets sont digérés en une trentaine d’années.

 Intérêts et études à mener

Tout l’intérêt ici est de maîtriser la dégradation de la matière organique, d’accélérer la stabilisation des déchets ou encore d’optimiser la transformation de la matière organique en méthane, source d’énergie renouvelable. Les facteurs étudiés pour jouer sur le rendement et la rapidité de la méthanisation sont :

• Des facteurs physico-chimiques : Température, pH…
• La population microbienne : Les microorganismes impliqués, leur fonction  réalisée, leur métabolisme. Ce point est actuellement le plus étudié.  Grâce à l’approche moléculaire par l’ARN 16S, véritable « marqueur d’une espèce », les micro-organismes impliqués peuvent être définis.  La question primordiale à laquelle il faut répondre aujourd’hui est celle de la fonction réalisée par chaque micro-organisme. Ainsi, une population idéale pourra être définie pour réduire le temps de digestion.

Auteur : Matthieu Combe, fondateur du webzine Natura-sciences.com