Coïncinération des déchets en cimenteries et en chaufferies : exigences, émissions, pratique

La coïncinération des déchets consiste à les utiliser comme combustible (principal ou d’appoint) dans une installation dont la tâche principale est de produire de l’énergie thermique ou électrique, ou un produit tel que le clinker de ciment. Dans le droit de l’UE, elle se distingue de l’incinération dans un incinérateur par le fait que les déchets ne sont pas une fin en soi, mais remplacent une partie du combustible fossile. Les principaux acheteurs en Pologne sont les cimenteries ; les centrales de cogénération et les chaufferies jouent un rôle moindre.

Incinérateur ou installation de coïncinération : où passe la frontière

La directive relative aux émissions industrielles (IED) et la loi nationale du 14 décembre 2012 sur les déchets (ustawa o odpadach) distinguent deux types d’installations. L’incinérateur de déchets sert avant tout au traitement thermique des déchets, la récupération d’énergie n’étant qu’un complément. L’installation de coïncinération est une installation dont l’objectif essentiel est de produire de l’énergie ou des produits matériels, les déchets étant utilisés comme combustible ordinaire ou d’appoint, ou y étant traités thermiquement en vue de leur élimination. Cette différence détermine les limites d’émission, les exigences de mesure et les autorisations applicables. Si la coïncinération porte sur une part du combustible si importante que l’installation fonctionne en fait comme un incinérateur, les règles plus strictes applicables aux incinérateurs s’appliquent.

Pourquoi le four à ciment est si adapté

Une cimenterie présente trois caractéristiques difficiles à reproduire dans une chaufferie ordinaire :

• Très haute température. Le matériau dans le four rotatif atteint de l’ordre de 1 450 °C, et la flamme est encore plus chaude ; les fumées séjournent dans la zone de haute température nettement plus longtemps que le minimum exigé pour les incinérateurs (850 °C pendant 2 secondes).
• Milieu alcalin. Le calcaire et les matières premières du ciment fixent une part importante du chlorure d’hydrogène et des oxydes de soufre.
• Absence de résidu de combustion distinct. La partie minérale du combustible (cendres) est incorporée au clinker, de sorte qu’il ne se forme pas de mâchefer séparé. Cela a toutefois un prix : les métaux des déchets restent dans le produit, c’est pourquoi on contrôle leur teneur dans le combustible.

Dans les centrales de cogénération et les chaudières à grille, la coïncinération est plus difficile. Le chlore dans le combustible favorise la corrosion des surfaces de chauffe, et les cendres des déchets peuvent dégrader les propriétés des cendres du charbon ou de la biomasse. C’est pourquoi les installations énergétiques exigent un combustible dont la qualité est plus strictement contrôlée, ou des chaudières dédiées.

Ce que doit garantir une installation de coïncinération

Une installation qui coïncinère des déchets a besoin avant tout des autorisations appropriées : une autorisation de traitement des déchets et, pour les installations relevant de la directive IED, également une autorisation intégrée, dans laquelle sont indiqués les types et les masses de déchets admis. S’y ajoutent des exigences techniques et organisationnelles :

1. Procédure d’acceptation des déchets — évaluation préalable du fournisseur et du déchet, prélèvement d’échantillons, contrôle à l’entrée, possibilité de refuser un lot.
2. Dosage en un point garantissant la combustion — les déchets sont introduits de manière à traverser la zone de haute température ; lors du démarrage et de l’arrêt, le dosage est coupé.
3. Mesures en continu et périodiques — mesure en continu des poussières, des oxydes d’azote, des oxydes de soufre, du chlorure d’hydrogène, du carbone organique et des paramètres de base du procédé ; périodiquement, métaux lourds et dioxines.
4. Gestion des résidus — s’il y en a, ce sont des déchets nécessitant un suivi distinct.

Limites d’émission et règle de mélange

Les normes d’émission pour la coïncinération sont fixées à l’annexe VI de la directive IED, et en Pologne elles ont été mises en œuvre par l’arrêté du ministre de l’Environnement relatif aux normes d’émission applicables à certains types d’installations, aux sources de combustion de combustibles et aux dispositifs d’incinération ou de coïncinération de déchets. La limite n’est pas un chiffre unique : elle se calcule selon la règle de mélange, c’est-à-dire une moyenne pondérée par les volumes de fumées provenant des déchets et du combustible principal. Indépendamment de cela, pour les dioxines et les furanes s’applique la valeur de 0,1 ng/Nm³ (en équivalent toxique), et pour le mercure dans les fours à ciment 0,05 mg/Nm³ — ce sont des valeurs qui ne sont pas « diluées » par la part de déchets dans le combustible.

Pour les cimenteries, les exigences technologiques sont complétées par les conclusions sur les MTD pour l’industrie du ciment, de la chaux et de la magnésie (décision 2013/163/UE). Elles portent notamment sur le contrôle de la qualité des combustibles issus de déchets et sur la limitation des émissions de mercure.

Rôle des cimenteries dans le système polonais

Le secteur cimentier déclare que les combustibles de substitution lui fournissent plusieurs dizaines de pour cent de l’énergie thermique (de l’ordre de 40 %), et que chaque année arrivent dans les cimenteries de l’ordre de 1 500 000–2 000 000 tonnes de déchets, principalement sous forme de combustible issu de déchets municipaux (CDR). Une part plus faible est constituée notamment de pneus usagés ou de déchets industriels. Pour les communes et les installations de TMB, c’est un acheteur important de la fraction à haut pouvoir calorifique, mais aussi un goulet d’étranglement : lorsque les cimenteries limitent les réceptions (arrêts d’entretien, qualité des lots), le combustible issu de déchets s’accumule rapidement dans les stocks, ce qui signifie en pratique des problèmes de stockage et un risque d’incendie.

Du point de vue du climat, il est important qu’une partie du carbone des déchets (par ex. la biomasse du papier, du bois, des déchets organiques) soit d’origine biogénique. Dans la réglementation polonaise sur les énergies renouvelables, la partie biodégradable des déchets peut être traitée comme biomasse, ce qui compte pour la comptabilisation de l’énergie issue de sources renouvelables — cela exige toutefois de déterminer la part de la fraction biodégradable dans le combustible.

Erreurs fréquentes des fournisseurs et des acheteurs

• Traiter le CDR comme un « combustible ordinaire » et négliger la variabilité de composition d’un lot à l’autre.
• L’absence d’analyses du chlore et du mercure dans le combustible lors d’un changement de fournisseur de matière première.
• Une humidité trop élevée et des fractions trop grosses, qui compliquent le dosage.
• L’incohérence du code de déchet entre le contrat, la fiche de transfert et l’autorisation de l’acheteur.
• Supposer qu’un contrat avec une cimenterie « règle » le sujet — sans filière de secours pour la période des arrêts du four.

À quoi veiller avant de signer le contrat

1. Vérifiez si le code et le type de déchet figurent dans les autorisations de l’acheteur.
2. Fixez la spécification de qualité : pouvoir calorifique, teneur en chlore, mercure, soufre, humidité, granulométrie.
3. Prévoyez l’échantillonnage et le mode de règlement des litiges de qualité.
4. Convenez des règles pour la période des arrêts et les fluctuations saisonnières de la demande.
5. Veillez à un suivi cohérent dans la BDO des deux côtés de la transaction.

Climat et quotas d’émission

Les cimenteries font partie des installations couvertes par le système européen d’échange de quotas d’émission (EU ETS), de sorte que les émissions de CO₂ d’origine fossile ont un coût. Le combustible issu de déchets remplace une partie du charbon ou du coke de pétrole, mais contient aussi du carbone d’origine fossile (plastiques), qui est comptabilisé comme n’importe quelle émission fossile. L’économie de la coïncinération dépend donc du prix des quotas, du prix de reprise des déchets et des coûts de préparation du combustible. Pour le producteur de combustible issu de déchets, cela signifie que compte non seulement le pouvoir calorifique, mais aussi la part de la fraction biogénique et la stabilité des approvisionnements.

Ce texte est fourni à titre informatif et ne constitue pas un conseil juridique ; avant toute décision d’investissement ou démarche formelle, vérifiez la rédaction en vigueur des textes et consultez un juriste ou l’autorité compétente.