Guide du Bioréacteur - Ademe

ÉTAT DES CONNAISSANCES TECHNIQUES ET RECOMMANDANTIONS DE MISE EN ŒUVRE POUR UNE GESTION DES INSTALLATIONS DE STOCKAGE DE DÉCHETS NONDANGEREUX EN MODE BIORÉACTEUR Décembre 2007 Étude réalisée pour le compte de l’ADEME et la FNADE Coordination technique : Isabelle HEBE - Département Gestion Optimisée des Déchets – Direction Déchets et Sols – ADEME Angers État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Remerciements Les initiateurs du présent document sont la Fédération Nationale des Activités de la Dépollution et de l’Environnement (FNADE), et l’Agence Nationale de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie (ADEME). Les concepteurs du présent guide se sont attachés l’appui et l’expérience d’un comité de pilotage restreint constitué de professionnels du stockage ainsi que l’apport scientifique d’un comité élargi rassemblant les laboratoires de recherche ayant participé aux travaux scientifiques sur le sujet. Auteurs Enquête, conception et rédaction par T. CHASSAGNAC (Cabinet 3C), assisté du bureau d’étude CSD AZUR. Comité de pilotage restreint Isabelle HEBE : ADEME Philippe BELBEZE : VEOLIA PROPRETE Arnaud BUDKA : SITA COSTE Emmanuel : COVED Nadir CROS : CHEZE Jean-Michel MANDIUK: DELTA DECHETS Vincent MILANOV : COVED Thomas LAGIER : VEOLIA PROPRETE Alain ROSPARS: GROUPE SECHE Comité de suivi élargi Christian DUQUENOI : CEMAGREF Dominique GUYONNET : BRGM Sylvain MOREAU : CEMAGREF Jean Pierre GOURC: LTHE Olivier BOUR : INERIS Financement Ont participé au financement de ce guide ADEME, FNADE, SITA, VEOLIA PROPRETE, COVED, SECHE ENVIRONNEMENT et le GNPMED représenté par BAUDELET ENVIRONNEMENT, BRANGEON ENVIRONNEMENT, CHEZE SA, CHARIER DV, DELTA DECHETS, GROUPE PIZZORNO ENVIRONNEMENT, MOULIN SA. ADEME 2/48 État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Toute représentation ou reproduction intégrale ou partielle faite sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite selon le Code de la propriété intellectuelle (art. L 122-4) et constitue une contrefaçon réprimée par le Code pénal. Seules sont autorisées (art. 122-5) les copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé de copiste et non destinées à une utilisation collective, ainsi que les analyses et courtes citations justifiées par la caractère critique, pédagogique ou d’information de l’œuvre à laquelle elles sont incorporées, sous réserve, toutefois, du respect des dispositions des articles L 122-10 à L 122-12 du même Code, relatives à la reproduction par reprographie. L’ADEME en bref L'Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie (ADEME) est un établissement public sous la tutelle conjointe du ministère de l'Ecologie, du Développement et de l’Aménagement durables, et du ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche. Elle participe à la mise en oeuvre des politiques publiques dans les domaines de l'environnement, de l'énergie et du développement durable. L'agence met ses capacités d'expertise et de conseil à disposition des entreprises, des collectivités locales, des pouvoirs publics et du grand public et les aide à financer des projets dans cinq domaines (la gestion des déchets, la préservation des sols, l'efficacité énergétique et les énergies renouvelables, la qualité de l'air et la lutte contre le bruit) et à progresser dans leurs démarches de développement durable. www.ademe.fr ADEME 3/48 État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Résumé La Fédération Nationale des Activités de la Dépollution et de l’Environnement (FNADE) et l’Agence Nationale de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie (ADEME) ont formé en 2007 un groupe de travail pour réaliser un guide dont l’objectif est de faciliter la mise en œuvre du mode de gestion en bioréacteur des Installations de Stockage de Déchets Non Dangereux (ISDND). Ce guide comporte un état des connaissances techniques et des recommandations de mise en œuvre du bioréacteur. Il s’adresse à des professionnels des ISDND (exploitants, concepteurs et inspecteurs des installations classées susceptibles d’être interrogés pour des projets). Le guide a été réalisé à partir d’études, de publications et de travaux de recherches sur le bioréacteur, de visites de sites, de retours d’expériences d’exploitants et de rencontres avec des chercheurs et des techniciens. Le guide définit ce qu'est la gestion en bioréacteur d'une ISDND. Elle consiste en une maîtrise et une accélération des processus de dégradation anaérobie des déchets dans une enceinte confinée par le contrôle, par exemple, de l’humidité au sein du massif des déchets. Ce mode de gestion reconnu par la réglementation européenne (décision du Conseil n°2003/33/CE) et française (arrêté modifié du 09/09/97) peut présenter des intérêts environnementaux importants par rapport à une ISDND « classique » : Accélération de la stabilisation des déchets par épuisement de leur potentiel de dégradation, Réduction des émissions de gaz à effet de serre et d’odeurs par la mise en place d’un confinement accru, Réduction de la quantité de lixiviats générés par le site et de leur charge organique, Optimisation du potentiel de valorisation énergétique du biogaz d’un site. Cependant, la mise en œuvre d’un bioréacteur nécessite des moyens matériels et humains significatifs, et dépend de nombreux paramètres (configuration du site, climat…). Afin de permettre aux professionnels d’atteindre les objectifs environnementaux d’un bioréacteur, le guide FNADE/ADEME décrit : Les conditions de sa mise en oeuvre et les pratiques d’exploitation, Les équipements à mettre en place (système de recirculation…), Les techniques et les méthodes utilisables de la mise en place du déchet à la gestion du biogaz et des lixiviats, Les avantages, les inconvénients et les limites d’applicabilité associés à ces techniques et à ces méthodes, Les paramètres à contrôler et à suivre, Les risques et les difficultés pouvant être rencontrés. Le mode de gestion en bioréacteur des ISDND, quand il est possible, permet une réduction significative des impacts environnementaux liés au stockage de déchets. Ceux-ci sont en effet mieux maîtrisés et limités sur le long terme. La mise en œuvre d'une gestion en bioréacteur doit néanmoins respecter certaines conditions d’aménagement et d’exploitation détaillées dans le guide et s'adapter en fonction des spécificités propres à chaque site. ADEME 4/48 5 Réseau de captage du biogaz..............................2........................ 39 Conséquences sur les émissions de biogaz .... 42 V..................1 Quels besoins humains en terme de compétences et de nombre de postes ? .................................................. 30 IV.....8 DESCRIPTIF GENERAL DU PROCEDE .................3...........................................44 ANNEXE 2 : NOTIONS THEORIQUES SUR LES ECOULEMENTS LIQUIDES DANS LES DECHETS ............................................................................................................................................................................. 11 III.............................................................................................................................. 10 Conception ....... 9 II.....................................................................................................6 Mise en œuvre d’un confinement..................................................................................................................................... 29 III...................................... 27 III................................... 9 Les enjeux du process .........................................1 I.......................................................................................................................................................................3.............................. 24 III...........2 Approche technico-économique : minimum requis en terme de tonnage et d’aménagement pour la mise en œuvre d’un bioréacteur. 8 Méthodologie de réalisation de ce guide...1.......................1 Les différences par rapport à un casier traditionnel ...............................................................................................2................................................................................................................. 28 III....2 Préparation des déchets avant enfouissement ............................................................................................................................................2......................8 II.......................................7 I II AVANT PROPOS ......2 Les besoins de maîtrise technique..........................................7 Equipements spécifiques pour le suivi ..................................................................................................... à quels coûts ? ............................................................ 42 V.......................1...........................................2................................. 30 III..........................................................................1 L’enjeu environnemental ........................................ 23 III...................... 39 Conséquences sur la vitesse de stabilisation ................................................. 25 III........................................................1.............................................................................................................2 Objectifs et limites de l’ouvrage.............................................................6 Suivi de fonctionnement des bioréacteurs . 9 II.....................État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Table des matières • ABREVIATIONS ......................................4 Quels impacts sur les autres éléments fonctionnels de gestion des lixiviats ..............................1 Les pratiques d’exploitation........1 Les aménagements nécessaires et les surcoûts....................2 Préparation des déchets en amont et mise en place .3 IV........................1 Définition générale.......2.........................................................................................................1..............................................................................................................................................................43 • • ANNEXE 1 : BIBLIOGRAPHIE.............................. 40 IV SYNTHESE DES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX........................................................................................ 40 Conséquences sur les tassements ............5 Captage du Biogaz...................................................................2 Les avantages potentiels ..........1 IV.......................... 42 V............... 27 III...4 Contexte réglementaire ............1........2 IV............................................................................2...................2...........................................................................................................................................4 Conséquences sur la production de lixiviats ...........................................................................................3 I.39 V CONDITIONS DE FAISABILITE TECHNICO-ECONOMIQUE ............. 8 Historique ............................. 12 III........1..............1 II..............................1.................. 9 II........................................................................................................................... 43 VI PERSPECTIVES .............2.........10 III.............................................................................47 ADEME 5/48 ..................................42 V...........................................2 II........................... 11 III......................................................3 Collecte et Traitement des lixiviats................. 8 III CONCEPTION ET EXPLOITATION D’UN SITE ..............................3 Réseau de recirculation des lixiviats ....................................2 Exploitation ..................... 22 III...................4 Recirculation des lixiviats ..................................... 10 III................................................................................................................. 28 III............................................................. ...................................................... 19 Figure 10 : schéma et photo d’un puits à double canne............................................................................................ 17 Figure 6 : vue partielle d’une centrale d’injection automatisée (réservoir tampon.................................................... 23 Figure 14 : installation d’une flûte d’électrodes sur site (CEMAGREF)..... 36 Figure 18 : mesure à la chambre à flux sur biofiltre à biogaz (CSD AZUR).................................................. nourrice............. d’après Bleiker et al 1995..................................... 41 Figure 22 : mesure des tassements sur les cellules bioréacteur et témoin........... 34 Tableau 6 : détails des coûts des aménagements d’un bioréacteur ....................................... 37 Figure 19 : cartographie des mesures d’émission à la chambre à flux sur le site de La Vergne (VEOLIA PROPRETE) ...................................... 16 Figure 5 : schéma de principe et possibilité d’asservissement d’un système de réinjection automatisé (3C) ................................................................................................................... 22 Figure 13 : volumes cumulés de méthane produit sur les casiers témoins et bioréacteur de Yolo County – Californie (Augenstein et al 2005 8) .............................. 29 Figure 16 : mesures de la teneur en eau à différentes distances d’un puits de réinjection sur le bioréacteur de La Vergne (VEOLIA PROPRETE) ......................................................................État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Tables des illustrations Figure 1 : variations théoriques de la perméabilité à l’eau en conditions saturées en fonction de la contrainte effective (100 kPa = environ 10 m de déchets).44 ANNEXE 2 : NOTIONS THEORIQUES SUR LES ECOULEMENTS LIQUIDES EN DECHETS ……………………………………… 47 Table des tableaux Tableau 1 : comparaison statistique de la composition des lixiviats dans les ISD conventionnels et dans les sites avec recirculation [Reinhart.......................................................... 40 Figure 21 : comparaison visuelle des tassements pour la cellule bioréacteur test et témoin.......................................................................................................... 2007) ..................................... and Townsend.................................................. 18 Figure 8 : vue de l’automate d’injection (consigne de temps de pompage et de fréquence)............ 41 Figure 23 : rayon d’action efficace d’un ouvrage d’injection (Chassagnac 2007) ........................................ 18 Figure 9 : capteur de niveau d’eau en queue de réseau déclenchant l’arrêt d’injection .......... Aran 2001 ....... 36 Figure 17 : réalisation d’une campagne de prélèvement pour mesurer la teneur en eau et l’état de dégradation des déchets ..................... 15 Figure 4 : imagerie géophysique par résistivité différentielle sur un drain d’injection (CEMAGREF)................................... site de Yolo County (USA)....... 47 Table des annexes ANNEXE 1 : BIBLIOGRAPHIE…………………………………………………………………………………………………… …………..................G............... 43 ADEME 6/48 ..... 13 Figure 3 : schéma type d’un système de réinjection ....... 17 Figure 7 : vue des équipements de surface de 5 puits d’injection avec vannes de réglage manuelles et débitmètres .... 39 Figure 20 : comparatif d’état de stabilisation de déchets provenant des casiers témoins et bioréacteur du site de La Vergne (VEOLIA PROPRETE) ........................................ site de Champlâtreux Société COSSON........................... 23 Tableau 2 : paramètres de suivi sur les déchets.............................................................................. site de Yolo County (USA)................................................................. D............................................R........................................................................................................................................................................................ 27 Figure 15 : évolution des teneurs en eau pondérales et volumiques d’un déchet ménager grossièrement broyé en fonction du niveau de chargement (Olivier et al............................................................... 33 Tableau 4 : paramètres de suivi sur le biogaz..................................... site de Champlâtreux Société COSSON / pompe du site de La Vergne VEOLIA PROPRETE ........... T.............................. 34 Tableau 5 : paramètres de suivi d’exploitation ..................................................................................................................................................................................................................................................................... site VEOLIA PROPRETE de La Vergne............................................................................................................................................................................. .................................. 12 Figure 2 : effet de la pression interstitielle et de gaz sur la conductivité hydraulique (Hudson et al 2005) .............................................................. 21 Figure 12 : vue en coupe d’une tranchée mixte d’injection de lixiviat et de captage de gaz (Site SITA de Busta) ............................................................................................................................................................................................................... 32 Tableau 3 : paramètres de suivi sur le lixiviat ........................................................ vannes pneumatiques) site de Loches COVED . 1998]........................................................ 20 Figure 11 : évolution de l’injection de lixiviats via un réseau de drains horizontaux (simulation)............................................. du Génie Rural.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 ABREVIATIONS ADEME DEG DIB DTQD FNADE GES GSB ISD(ND) LIRIGM MES OM LTHE R&D US EPA BRGM CEMAGREF MODECOM SWANA INERIS PEHD DCO DBO AGV TDR EEDEMS INSA URGC ISPM BMP ANR : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : Agence Nationale de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie Dispositif d’Etanchéité par Géomembrane (y compris drainage) Déchets Industriels Banals Déchets Toxiques en Quantité Dispersée Fédération Nationale des Activités de la Dépollution et de l’Environnement Gaz à Effet de Serre Géosynthétique bentonitique Installation de Stockage de Déchets (Non Dangereux) Laboratoire Interdisciplinaire de Recherche Impliquant la Géologie et la Mécanique. des Eaux et des Forêts Méthode normalisée de caractérisation des déchets Solid Waste Association of North America Institut National de l’Environnement et des Risques Industriels Polyéthylène Haute Densité Demande Chimique en Oxygène Demande Biologique en Oxygène Acides gras Volatiles Time Domain Reflectométry Evaluation Environnementale. Matériaux et Sols pollués Institut National des Sciences Appliquées Unite de Recherche en Genie Civil Institut Supérieur de Pétrole et Moteurs BioMethanogene Potential Agence Nationale de la Recherche ADEME 7/48 . Déchets. Matière En Suspension Ordures Ménagères. fraction des Déchets Non Dangereux (DND) Laboratoire d’étude des Transferts en hydrologie et Environnement Recherche et Développement United States Environmental Protection Agency Bureau de Recherches Géologiques et Minières Centre national du Machinisme Agricole. Ce document reste cependant axé sur la technique anaérobie par recirculation. l’organisation de visites de sites de type bioréacteur et d’entretiens avec les exploitants et/ou les organismes de recherche impliqués dans les programmes de recherche et développement concernés.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 ETAT DES CONNAISSANCES TECHNIQUES ET RECOMMANDATIONS DE MISE EN ŒUVRE POUR UNE GESTION DES INSTALLATIONS DE STOCKAGE DE DECHETS NON DANGEREUX EN MODE BIOREACTEUR I AVANT PROPOS I. II DESCRIPTIF GENERAL DU PROCEDE II. Cette accélération est opérée par la maîtrise des principaux facteurs d’optimisation de l’activité microbienne : humidité. Son objet est de présenter les données reconnues sur le sujet en distinguant celles clairement acquises de celles qui restent à approfondir. ADEME 8/48 . mieux maîtrisée à ce jour. ADEME et FNADE. la réalisation de ce guide s’est appuyée sur la compilation d’une bibliographie sélectionnée. il est paru important aux initiateurs de ce guide. Il suppose acquis les aspects techniques traditionnels de mise en décharge et s’adresse donc à un public averti. sans prétendre constituer un guide de conception. Le présent document. I. température.2 Méthodologie de réalisation de ce guide En sus du travail de concertation effectué en réunion de pilotage. Toutefois. de faire le point sur l’état des connaissances du moment. pratique. techniques (nombreux projets de type bioréacteur en préparation) et scientifiques (nombreux articles sur le sujet) placent la gestion en mode bioréacteur au centre des préoccupations des décideurs. Au sens strict. nature du déchet.1 Définition générale La gestion en bioréacteur de casiers d’ISDND (Installation de Stockage de Déchets Non Dangereux) est une technique innovante qui consiste à accélérer les processus de dégradation et de stabilisation des déchets dans une enceinte confinée. le fait qu’un taux d’humidité suffisant soit indispensable à une bonne dégradation de la matière organique amène souvent en pratique à considérer le bioréacteur comme synonyme de recirculation des lixiviats. la gestion en bioréacteur n’est donc pas uniquement liée à la recirculation des lixiviats. se veut un document concis. à destination des exploitants. L’attention s’est portée sur les sites suivants : Site de La Vergne (VEOLIA PROPRETE) Site de Courlaoux-Les Repôts (SYDOM du Jura) Site de Champlâtreux (COSSON) Site de Labessière-Candeil (TRIFYL) Site de Drambon (SITA) Site de Loches (COVED) La bibliographie sélectionnée est détaillée en annexe 1 et fait l’objet de renvois selon une [numérotation] par article. Il propose un consensus sur ce que l’on peut appeler « gestion en bioréacteur » et tente de cadrer les minima requis sans toutefois figer les possibilités d’évolutions ultérieures. concepteurs et administrations avec pour objectif de faciliter la mise en œuvre de cette pratique d’exploitation. Une autre voie d’accélération des processus de stabilisation consiste en l’injection d’air dans le massif de déchets pour favoriser les mécanismes de dégradation aérobie. loi de finance…).1 Objectifs et limites de l’ouvrage A l’heure où les actualités réglementaires (modification de l’arrêté de septembre 1997. Ainsi. avec un mode de gestion classique. Les années 2000 ont vu un essor considérable des cellules d’exploitation en bioréacteur instrumentées.3. éventuel stockage et relevage des lixiviats. Sur la base des résultats obtenus en laboratoire. une douzaine de sites autorisés met en œuvre une recirculation. produiront suffisamment de gaz pour envisager la valorisation. La gestion en bioréacteur implique un investissement supplémentaire et rend nécessaire la maîtrise technique de la recirculation. la recirculation des lixiviats a été étudiée depuis près de 35 ans. Cependant ces pratiques utilisaient la recirculation essentiellement comme une méthode de management des lixiviats (réduire les quantités à traiter et éventuellement réduire la charge organique des lixiviats) sans trop se soucier de l’homogénéité de distribution de l’humidité au sein du massif de déchets ou de leur stabilisation. l’augmentation du nombre de sites potentiels pour une valorisation du biogaz.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 II. Les données tirées de ces expériences posent les bases du dimensionnement et des prédictions quantitatives des effets à attendre sur un site réel. en « dry tomb » (littéralement tombe sèche). la dégradation des déchets. Un des objectifs poursuivi était alors d’éviter de transformer les sites. l’US EPA a sponsorisé depuis les années 80 de nombreuses études à plus large échelle en cellule test. De plus. les nombreuses expérimentations déjà réalisées de par le monde et suivies de plus en plus précisément. c'est-à-dire reporter à plus tard et de façon incontrôlée.1 L’enjeu environnemental Le gain environnemental essentiel du procédé est obtenu par une limitation des risques à long terme grâce à une accélération de la dégradation des déchets et par la garantie d’une réduction notable des émissions de Gaz à Effet de Serre (GES) et des odeurs. En France. Une étude de SWANA (Solid Waste Association of North America) révèle que de nombreux sites aux Etats-Unis pratiquent la recirculation des lixiviats de façon courante. on pourra citer : la limitation des risques à long terme puisque la dégradation s’opère essentiellement pendant la phase d’exploitation commerciale du site et de pleine efficacité des dispositifs de confinement. ont permis de mettre en évidence de réels effets bénéfiques mais aussi les difficultés potentielles de la mise en œuvre de ce concept. à l’échelle du laboratoire ou en cellule expérimentale. L'optimisation de la capacité de stockage disponible suite à l’accélération des tassements. de plus en plus couverts de façon étanche.3. II.2 Historique Initiée aux USA. suivi). avec une gestion en mode bioréacteur. La mise en oeuvre plus précoce d’un confinement plus performant (couverture plus étanche) permet en effet d’atteindre un taux de captage global supérieur à 90%. stoppée du fait de l’absence d’humidité. les modélisations et expériences en laboratoire se calent de plus en plus précisément sur la réalité des réactions connues se déroulant au sein des bioréacteurs.3 Les enjeux du process Si le mode bioréacteur constitue indéniablement une avancée environnementale. Cela concerne notamment les sites dont les tonnages sont considérés comme insuffisants pour autoriser. ADEME 9/48 . II.2 Les besoins de maîtrise technique Pour atteindre les précédents objectifs. un bilan gazeux valorisable mais qui. l’US EPA a collaboré avec l’US Army Corps of Engineers Waterways et le Georgia Institute of Technology pour conduire des recherches en laboratoire sur le bioréacteur anaérobie. Dès les années 70. il convient de rappeler que l’exploitation d’une ISD classique constitue également une solution environnementale performante. En corollaire. couverture haute performance. II. La réduction de consommation de combustibles fossiles associée à la valorisation électrique ou thermique. Environ 70 sites sont exploités sous recirculation aux USA. dégazage densifié. un investissement humain et matériel reste indispensable : en terme d’équipements supplémentaires (systèmes de recirculation. la production de biogaz ou la valorisation des matériaux. plus que tout autre site exploité classiquement. concernant la matière organique. Les objectifs opérationnels sont les suivants : En terme d’hydraulique des fluides liquides et gazeux. biologique et géomécanique qui caractérisent. Pour certains pays comme l’Italie. En terme de biologie. Il découle de ces éléments un besoin renforcé de surveillance des sites. de gestion des flux liquides et gazeux. la connaissance de l’évolution des processus de dégradation en cours dans le massif permettra d’optimiser ces derniers en agissant sur le levier de la réinjection. le tassement et la stabilité des talus doivent être suivis. Néanmoins. ce type d'installation classée connaît un développement significatif. La politique nationale de gestion des déchets vise à développer en priorité les mesures de prévention et de recyclage. le maintien des seuils de la Directive Européenne conduit inévitablement au développement de techniques qui ont pour objectif de diminuer la matière organique avant enfouissement. Il est clair que le bioréacteur ne doit pas rentrer en compétition avec le développement de la collecte sélective et du compostage de la matière organique. mixtes ou non. Une ISDND gérée en mode bioréacteur n’est pas d’un point de vue réglementaire un mode de traitement qui permet de réduire la quantité de déchets biodégradables enfouis mais reste une installation de stockage de déchets. L’atteinte des performances environnementales n'est possible qu'à condition de maîtriser les dimensions techniques liées à la gestion en bioréacteur. la gestion en mode bioréacteur. l’Autriche et les Pays Bas ont choisi de limiter la matière organique en décharge et ont introduit des critères de limitation à l’entrée de chaque site. Ainsi. La France qui respecte déjà les objectifs de la Directive au moins jusqu’en 2009 (et a priori jusqu’en 2016 moyennant la poursuite du développement du traitement biologique et du recyclage) n’impose pas dans sa réglementation de limitation à l’enfouissement de la matière organique à l’entrée de chaque site et permet donc la gestion des sites en bioréacteur.4 Contexte réglementaire La Directive Européenne (1999/31/CE) sur la mise en décharge exige une diminution de la mise en décharge des déchets municipaux biodégradables et fixe des objectifs de réduction en poids définis au niveau national. En terme de géomécanique. On peut d’ailleurs noter que l’impact des stratégies nationales de gestion des déchets ne se traduit pas par une modification notable du taux global de matières dégradables parmi les différentes fractions et qu’il n’existe pas à l’heure actuelle de frein dans ce domaine pour les unités de type bioréacteur. la maîtrise de la distribution de l’humidité dans le massif de déchets et l’optimisation du captage des gaz doivent être privilégiés en associant des dispositifs techniques et de gestion performants. en date du 19 janvier 2006. La décision 2003/33/CE (annexe B) cite le bioréacteur comme une possibilité de mise en décharge. notamment en ce qui concerne les corps drainants. d'ordre hydraulique. D’autres pays comme l’Allemagne. le compostage. l’Espagne ou le Royaume Uni où la mise en décharge est fortement développée. III CONCEPTION ET EXPLOITATION D’UN SITE III. suivi. elle permet de limiter et de maîtriser les impacts environnementaux à long terme et à ce titre. On veillera à être vigilant vis-à-vis des tassements différentiels et des instabilités de talus liés à l’humidification du déchet et à son éventuel prétraitement mécanique. formation du personnel) dans un objectif d’amélioration du suivi de fonctionnement et des contrôles. II. Les stratégies nationales à mettre en œuvre peuvent comporter des mesures sur le recyclage. le retour au sol apparaît être la meilleure finalité.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 en terme d’engagement de l’exploitant notamment au niveau du personnel d’exploitation (gestion des équipements supplémentaires.1 Conception ADEME 10/48 . La réglementation française a d’ailleurs introduit la possibilité de recirculer les lixiviats dans la modification de l’arrêté ministériel du 09/09/1997. on citera : la teneur en eau : une humidification avant ou lors du stockage pourra. être envisagée pour assurer une répartition plus homogène. le contenu en agents biologiques actifs en vue d’une dégradation accélérée. Ce dernier cas nécessite une rupture de charge et des moyens d’acheminement supplémentaires. bassins. demander à être adaptées (protection renforcée. une granulométrie trop fine peut avoir des effets négatifs sur la biodégradation ainsi que sur la circulation des lixiviats et du biogaz. cette étape préalable n’a pas vocation de valorisation. collecteurs. traitement.1 Préparation des déchets avant enfouissement Objectif et intérêts La recherche d’une maîtrise des caractéristiques du déchet permettant une dégradation plus rapide lors du stockage a conduit quelques exploitants à proposer une phase préalable de préparation de la charge. III. Parmi les paramètres sur lesquels il est possible d’agir. S’agissant de la durée de vie des sites. Pré-humidification et mélange Aux Etats-Unis. par intégration au tout venant de déchets adaptés (boues par exemple).1. La réduction granulométrique peut également modifier les caractéristiques géotechniques (accélération de la cinétique de tassement et diminution de la résistance mécanique) et de ce fait demander des adaptations sur le mode d’exploitation. la teneur en matière organique facilement dégradable. III. Dans certains cas. surdimensionnement) ou plus ciblées. ADEME 11/48 .2 III.1 Les différences par rapport à un casier traditionnel Bien que peu de différences majeures soient visibles entre un bioréacteur et une ISDND classique. si besoin. etc. La recirculation des lixiviats dotée d’éléments fonctionnels spécifiques : centrale de réinjection. Un seul des sites visités dans le cadre de la rédaction de l’ouvrage procède à ce type de prétraitement.1. Les déchets concernés étant ultimes. En cas de broyage.2. Les points principaux de différenciation peuvent concerner : La préparation des déchets avant enfouissement dans un objectif de recherche d’optimisation des caractéristiques des déchets (teneur en matière organique.2. de favoriser une répartition de l’humidité plus uniforme voire de faciliter la gestion des lixiviats. la granulométrie. En contrepartie. Les techniques utilisées consistaient en l’aspersion via des systèmes de type sprinkler. Le broyage peut être pratiqué sur la zone de dépotage en casier ou en unité en bâtiment. Aussi une conception spécifique avant l’exploitation permet de s'affranchir de ces difficultés. couvertures qui peuvent. humidité. instrumentation et suivi particulier. Cette étape préalable à la mise en stock des déchets peut faire appel à la mise en œuvre d’unités fonctionnelles supplémentaires (broyage.…). envisageables surtout sur des centres de grande capacité. réseau de corps drainants. Cette action se traduit directement sur les propriétés hydrauliques par une amélioration des conditions des transferts liquides dans le massif de déchets et sur les propriétés biologiques par une meilleure disponibilité de la matière organique. la pré-humidification a pu être pratiquée lors de la mise en place des déchets en vue de faciliter le compactage des déchets très secs.1. selon les configurations.…) qui dicteront également leurs impératifs sur les conditions d’exploitation. bassin de stockage. les moyens de compactage pourront être revus et on pourra rechercher l’utilisation de moyens plus légers.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 III.2 Quelles techniques proposées ? Le broyage Le broyage permet une réduction et une homogénéisation de la granulométrie du déchet supérieures à celles obtenues par le déchiquetage des lames des compacteurs de déchets. dans une optique de recherche d’homogénéisation des caractéristiques hydrauliques des déchets. encombrants. un gain substantiel (souvent supérieur à 10 %) peut être obtenu par broyage des éléments les plus grossiers. Ce gain qui résulte d’un affaissement de la structure des constituants des déchets et d’une meilleure interpénétration de ces derniers intervient de manière quasi-instantanée lors du compactage puis du chargement du déchet sous l’effet du poids des couches supérieures et de la couverture.1. Les éléments classiques de gestion des lixiviats et du biogaz : drainage. granulométrie. on a pu constater que le broyage limitait l’aptitude à l’envol des déchets. les expériences de transformation en bioréacteur d’un casier exploité traditionnellement peuvent rencontrer des contraintes. préparation de charge. arrosage automatique ou encore bassin d’infiltration. notamment en ce qui concerne la géométrie en vue d’assurer la stabilité. Cette pratique est bien adaptée aux déchets grossiers et résistants : DIB. objectif et intérêt La maîtrise de l’humidification des déchets est la clef de la réussite du process bioréacteur. génératrice d’émissions non contrôlées dans l’air. faciliter l’apport de nutriments . De ce fait. une fois le déchet enfoui. toute la problématique de stabilisation du déchet repose sur une répartition homogène et optimale de l’humidité au sein du massif. III. limite les gains de performance de production de gaz par rapport à une ISDND classique et génère des tassements différentiels.1 Réseau de recirculation des lixiviats Problématique. Ces opérations sont susceptibles de favoriser une production gazeuse précoce. En effet.3 III.1. Celle-ci évolue naturellement vers de plus faibles valeurs au cours de la dégradation des déchets et baisse significativement avec la profondeur comme le suggère la Figure 1. La conception du système devra également tenir compte de la perméabilité des déchets. d’après Bleiker et al 1995.3. La conception du système de recirculation devra donc assurer à l’ouvrage un débit suffisant et correctement réparti via des dispositifs adaptés et compatibles avec les rayons d’action connus pour le système de recirculation utilisé.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 La littérature consultée ne fournit cependant aucun exemple. Figure 1 : variations théoriques de la perméabilité à l’eau en conditions saturées en fonction de la contrainte effective (100 kPa = environ 10 m de déchets).1. « agiter » le réacteur biologique que constitue le casier. La législation française interdit l’aspersion des lixiviats en surface de casier. On pourrait cependant envisager d’humidifier les déchets avant ou lors de la mise en place à l’aide de lixiviats. La conception d’une unité bioréacteur devra intégrer les enjeux suivants : Atteindre un niveau d’humidité élevé et suffisamment homogène Les expériences issues des travaux de recherche menées en France ces dernières années ont montré que les systèmes de recirculation des lixiviats n’atteignent pas toujours l’objectif fondamental d’une répartition homogène de l’humidité dans le massif de déchet. de production d’odeur et de risques sanitaires. 12/48 ADEME . Elles ne sont pas conseillées sans mesure de maîtrise particulière (captage des gaz à l’avancement par exemple) et ne sont pas pratiquées en France. Ces situations sont liées en priorité à l’insuffisance des débits/volumes injectés et des rayons d’action des systèmes utilisés. favoriser la colonisation des déchets par les micro-organismes . la dégradation accélérée ne s’opère pas uniformément dans le stock. L’utilisation des lixiviats pour augmenter l’humidité des déchets et créer ainsi les conditions favorables à leur biodégradation présente également l’intérêt de : diluer les inhibiteurs éventuels . comme le suggère la figure 2 : Faible accumulation de gaz et faible pression interstitielle (<10kPa) Forte accumulation et faible pression interstitielle (<10kPa) Pression interstitielle Faible accumulation et forte pression interstitielle (de 60 à 70 kPa) Forte accumulation de gaz et forte pression interstitielle (de 60 à 70 kPa) Figure 2 : effet de la pression interstitielle et de gaz sur la conductivité hydraulique (Hudson et al 2005) ADEME 13/48 .État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Les pressions interstitielles et/ou gazeuses affectent également la perméabilité. éviter les produits drainants à forte sensibilité au colmatage. Plusieurs types de colmatage doivent être considérés dans le cas de la recirculation des lixiviats : le colmatage ‘physique’ dû à la recirculation de lixiviats chargés de particules solides en suspension . L’accélération de la biodégradation. porosité des matériaux drainants. Eviter les variations des conditions d’oxydoréduction le long du réseau de collecte (éviter les entrées d’air par exemple). L’accroissement de la densité globale du massif du fait de la plus grande teneur en eau. efficacité du captage des biogaz. Il concerne essentiellement les dispositifs et réseaux de recirculation. 32] dans les premières années. etc… d’ordre économique : détermination de la hauteur finale des déchets.1. pourront être mises en œuvre. Concernant la problématique générale des tassements et les outils d’analyse nécessaires. prévision de la capacité de stockage correspondante et ainsi optimisation de la durée d’exploitation. orifices ou crépinage des drains. A ce titre la taille minimum des particules des matériaux de drainage recommandée est de 10 mm [33]. le colmatage ‘biologique’. Pour lutter contre ces phénomènes de colmatage. de drainage interne et de fond.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Eviter le colmatage Du fait de la plus forte sollicitation hydraulique des éléments fonctionnels liés à la réinjection. Résister aux déformations totales et différentielles. Un colmatage d’origine biologique par développement de biomasse est également possible. Elles consistent à : Surdimensionner quand c’est possible les paramètres hydrauliques régissant le transfert des lixiviats : diamètre de canalisation. Il est recommandé d'utiliser des matériaux drainants non calcaires dans les systèmes de réinjection de lixiviats . Du fait de l’accélération de la dégradation des déchets par l’exploitation en bioréacteur. ces aspects prennent une dimension encore plus prononcée et une évaluation des tassements au niveau des zones critiques est indispensable. Les enjeux liés au contrôle et à la prédiction des tassements sont importants et à la fois : d’ordre sécuritaire et environnemental : optimisation de la pose de la couverture. Par ailleurs certaines solutions préventives. le risque de colmatage doit être pris en considération.7. Faciliter le contrôle des réseaux principaux. on se réfèrera au « Guide méthodologique pour le suivi des tassements des centres de stockages de classe II » de l’ADEME-LIRIGM. développé par le LTHE (ex LIRIGM) est un modèle de prédiction des tassements également utilisable dans ce contexte. Concevoir des systèmes d’injection permettant une mise en pression du réseau. ADEME 14/48 . le tassement n’est pas sans conséquence sur les systèmes de gestion des lixiviats. les solutions curatives conventionnelles pourront être appliquées. Le ‘Modèle Incrémental de Prédiction des Tassements’ (encore appelé modèle ISPM d’après l’acronyme anglais). touchant à la conception hydraulique des bioréacteurs. Aujourd’hui des outils de prévision et de diagnostic du colmatage existent (voir III. éviter les instabilités Les tassements Une conséquence de l’optimisation de la dégradation se traduit par l’accélération des tassements des déchets du fait de : La lubrification des contacts par le liquide injecté. le colmatage ‘chimique’ qui peut avoir deux origines : la précipitation chimique des sels contenus dans les lixiviats ou issus de matériaux drainants calcaires. S’il se traduit par un gain en vide de fouille exploitable. On peut légitimement supposer que l'amplitude totale de tassement est peu dépendante de la recirculation. de gestion du biogaz et de couverture. pentes des sols… Optimiser le choix des matériaux. pérennité des couvertures sous l’effet des tassements (notamment différentiels). Le ramollissement plus rapide des matériaux poreux. Par contre la cinétique de tassement est augmentée d’un facteur minimum de 2 [8. le réseau de collecte.5) et peuvent être utilisés pour évaluer un risque de colmatage à partir de la composition des lixiviats. stabilité des talus. …). l’injection de lixiviats dans le massif peut augmenter la pression interstitielle et limiter le rôle du frottement inter-granulaire dans les déchets et ce d’autant plus que la pression d’injection est importante (injection sous pression. Le flux liquide chassant le flux gazeux. notamment : • réseaux d’injection de lixiviats et de collecte du biogaz. III. A ce titre. • couverture. la prévision des tassements au niveau des différents points critiques (zone de tassements différentiels prévisibles) en vue d’évaluer les déformations prévisionnelles que devront supporter les ouvrages dans ou sur les déchets. Le choix de la répartition des systèmes de drainage des fluides gazeux et liquides. les quantités réinjectées revêtent alors toute leur importance. les conditions de réinjection (débit et pression) devront être dimensionnées pour éviter les soulèvements locaux de couverture et ce d’autant plus que cette dernière est étanche. des accumulations de gaz peuvent se former en partie supérieure des corps drainants d’injection [36]. les corps drainants d’injection. Dans les cas de réinjection par drains horizontaux sous couverture.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Ce type d’outil pourra être utilisé au stade de conception du bioréacteur pour : la prédiction du tassement total de la colonne de déchets avec pour objectif l’estimation de la capacité de stockage et le contrôle effectif du phasage d’exploitation.3. le phasage des opérations. la réinjection peut parfois modifier le débit gazeux extrait du fait des variations des conditions de pression au sein du massif. un groupe de pompage et parfois son automatisme). hauteur hydrostatique dans les puits. Les instabilités La présence d’eau en quantité dans les massifs de déchets est fréquemment cause d’instabilité et ce risque potentiel peut être augmenté du fait de la recirculation. le cas échéant. Faire coexister l’injection liquide et le captage des gaz Même si les opérations d’extraction gazeuse et d’injection de lixiviats ne sont pas toujours réalisées au même moment et sur le même secteur du massif. Ce risque est plus important à proximité des talus en déchets où des glissements de couverture peuvent se manifester si la pente est forte ainsi que des suintements de lixiviats. quelles performances attendues ? Le système de réinjection comporte 3 éléments essentiels : le dispositif d’alimentation (une centrale d’injection ou un système gravitaire. • puits. le suivi de la pression dans le système de recirculation peut être un élément important à évaluer. les canalisations d’acheminement vers les secteurs de réinjection. La modélisation géomécanique peut être un outil de dimensionnement géométrique des massifs et aider à l’implantation des réseaux de recirculation.1.2 Comment recirculer. En effet. Figure 3 : schéma type d’un système de réinjection 15/48 ADEME . fuites sur les pentes ou les talus. une légère mise en pression de l’ordre de 0. -2 -4 -6 14 nov 15h35 5 10 15 20 25 30 35 6. De plus. cette approche laisse des périodes de repos qui permettent : • d’augmenter la dispersion latérale (Mc Creanor.6 m3/h 40 45 -2 -4 -6 15 nov 13h05 5 10 15 20 25 30 35 15 m3/h 40 45 ρdif (%) 70 -61 -52 -43 -34 -25 -16 -7 2 11 20 29 38 47 56 65 % Figure 4 : imagerie géophysique par résistivité différentielle sur un drain d’injection (CEMAGREF) La recirculation des lixiviats peut être à l’origine d’instabilité du massif si elle est mal conduite ou mal contrôlée (fracturation hydraulique par augmentation de la pression interstitielle. Une légère mise en pression (quelques centaines de millibars) peut également être envisagée de façon à assurer. Pour chacun d’entre eux. Peu de retours d’expériences sont disponibles sur des réinjections effectuées avec des pressions supérieures à ces ordres de grandeur. …). Ce débit doit être déterminé en intégrant la capacité d’absorption du corps drainant utilisé pour diffuser le lixiviat et les conditions de recirculation du site considéré : perte de charges en canalisaton. L’illustration suivante obtenue par imagerie géophysique (Figure 4) le long d’un drain d’injection incliné et alimenté en gravitaire montre que la zone influencée par la réinjection varie en fonction du débit d’injection. d’éloigner suffisamment les points de réinjection des pentes. Le débit peut être appliqué sans mise en pression des corps drainants d’injection. hauteur manométrique de relevage.2 bar en extrémité de brin contribue au décolmatage. Il convient donc : de suivre rigoureusement les volumes réinjectés. En effet. • d’éviter la saturation et donc les risques de fuite. qui restent partiellement ou totalement à pression atmosphérique. même après déformation et/ou perte de la pente initiale. Un débit trop faible n’impacte que la partie aval. Pour ce type de réalisation. il est possible : d'alterner des phases de recirculation et des phases sans réinjection de lixiviats. afin d’optimiser le rayon d’action des systèmes envisagés. la mise en charge totale du réseau de réinjection.… Plusieurs dispositifs de recirculation sont envisageables et sont détaillés dans la suite de ce document. 1998). ADEME 16/48 . de recirculer de façon moins fréquente (une fois par semaine pour une tranchée donnée par exemple) mais à des débits plus élevés. comme cela a été démontré par le CEMAGREF sur le site du SYDOM du Jura. • de faciliter la libre circulation du biogaz accumulé.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Le dispositif d’alimentation en lixiviats Le débit d’injection est un des paramètres fondamentaux à intégrer pour assurer une répartition homogène de l’humidité dans le massif de déchets. il serait nécessaire d’évaluer la surpression admissible par l’ensemble des drains. Une automatisation de la centrale d’injection peut également être envisagée pour faciliter la gestion des épisodes de recirculation. vannes pneumatiques) site de Loches COVED ADEME 17/48 . nourrice. Le réseau de réinjection est composé en général d'un ou de plusieurs drains par casier ou alvéole alimentés par une nourrice (Figure 6). ainsi que le risque de création de chemins préférentiels. un suivi adapté aux risques de désordres évoqués ci-dessus sera nécessaire. pour ce type de pratique. Figure 5 : schéma de principe et possibilité d’asservissement d’un système de réinjection automatisé (3C) Figure 6 : vue partielle d’une centrale d’injection automatisée (réservoir tampon.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 massif drainant et déchets à proximité. chacun étant commandé par une vanne. Ainsi. La réinjection s’opère alors en général par zone en mettant en fonction un ou plusieurs corps drainants d’injection. État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Figure 7 : vue des équipements de surface de 5 puits d’injection avec vannes de réglage manuelles et débitmètres . L’automate commandera le fonctionnement des vannes (pneumatiques par exemple) et de la pompe. niveau atteint par les lixiviats dans les ouvrages de réinjection. site de Champlâtreux Société COSSON ADEME 18/48 . Il pourra être asservi à un ou plusieurs des paramètres suivants : volume à injecter via un débitmètre placé en sortie de pompe. il est fortement conseillé dans ces cas. pression en bout de réseau grâce à un capteur intégré. temps de fonctionnement via une horloge interne et compte tenu d’un débit constant. d’automatiser le fonctionnement du système. Figure 8 : vue de l’automate d’injection (consigne de temps de pompage et de fréquence). site de Champlâtreux Société COSSON / pompe du site de La Vergne VEOLIA PROPRETE Compte tenu de la complexité que peut présenter le réseau sur un site étendu et de la distance entre les différents éléments. Trois techniques sont actuellement utilisées pour assurer l’humidification des déchets pendant l’exploitation et après la fermeture du casier : les puits verticaux. l’écoulement « mouille » efficacement le déchet.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Figure 9 : capteur de niveau d’eau en queue de réseau déclenchant l’arrêt d’injection Les corps drainants d’injection Notions théoriques Les aspects théoriques relatifs aux écoulements de liquides dans les déchets sont synthétisés en ANNEXE 2. ADEME 19/48 . circonférence du massif drainant autour du drain) . largeur. le comportement de l’eau injectée dans les déchets depuis un ouvrage peut être représenté comme le suggère la figure de l’ANNEXE 2. Cette dernière est à l’origine de cheminements préférentiels qui ont pour effet de court-circuiter les écoulements et de réduire les temps de séjour des eaux dans les déchets. Il résulte de cette situation une difficulté à atteindre la capacité au champ (cf. A proximité du point d’injection la capacité d’absorption du déchet est inférieure au débit unitaire (débit transitant par unité volumique de déchet) et l’eau utilise chaque pore disponible pour s’écouler . ainsi qu’une macro porosité à une échelle métrique à pluri-métrique. centimétrique à décimétrique. Ces notions sont à prendre en compte dans le dimensionnement du système d’injection. les banquettes drainantes. le débit unitaire est insuffisant pour occuper tous les vides disponibles et l’écoulement utilise préférentiellement les conduits constitués des macropores. Il existe ainsi un rayon d’action horizontal mais également un rayon d’action vertical fonction : du type de corps drainants d’injection et notamment de la surface d’échange mise en jeu (longueur. définition p 46) et la nécessité d’augmenter très sensiblement le volume d’injection par rapport au volume théorique nécessaire issu de la différence entre la capacité au champ et la teneur en eau initiale du déchet. De nombreux auteurs ont mis en évidence la non homogénéité des massifs de déchets en terme de transferts liquides et la double porosité qui régit ces derniers. Les dispositifs utilisables Si pour des raisons opérationnelles la mise en place d’une recirculation est nécessaire en phase d’exploitation. Son caractère mouillant est alors faible et l’effet recherché n’est plus obtenu. cette dernière sera systématiquement associée à un captage des gaz à l’avancement dont l’efficacité sera contrôlée. Au delà d’une certaine distance que l’on appellera rayon d’action efficace. Cette double porosité est constituée de l’imbrication d’une porosité matricielle à l’échelle du déchet. les tranchées d’infiltration horizontales. du débit d’injection lui-même lié à la pression dans le réseau de recirculation. En pratique. La recherche d’un débit unitaire uniforme au mètre linéaire de drain amène à proposer une perforation variable sur la longueur de l’ouvrage. Compte tenu de l’existence de rayons d’action efficaces horizontaux et verticaux. plusieurs niveaux de drains doivent être posés dès lors que la hauteur à traiter dépasse la dizaine de mètres. Faible maîtrise de la tranche verticale injectée. voire se rompre. La loi d’orifice du système (plan de perforation du drain) doit faire l’objet de calculs hydrauliques particuliers. ADEME 20/48 . Les puits ont constitué la première génération d’ouvrage d’injection sur des sites transformés en bioréacteur après la fin d'exploitation et les retours d’expérience révèlent une performance globalement limitée. Figure 10 : schéma et photo d’un puits à double canne. donné par la littérature entre 5 et 10 m en horizontal [30]. site VEOLIA PROPRETE de La Vergne L’injection par tranchées horizontales Aujourd’hui. Rayon d’action limité. jugées plus efficaces [29]. remplie en général de graviers drainants et munie d’un drain. les puits sont les seuls ouvrages à permettre l’accès aux déchets sous les niveaux peu perméables. la majeure partie des sites récemment conçus et exploités en bioréacteur utilise les tranchées drainantes. Du fait de la nature verticale de l’ouvrage la pression d’injection est maximale en pied d’ouvrage et nulle en tête. Ces ouvrages pourront être équipés de capteurs de pression ou de niveau reliés au pilote de recirculation aux fins d’une maîtrise des conditions de réinjection. Le plus souvent la réinjection s’opère drain par drain. Les caractéristiques d’injection sont moins sujettes à variations que pour les ouvrages horizontaux et les tassements affectent moins la géométrie des ouvrages. Ces ouvrages sont constitués d’une tranchée creusée à même les déchets. Surface drainante limitée par rapport aux systèmes horizontaux. Pour palier cet inconvénient. En effet. Dans le contexte de massifs très cloisonnés horizontalement (effet de couvertures peu perméables intermédiaires). Cette technique présente cependant les avantages suivants : L’accès aux zones profondes des massifs en place est plus aisé. de la géométrie du site et ne dépasse pas 100 m sur la plupart des sites. permettant d’éviter une injection sous pression même si de tels ouvrages peuvent se déformer. des exploitants ont conçu des ouvrages multiples comme indiqués sur la Figure 10 qui permettraient une meilleure répartition verticale. De ce fait l’injection est surtout opérante en fond et très réduite dans la partie supérieure de l’ouvrage. La longueur des drains dépend essentiellement du débit à injecter.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 L’injection par puits verticaux La conception des puits d’injection diffère peu des puits de captage de biogaz classiquement mis en œuvre sur les ISD pour lesquelles on pourra se référer au guide ADEME « Gérer le gaz de décharge. techniques et recommandations » 2001. les expériences de suivi géophysique de l’infiltration montrent que les rayons d’action sont de l’ordre de 5 à 7 m maximum (compte tenu des débits unitaires plutôt faibles injectés : environ 100 l/ml*h). On pourra également. Une solution équivalente consiste à utiliser de manière séquencée une même tranchée pour le captage du gaz et la réinjection. un volume plus important sans risque de mise en pression excessive du fait de leur grande capacité d’emmagasinement. à temps égal. Leur utilisation est actuellement limitée à quelques expériences pilotes.gaz La réinjection d’un volume liquide dans la masse de déchets déplace inévitablement un volume équivalent de gaz dans la zone de réinjection.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Les avantages : • bonne surface d’échange par rapport aux puits . Cette modalité peut se réaliser avec un drain gaz placé en partie sommitale des tranchées drainantes et un drain de réinjection (comme l’illustre la Figure 12) ou l’utilisation d’un seul drain pour l’injection et le captage. ce rayon d’action est appliqué sur toute la longueur du drain et pas uniquement autour du point d’injection du puits. • nécessité d’injecter au débit de dimensionnement sinon le drain ne monte pas totalement en charge . ADEME 21/48 . Elles permettraient. Aran 2001 Injection par banquettes drainantes Les banquettes drainantes peuvent être considérées comme des tranchées de grande largeur. Figure 11 : évolution de l’injection de lixiviats via un réseau de drains horizontaux (simulation). Les inconvénients : • sensibles aux déformations (tassements) ce qui nécessite de limiter la longueur du drain ou de travailler en pression . Cas des ouvrages mixtes lixiviats . de par leur très grande surface d’échange de garantir une meilleure répartition latérale de l’humidité et d’injecter. Il est possible de maîtriser les effets de ce phénomène en alternant les brins de réinjection de lixiviats et de captage de biogaz pour optimiser l’efficacité de ces derniers comme cela a été proposé par Barina et al. • meilleure efficacité puisqu’ à la différence des puits verticaux. rechercher l’usage de matériaux drainants alternatifs et économiques. pour préserver l’économie des projets. • risque de colmatage plus élevé par rapport aux puits. Le volume important de matériaux drainants entraîne un surcoût à l’investissement en partie compensé par la moindre densité de drains. (2005). un système de collecte gravitaire des lixiviats reste préférable lorsque cela est possible et permet de mieux garantir une faible hauteur de lixiviats en fond et la minimisation des débits de fuite. La prise en compte de ces risques passe essentiellement par une adaptation lors de la conception.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Figure 12 : vue en coupe d’une tranchée mixte d’injection de lixiviat et de captage de gaz (Site SITA de Busta) III. la protection contre le gel pourra amener à concevoir des systèmes peu sensibles : isolation des parties aériennes.1 Quels impacts sur les autres éléments fonctionnels de gestion des lixiviats Est-il nécessaire de modifier les pratiques actuelles ? Les bassins de stockage de lixiviats Comme on le verra par la suite. ADEME 22/48 .2 Quelles conséquences de la recirculation sur le dimensionnement des unités de traitement et les techniques d’épuration à mettre en œuvre ? L’impact de la recirculation sur la composition des lixiviats a été largement étudié aussi bien à l’échelle du laboratoire qu’à l’échelle industrielle. vitesse de montée du massif de déchets.4 III.3. ou plus simplement. Concernant la charge organique des lixiviats. la recherche américaine a souhaité préciser l’ampleur de ces sollicitations au niveau du DEG. on pourra revoir le dimensionnement des bassins de collecte des lixiviats. on pourra faire transiter les lixiviats par un bassin de décantation. débit de réinjection.4. Dans les régions exposées au froid.1.3 Quelles conditions ou contraintes de mise en œuvre ? Comme mentionné plus haut les ouvrages de réinjection seront soumis aux risques de colmatage et de déformation/rupture suite aux tassements. plusieurs études mettent en avant une diminution de la DCO et de la DBO plus rapide pour les bioréacteurs que pour les sites non recirculés (cf. asservissement du fonctionnement à la température. III. De façon générale. Etanchéité de fond Compte tenu de la forte sollicitation hydraulique des ouvrages des bioréacteurs du fait de la recirculation ainsi que des températures parfois élevées suite à la dynamisation de la dégradation. Quoiqu’il en soit. L’établissement des capacités de stockage passe par la réalisation d’un bilan hydrique prévisionnel détaillé prenant en compte les données d’exploitation : capacité de rétention. l’accumulation excessive de polluants dans les lixiviats issus de la recirculation n'est pas constatée. éviter de prélever le fond de bassin.1.4. Tableau 1).1.… On notera que pour éviter de réinjecter un lixiviat riche en Matière en Suspension (MES) et d’accroître le risque de colmatage.1. Selon la pluviométrie locale. Les lixiviats subissent une séquence d’évolution similaire à celle des lixiviats classiques avec parfois cependant une phase acidogénèse plus prononcée [5]. enfouissement des réseaux. la réinjection peut nécessiter de grandes quantités de lixiviats. Les conclusions d’un suivi longue durée sur un casier bioréacteur et un casier classique témoin [29] ont montré que les différences de températures et de hauteurs de lixiviats restent comparables sur les deux casiers et que les risques d’endommagement (fluage du DEG) et de fuite ne sont pas accrus. III. +260% (Figure 13). Après un pic probable de DCO plus important dans les premières périodes d’exploitation qu’un stockage classique. 1998].5. T. les éléments conservatifs (chlorures et ammoniaque) restent à des niveaux de concentration soutenus même après plusieurs années.R.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Tableau 1 : comparaison statistique de la composition des lixiviats dans les ISD conventionnels et dans les sites avec recirculation [Reinhart. Le réseau doit donc être dimensionné pour éviter les émissions non contrôlées. + 30% [34]. + 200% [33].1 . En effet les essais sur colonne ou en dispositifs inférieurs à 100 m3 peuvent montrer des augmentations de production instantanée ou cumulée très significatives (x6 et plus) dont on ne retrouve pas toujours l’ampleur sur site.1. Figure 13 : volumes cumulés de méthane produit sur les casiers témoins et bioréacteur de Yolo County – Californie (Augenstein et al 2005 8) ADEME 23/48 . mais autant ou plus concentrés en éléments inorganiques.5 III. +70% [30]. +69% [29]. Paramètre ISD conventionnelle ISD avec recirculation Fer (mg/L) DBO (mg/L) DCO (mg/L) Ammoniaque (mg/L) Chlorures (mg/L) Zinc (mg/L) 20 – 2100 20 – 40000 500 – 60000 30 – 3000 100 – 5000 6 . objectif et intérêt Une augmentation significative de la production instantanée de biogaz dans les premières années d’exploitation est attendue dans un bioréacteur par rapport à un site exploité classiquement.. C’est vraisemblablement dans ce domaine que l’on constate le plus grand écart entre les résultats des expérimentations à petite et grande échelle. D. Un prétraitement de l’azote avant réinjection pourrait s’avérer souhaitable.G.370 4 – 1095 12 – 28000 20 – 34560 6 – 1850 9 – 1884 0. Le rallongement de la période de lessivage des éléments conservatifs pourrait nécessiter un traitement prolongé.1 Réseau de captage du biogaz Problématique. Une attention particulière sera portée sur les ions ammonium.66 En l’absence de traitement complémentaire avant recirculation. and Townsend. une baisse des DCO et DBO est ensuite constatée et les valeurs deviennent inférieures à celles des ISD classiques. III.1. Un programme de recherche et de développement est en cours pour mieux comprendre le bilan matière azotée d’une installation de stockage. Ces variations de charge organique rendent délicates les solutions de traitements biologiques et physico-chimiques. La littérature fournit les pourcentages d’augmentation suivants +0% [28]. Les lixiviats de post-exploitation risquent d’être moins chargés en DCO qu’en stockage classique. L’aspect confinement est traité dans les paragraphes suivants. les torchères restent indispensables sur tous les sites. la décroissance de la production sera elle aussi plus forte.6 III. On se prémunira toutefois des risques d’accumulation de condensats.réinjection horizontaux denses.2) Impact sur la valorisation La finalité du bioréacteur n'est pas la valorisation du biogaz. III. Compte tenu des retours d'expériences. la littérature donne des espacements horizontaux de 10 à 60 m et verticaux de 15 à 30 m. Il convient toutefois de remarquer que des difficultés contribuent à rendre délicates les évaluations sur site : les expériences sur site ne disposent que rarement de référentiels non influencés (casier témoin non recirculé) . illustré en Figure 13. III. Les taux de captage instantanés en exploitation sont classiquement donnés aux environs de 35 %. il semble raisonnable de considérer un gain situé entre 50 et 100 % du débit capté instantané supplémentaire selon la nature du déchet et les conditions climatiques dans les premières années de production. l’évaluation de l’impact en terme de production de gaz s’opère en comparant la courbe de production mesurée avec des pronostics basés sur des données théoriques (Potentiel de production. Le renforcement du système de collecte du biogaz se résume en une augmentation de la densité des ouvrages avec la mise en place d'une couverture étanche (géomembrane ou équivalent).1.2 Quel dimensionnement. Cependant. Dans le cas de sites équipés à l’avancement de réseaux de captage . en ce qui concerne cet aspect se référer au guide ADEME « Guide pour le dimensionnement et la mise en œuvre des couvertures de sites de stockage de déchets ménagers et assimilés » Mars 2001. même si le réseau de réinjection ne doit pas constituer la partie majoritairement active du système de collecte du biogaz. quelles techniques de captage et quel taux de captage? Pour cette partie relative à la conception du dégazage. Tous les rayons d’action peuvent être contrôlés par l’intermédiaire de la dépression crée par le dispositif d’aspiration. ce taux peut évoluer favorablement dans une large mesure et atteindre des valeurs supérieures à 50 %. les installations de traitement/valorisation. en l’absence de casier témoin.1 Mise en œuvre d’un confinement Quelles conditions d’étanchéité de surface pour un bioréacteur ? On pourra.5. il est possible de connecter le réseau d’aspiration des gaz aux ouvrages d’injection afin d’optimiser le taux de captage global du site. on pourra se référer au guide sur l’ « Optimisation du captage du biogaz des installations de stockage » (ADEME. La réalisation de réseaux séparés de collecte de biogaz et d’injection de lixiviats permet de s’extraire des risques d’interférences signalés plus haut.1. de la capacité de traitement figée des unités de valorisation. La plupart des auteurs s’accorde à dire que la production gazeuse accrue nécessite un système de captage renforcé et que le confinement des déchets fait partie intégrante de ce système. IV. ADEME 24/48 . Les techniques horizontales se retrouvent toutefois plus fréquemment sur les sites récents ou en projet. les gains de production sont variables dans le temps (par exemple pic de production plus élevé mais baisse plus rapide. petits moteurs. du fait de l’impact possible de la recirculation sur la collecte du biogaz. Idéalement. 2007). Sur le long terme. elles s’accompagnent souvent de dispositifs performants en terme de couverture dont l’effet ne peut être isolé . On pourra ainsi concevoir des systèmes de traitement/valorisation en combinant les différentes techniques disponibles à ce jour (micro-turbines. Cependant. la notion de bioréacteur implique que le processus d’accélération de la biodégradation ait lieu sous une couverture peu perméable (géomembrane ou équivalent) afin d’assurer parfaitement le contrôle de tous les flux liquides et gazeux. Techniques et dimensionnement Les techniques de captage vertical par puits et horizontal par tranchées drainantes utilisées sur les sites classiques sont également mises en œuvre sur les bioréacteurs. devront posséder une certaine souplesse.1. En ce qui concerne la densité de tranchées drainantes.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 On notera que le site pilote de Yolo County.…). Une étude spécifique peut à partir de données de terrain permettre d’obtenir cette estimation théorique de la production de biogaz. de la nécessité d’arrêt des installations de valorisation pour entretien. voir chap. constantes de dégradation) calées sur des sites existants mais qui restent imprécises. le taux de captage instantané peut dépasser 90 % (98 % sur le site de La Vergne. Au stade de la couverture finale. On remarquera enfin que du fait de la variation normale du débit produit par un site durant son exploitation.…) et une longue période d’évaluation est nécessaire pour définir clairement l’influence de la recirculation . quand elles existent. est particulièrement démonstratif du fait que les déchets sont particulièrement secs et donc relativement sensibles à une humidification.6. On pourra dans ce cas limiter les émissions de gaz par la pose d’un confinement de type dynamique constitué d’un réseau horizontal dense de captage –réinjection posé à l’avancement. Le taux de captage obtenu peut avoisiner les 90%.…) et moyennant quelques précautions du type : anticipation des futures conditions d’écoulement des eaux (de drainage notamment). Une attention particulière doit être portée à la mise en œuvre des couvertures et en particulier aux points sensibles que sont les jonctions aux flancs.6. l’étanchéité au niveau des puits. l’accélération des tassements induits par le process et leur impact sur les couvertures imposent des restrictions sur la mise en œuvre des ouvrages. exutoires aménagés. La mise en place d’un sol sur une géomembrane étant plus sensible aux aléas géotechniques. dès lors que l’essentiel des tassements sera obtenu. Un confinement matériel (par opposition au confinement dynamique) de type couverture provisoire. offrant des performances au moins équivalentes à celles d’une couverture définitive conventionnelle est une solution intéressante à mettre en œuvre sur le réseau de réinjection horizontal de par le contrôle des émissions gazeuses et des entrées d’eau qu’elle permet. sol). Un bon taux de captage gazeux est possible et vérifiable par des mesures d’émissions en surface (voir chapitre sur le suivi). cela n’est pas toujours possible. les géosynthétiques posés pourront être réutilisés. la configuration diffère de la précédente par le fait que la géomembrane est posée directement à la suite de l’argile sans soudure immédiate au niveau des zones de tassements différentiels (jonction aux digues.…). Une configuration efficace consiste à poser sur les déchets et le système de réinjection un niveau de matériaux argileux de 20 à 30 cm minimum. une précision et une représentativité spatiale différentes. Sa mise en fonction pourra être réalisée après recouvrement du réseau par quelques mètres de déchets. • La seconde stratégie pourra être mise en œuvre si les tassements attendus sont absorbables par les ouvrages. selon les configurations et notamment pour les sites de hauteur de stockage significative. En effet un enfouissement trop important limitera les performances de la recirculation du fait de la baisse de la perméabilité.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Cependant. recouvert par un film synthétique lesté (pneus. La mise en fonction de la recirculation peut suivre rapidement la pose de la couverture provisoire. Après 2 ou 3 ans. la conception des couvertures devra intégrer une analyse des risques de glissement.1. plis d’aisance. Ce dernier limitera les entrées d’eau et surtout évitera la dé-saturation des argiles.1. revient à poser une couverture provisoire qui sera complétée après deux ou trois ans. voire plus en cas d’utilisation de films synthétiques. De plus. III. L’influence des pluies sera relativement faible. Les technologies disponibles sont en évolution rapide notamment du fait de programme de recherche en cours qui donnent lieu à la mise au point de nouveaux 25/48 ADEME . une zone est exploitée sur une tranche de hauteur puis l’exploitation se déplace latéralement avant de revenir sur la première zone. du fait de la capacité de rétention des déchets sus-jacents et ce d’autant plus que la montée de l’exploitation est rapide. nécessaire si les tassements attendus sont susceptibles de générer de sérieux dommages de la couverture. les sols peu perméables qui seront retirés avant reprise de l’exploitation ou encore une combinaison des deux. Le drainage sur géomembrane est recommandé pour réduire ce risque. les soudures… Le troisième cas concerne les sites de faible hauteur ou les cas précédents lorsque l’on arrive en fin d’exploitation.7 Equipements spécifiques pour le suivi L'exploitant d'un bioréacteur peut par différentes solutions acquérir les informations de suivi et de diagnostic nécessaires à la conduite de la gestion en bioréacteur. Le site est de hauteur significative. Deux stratégies sont possibles : • La première. Les entrées d’eau sont également réduites à celles généralement observées pour les confinements en géomembrane (inférieures à quelques %) à condition que leur design permette l’évacuation des eaux pluviales (pentes suffisantes. III. Plusieurs stratégies et techniques sont envisageables pour un même résultat avec des fréquences d'acquisition variables. quelles conditions de mise en œuvre et quelle performance en terme de taux de captage et d’infiltration ? On pourra distinguer 3 cas principaux : La configuration du site ne permet pas l’arrêt d’exploitation d’une zone (casier unique de grande hauteur et peu étendu par exemple). Dans ce cas.2 Quel type de confinement peut-être utilisé. Selon leur mode de pose (soudé ou non). En effet les argiles saturées sont un bon obstacle aux émissions de gaz (et aux entrées d’air) et supportent bien la déformation (autoréparation). Leur principale cause de déficience est la dessiccation qu’il convient d’empêcher via un géosynthétique. Le caractère provisoire de la couverture permet d’utiliser des matériaux économiques mais dotés de bonnes performances sur le court terme comme les films polymères de faible épaisseur (disponibles pour de grandes surfaces) ou les géomembranes lestées. le géosynthétique peut être remplacé par une géomembrane soudée surmontée d’un niveau terreux végétalisable et drainé. tête de puits.…les soudures définitives pourront être réalisées dans un délai de 2 – 3 ans. voire nulle. Un certain nombre d'aménagements sont utiles. il est recommandé de prévoir. des moyens d'inspection pourront également être intégrés mais on pourra envisager d'autres mesures permettant au besoin de diagnostiquer des phénomènes de colmatage (analyse de la réponse débit pression par drain) nécessitant des interventions ou une adaptation de la conduite de la recirculation. sonde à choc thermique. il faut distinguer trois niveaux : le maintien des contrôles réglementaires .2 Teneur en eau des déchets stockés L’un des objectifs majeurs de la gestion type bioréacteur est l’homogénéisation de l’humidité au sein du massif de déchets. III. Ainsi. Il est également possible de placer les sondes dans les ouvrages de captage –réinjection pour assurer une protection mécanique et disposer de mesures ponctuelles au sein des déchets.1.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 outils. Cette méthode dite « du panneau électrique » nécessite un réseau d’électrodes (jusqu’à plusieurs dizaines) implanté en surface en contact direct des déchets.…) mais il apparaît rapidement des problèmes de contacts sonde-déchets et de corrosion. la corrélation directe de la mesure avec l’humidité n’est pas encore clairement établie.1 Température des déchets stockés La température des déchets stockés est un indicateur important des mécanismes biologiques en cours dans les déchets et peut être suivie. Des mesures globales au niveau des ouvrages de captage de gaz peuvent également fournir des informations utiles. les membranes de façon à placer les sondes dans les meilleures conditions.7. les moyens de prélèvement et de mesure sur le biogaz (volume et qualité ainsi que la température. parmi les techniques disponibles et leur mode de déploiement. au plus proche du casier) . sonde par conductivité électrique. paramètres nécessaires à une gestion en bioréacteur fiable et efficace . pour faciliter ensuite le suivi adapté à l'existant et aux contraintes du site.1. On citera notamment sans que cette liste soit limitative : les moyens de mesure des volumes de lixiviats récupérés par casier ainsi que des moyens de prélèvement sur les lixiviats pour les analyses . Les capteurs de températures présentent l’avantage de donner des valeurs ponctuelles mais doivent être nombreux et sont relativement fragiles. les mesures sont effectuées à partir de sondes (TDR. A défaut de pouvoir suivre directement l’humidité. dès la conception et pendant le remplissage des casiers. les paramètres et méthodes de diagnostic en cas d'anomalie de fonctionnement voire les méthodes utilisables à des fins de recherche. III. Dans l’attente d’évolutions futures. l’instrumentation géophysique est donc un bon outil de suivi de l’injection ‘en direct’ puisqu’elle permet de visualiser ce qui se ADEME 26/48 . le long et/ou en travers des dispositifs d’injection. D'autres techniques sont présentées ci-après et peuvent nécessiter des aménagements. La mise en place d’un fourreau PEHD. Ceux qui visent à la mesure des paramètres directement dans le massif de déchets (notamment concernant l'humidité) n'ont pas atteint aujourd'hui la fiabilité sur le long terme ni des coûts de mise en œuvre à grande échelle permettant leur utilisation en exploitation. les paramètres de contrôle mesurés globalement avec des techniques simples et principalement hors casier pour le pilotage du bioréacteur et à l'initiative de l'exploitant (volume biogaz / taux de méthane / bilan hydrique / températures de lixiviats et biogaz…). Les fréquences temporelles et les fréquences volumiques ou spatiales sont des paramètres également importants dans l'établissement des besoins d'aménagement spécifique. suivant la configuration du casier. ces techniques ne peuvent donc pas être directement utilisées comme outils de suivi à grande échelle. lors de la pose des étanchéités de fond.7. de détection des anomalies éventuelles de fonctionnement et de diagnostic. la méthode de la mesure de la résistivité électrique reliée indirectement à la teneur en eau et à sa distribution dans le massif a montré tout son intérêt (voir plus haut) pour visualiser la zone influencée par la recirculation. permet au tube de coulisser à travers la couverture et d’absorber les tassements. même si elle apparaît être un bon indicateur des changements au sein d’un massif lors de la recirculation. Dans le cas du souhait de pose de sondes fixes. On pourra préférer des sondes portables (type thermocouple) glissées à différentes cotes dans un tube de mesure (temporaire ou pérenne) foncé dans la masse de déchets en cours ou en fin d’exploitation. voire sous. mais la majorité d'entre elles ne sont pas appliquées en exploitation et restent cantonnées aux besoins de programmes de recherche. Cependant cette technique coûteuse présente aussi l’inconvénient de nécessiter un réseau dense de sondes reliées entre elles et connectées à une alimentation électrique. De plus. L'exploitant devra également veiller à mettre en place un mode d'enregistrement des informations permettant une exploitation facile des résultats pour les besoins de conduite. une fois les déchets atteignant la cote voulue. l’implantation de tubes de protection le long des parements sur. Pour cela des capteurs sont à mettre en place au sein du massif de déchets durant la phase de remplissage du casier. Lors des travaux de recherche. Actuellement. une importance particulière doit être portée au bilan hydrique afin d’estimer les quantités de lixiviats à recirculer.3 Bilan hydrique Les quantités de lixiviats injectées et produites sont mesurables via des débitmètres posés au niveau des réseaux d’injection et de collecte.1 Exploitation Les pratiques d’exploitation L’objectif premier du bioréacteur est d’obtenir à court terme la stabilisation des déchets par épuisement de leur potentiel de dégradation. peu de retours d’expériences mettent en évidence le colmatage des systèmes d’injection.1.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 passe au sein du massif de déchet. bioréacteur ou non. Il convient donc de concevoir les réseaux de façon à permettre au mieux leur inspection : diamètre de canalisation suffisant. 27/48 ADEME .2 III. rayons de courbure suffisants. au niveau des ouvrages de collecte via des piquages en tête de puits ou sur collecteur. Cependant. le risque de colmatage est à considérer. 2007). Figure 14 : installation d’une flûte d’électrodes sur site (CEMAGREF) III.5 Suivi du risque de colmatage Dans la mesure où la recirculation des lixiviats entraîne une forte sollicitation du réseau de collecte de lixiviat. III. Le rayon d’action peut par exemple être estimé. III. Etant donné le manque de moyens existants pour pouvoir suivre directement le taux d’humidité au sein du massif. cette technique n’est pas adaptée à un suivi opérationnel. L’influence des précipitations sur les quantités réinjectées avant pose d’une couverture est importante en terme de maîtrise de l’humidité des déchets. Les débitmètres électromagnétiques sont relativement efficaces mais demandent un écoulement à pleine section dans les canalisations.2. En revanche.1. III. ou globalement au niveau du traitement (voir guide l’ « Optimisation du captage du biogaz des installations de stockage » ADEME. il n’est pas souhaitable de limiter le terme bioréacteur aux seules unités possédant une valorisation.7. Deux techniques sont possibles pour réaliser une inspection (l’utilisation d’un robot-caméra ou l’utilisation d’un endoscope) et le choix se portera sur l’une ou l’autre selon la longueur et la facilité d’accès du réseau à inspecter.7.7. même si aujourd’hui. Un corollaire important du point de vue environnemental est la possibilité qu’offre le process d’augmenter le potentiel de production de gaz et d’autoriser ainsi de plus grandes possibilités de valorisation.4 Débit et composition biogaz Ces mesures sont classiquement réalisées sur la plupart des sites.1. Elle peut être obtenue via une station météo ou à minima un pluviomètre sur site. III.2.3 Mise en place des déchets Compte tenu de la nécessité de conférer au massif de déchets un comportement hydraulique le plus homogène possible.2. exercent un contrôle rigoureux des déchets à l’entrée et peuvent limiter tous déchets susceptibles de retarder ou de bloquer les réactions biologiques.2 Plan d’exploitation La gestion d’un stockage en mode bioréacteur peut amener à adapter les plans d’exploitation des sites. les couvertures plus étanches utilisées dans les bioréacteurs par rapport aux ISDND classiques conduisent à long terme à des productions globales de lixiviats moindres. Il est techniquement possible d’éviter cette situation en enlevant cette couverture avant mise en place des déchets. Les mesures d’humidité réalisées sur les prélèvements de déchets en fonction de la profondeur au cours d’une campagne de forages à distances croissantes d’un puits d’injection et la comparaison avec les volumes injectés sur le puits d’injection le plus proche ont mis en évidence un taux d’absorption de 33 % pour les déchets prélevés. Les bâches synthétiques lestées peuvent également être utilisées. On pourra aussi utiliser des couvertures intermédiaires perméables et/ou dégradables de type compost déclassé. Le développement de la collecte sélective des emballages et le développement du compostage (domestique et/ou à grande échelle) ne semblent pas à l’heure actuelle être un frein au bioréacteur. exploiter les alvéoles jusqu’à une hauteur de moins de 15 m. Une mise en place des couvertures dans de meilleures conditions.2. le déchet se dégrade. Le bilan hydrique du casier est alors la résultante de ces deux comportements hydrauliques. De plus.2.3 III. comment gérer la nature des entrants? La technique du bioréacteur est compatible avec l’ensemble des déchets admis en ISDND. une attention particulière doit être portée sur les paramètres de pilotage de la valorisation : qualité et débit du biogaz. Le bilan hydrique est donc négatif pour cette partie de l’alvéole.2. 28/48 ADEME . ce qui entraîne une modification de sa composition mais aussi de ses propriétés physiques telles que la porosité. refus de centres de tri et boues industrielles.2. les pratiques d’exploitation viseront à accélérer les processus de dégradation sans chercher une qualité et un débit constant de gaz. il convient d’éviter la création d’un compartimentage par les couvertures périodiques. par exemple. Une mise à profit optimisée des tassements accélérés. produit de couverture à base de cellulose. si sur le court terme on peut observer une baisse notable des quantités de lixiviats produites.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Lorsqu’il n’y a pas de valorisation énergétique. En conclusion.1 Préparation des déchets en amont et mise en place Quelle nature de déchets acceptés dans le bioréacteur. éviter les interférences de la recirculation avec la collecte du gaz. sur le long terme ces résultats pourraient être révisés à la hausse du fait d’un relargage progressif des eaux retenues. Sur le bioréacteur de La Vergne qui dispose d’une période de 3 ans et dont le système de réinjection par puits a révélé un rayon d’action inférieur à celui estimé. C’est probablement la raison pour laquelle le bilan hydrique du casier bioréacteur évolue dans le temps. dans une optique d’évitement des causes d’inhibition des processus biologiques menant à la dégradation rapide des déchets.2. Parmi les déchets de ce type. On pourra. De plus.2. Cependant. la perméabilité… Le comportement hydraulique du massif de déchets évolue en fonction de ces propriétés. on pourra citer certains sols pollués. ces données sont trop globales pour être représentatives et les résultats ont montré qu’une partie du massif de déchets peut absorber les lixiviats tandis qu’une autre en ‘génère’. qui sont au moins en partie constitués d'éléments biodégradables. Les bénéfices du bioréacteur concernent également les DIB. III.1 Collecte et Traitement des lixiviats Quelles conséquences sur les volumes à traiter ? L’obtention d’un bilan hydrique fiable sur un bioréacteur nécessite une longue période d’observation car les phénomènes de rétention et de restitution dépendent du niveau de dégradation et sont longs à se mettre en place.2 III. III. les couvrir provisoirement puis pratiquer la recirculation des lixiviats pendant 2 à 4 ans pendant que l’exploitation se reporte sur un secteur adjacent permettant ainsi : Un fonctionnement facilité et plus accessible des systèmes de réinjection – captage. au fur et à mesure de la recirculation des lixiviats. III. le taux d’absorption des lixiviats par les déchets serait de 7 % sur la base des données brutes.3.2. Les exploitants. Lors d’une valorisation énergétique. ADEME 29/48 .3. interdit la saturation de la colonne de déchet). d’apporter des nutriments.4. dans les conditions de stockage est de l’ordre de 40 % à 50 % et la réglementation interdit une hauteur de lixiviat supérieure à 30 cm en fond de casier (et par suite.2. 120% Teneur en eau pondérale (w) T eneur en eau après drainage (24 h) 100% Teneur en eau pondérale (w') Teneur en eau volumique 80% 60% 40% 20% 0% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 Contraintes verticales (kPa) Figure 15 : évolution des teneurs en eau pondérales1 et volumiques d’un déchet ménager grossièrement broyé en fonction du niveau de chargement (Olivier et al. La littérature propose des valeurs de taux de recirculation de l’ordre de quelques dixièmes à quelques litres par jour et par tonne de déchets et la tendance est plutôt à la sous-estimation.2. Cette estimation est donnée dans le cas idéal où le système de réinjection est complètement efficace (100 % des déchets exposés à la recirculation).4.j (540l / t an). de rencontrer des écarts significatifs de teneur en eau par rapport aux moyennes nationales. Le site de Yolo County. Le meilleur compromis entre l’optimum d’humidité pour la dégradation et les contraintes d’exploitation consiste donc à recirculer jusqu’à atteindre. On notera que cette propriété dépend fortement de la pression et par conséquent. Il est fortement recommandé de sélectionner une humidité cible à partir des caractéristiques des déchets stockés sur le site. 1 w= mw md . mh : masse de matériau humide.2 que les principales conséquences de la recirculation sur les lixiviats consistent en la baisse de la charge organique à moyen terme associée à un risque d’accumulation des éléments conservatifs surtout représentés par l’ammonium. de la température des déchets et des conditions météorologiques. la capacité au champ. w' = mw mh avec mw : masse d’eau du déchet. ce qui reste difficile à atteindre. il n’est pas possible dans la pratique d’atteindre de tels taux d’humidité dans les casiers de stockage. de la densité. à terme. de diluer les inhibiteurs locaux.1. Par ailleurs. il est très fréquent. il semble important de continuer à recirculer les lixiviats même après avoir atteint la capacité au champ dans le but ‘d’agiter’ le réacteur que constitue le casier de stockage. pour les DIB notamment. la capacité au champ d’un déchet en fond de casier sera différente de celle d’un déchet situé en haut du casier. la capacité au champ moyenne (rétention maximum naturelle) observée pour des O. En effet. compte tenu des valeurs moyennes de teneur en eau (30 à 35 % d’humidité) et de l’objectif minimal de capacité au champ (40 à 50 %).État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 III. 2007) Le degré d’humidité à atteindre pour être à l’optimal des performances d’une gestion de type bioréacteur variera en fonction de la composition des déchets. les quantités minimales à recirculer s’établissent autour de 100 à 200 l/tonne. un des plus performants utilise un taux de recirculation de 1.2 Quelles conséquences de la recirculation sur la nature des lixiviats collectés ? On a vu en III. Au global. III.1 Recirculation des lixiviats Quelles quantités recirculer ? Si l’humidité optimale pour la dégradation est comprise entre 50 et 80 %. En effet.2. md : masse de matériau sec.4 III. même si la littérature fournit des valeurs moyennes pour des catégories standards de déchet.M.5 l / t. de la teneur en matière organique. Lors de la réinjection. un suivi adapté du site est nécessaire. Des travaux de recherche [32] montrent l’importance de la qualité des lixiviats recirculés dans le relargage des métaux. Une mobilisation potentielle des métaux pourrait avoir lieu mais elle n’a pas été observée dans le cadre de l’étude en laboratoire. « Gérer le gaz de décharge » 2001.4.2 Quand et comment recirculer ? Le taux de recirculation est également à adapter au stade de dégradation des déchets. La plupart des études sont d’accord sur l’importance de prévoir des périodes de repos : il vaut mieux injecter à des débits plus élevés avec des périodes de repos plutôt que d’injecter en continu à des débits faibles. il faut atteindre l’optimal de l’humidité le plus rapidement possible.2.5 Captage du Biogaz Concernant cette question. Il est important de collecter des informations concernant la qualité des déchets traités au sein du bioréacteur ainsi que d’autres sur la quantité et la qualité des effluents produits. III. conduit à une inhibition de la méthanogénèse. il ne semblerait pas judicieux. En effet. des 30/48 ADEME . cette contrainte peut fortement limiter les opérations d’injection en hiver.6 Suivi de fonctionnement des bioréacteurs Afin de suivre et de maîtriser le processus de dégradation accéléré que représente une ISD exploitée en bioréacteur. on pourra se reporter au paragraphe III. Pour une stabilisation des déchets la plus rapide possible. les fréquences de la littérature sont assez variables et très liées à l’efficacité du système de réinjection considéré. la méthanogénèse ne peut avoir lieu car les deux réactions entrent en compétition. ces paramètres permettent de maîtriser le processus du bioréacteur.2. Aussi.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 III. Ces aspects devront donc être pris en compte dans le cas d’un objectif de valorisation énergétique. III. correspondant à des lixiviats jeunes (liés à un pH acide < 5). Dans les paragraphes suivants. La présence d’H2S en forte quantité peut conduire à une réaction de nitroammonification et ainsi à la re-concentration d’ions ammonium dans les lixiviats. la température du liquide injecté peut avoir un impact important sur l’activité biologique et on évitera de recirculer un lixiviat trop froid. On préfèrera ne pas recirculer ou le faire à de faibles taux en début de stockage lors de la phase d’acidogénèse pour éviter un choc acide pour la masse bactérienne (blocage de la biodégradation). une dénitrification autotrophe peut se produire.2. Des travaux de recherches [35] ont été menés pour déterminer la pertinence de pré-traiter ce type de lixiviats en vue d’une recirculation dont principalement leur nitrification. des échanges puis des équilibres se créent entre les phases liquides et solides pouvant conduire à des taux de lixiviation des métaux différents selon la composition des lixiviats. Cependant. plâtre).4. des relargages significatifs de métaux n’ont toutefois jamais été cités dans la littérature. Il serait également peu productif de recirculer sur des déchets susceptibles de produire de l’H2S (déchets frais par exemple ou riche en souffre. En terme de cycle de réinjection. III. Selon les régions. La principale réaction de conversion des nitrates est une dénitrification hétérotrophe sous condition qu’il y ait suffisamment de matière carbonée. en cas de valorisation et avant l’atteinte de la méthanogénèse stable.2. Si la source de carbone est appauvrie (cas de la phase stable de méthanogénèse par exemple). Ainsi d’après les expériences de laboratoire. les propriétés hydrauliques du déchet telles que la vitesse d’absorption de l’humidité et la stabilité géomécanique du massif de déchets doivent également être prises en considération pour déterminer le taux de recirculation à appliquer. ce dernier pouvant montrer une baisse significative en cas de réinjection mal adaptée (en terme de débit ou de durée).…) devra s’opérer en parallèle à celui de la recirculation et plus spécialement lors des premiers essais de réinjection. réglage de la dépression dans les branches du réseau. là encore. Sur site. Il s’agira notamment de trouver un compromis entre injection et captage du biogaz de façon à éviter une interférence trop forte sur le débit extrait. Dans ces zones de dénitrification.3 Quels lixiviats peuvent être recirculés ? Les travaux de laboratoire ont montré que la réintroduction de lixiviats riches en acides gras volatils (AGV) ou en ions ammonium (concentration en NH4+> 3000 mg/l). Enfin. Le calage du captage (réglage des vannes. les plus fréquemment citées proposent des cycles hebdomadaires à mensuels. de recirculer du lixiviat nitrifié du fait des risques de perturbation de cette réaction.6 relatif au suivi ainsi qu’aux guides ADEME précédemment cités : « Optimisation du captage du biogaz issu des ISDND et des anciennes décharges » 2007. sont détaillés par thématique.2. ces derniers sont susceptibles d’évoluer et sont des indicateurs des conditions de dégradation présentes dans le massif de déchets. Les travaux menés sur l’influence de la recirculation de lixiviats nitrifiés ont montré les éléments suivants. ADEME 31/48 . physico chimiques induits par la recirculation des lixiviats. Le suivi à des fins de recherche correspond au suivi à mettre en place pour permettre d’analyser dans le détail les processus bio. Le suivi détaillé correspond à un suivi plus approfondi particulièrement adapté à une phase de diagnostic. détaillé ou à des fins de recherche. Le suivi opérationnel correspond au suivi minimum nécessaire à la maîtrise du process au vu des impacts attendus de la recirculation des lixiviats et des moyens éprouvés et disponibles pour la réalisation du suivi (équipements et/ou méthode).État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 propositions de paramètres et de fréquences de suivi en fonction de l’objectif du suivi réalisé : suivi opérationnel. Etude du tassement du massif . charge organique l’entrée chaque 50 000 m3 des lixiviats…) de déchets Détaillé .2.Compréhension de l'évolution de paramètres 1 échantillon analysé à (perméabilité.Estimation théorique de la production de % par fraction biogaz Potentiel de production de biogaz Teneurs en eau Tassements et densité Opérationnel . bilan hydrique.6.Recherche ADEME 32/48 .recherche Teneur en eau du Gestion de la recirculation (volume.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 III. débit.Estimation de la vitesse d’utilisation de vide de Semestriel / Annuel fouille Détaillé / Opérationnel Température du massif Suivi de l’optimisation de la dégradation En continu (sondes in situ) Détaillé .Connaissance de la vitesse de circulation du liquide dans le massif . … à massif recirculer) En continu / bilan annuel Recherche / Opérationnel Perméabilité .1 Déchets Tableau 2 : paramètres de suivi sur les déchets Paramètre suivi Objectif Fréquence de suivi Bilan annuel pour chaque casier Niveau de suivi Tonnage mensuel .Ajustement du protocole de recirculation Tous les 3 ans environ Détaillé . Zn. composition générale des lixiviats. Renseignements sur la pH.Indicateurs. Hg.6.Gestion de la recirculation .État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 III. Al) composants Sels dissous (Na.Contrôle de l'accumulation de sels K. Ni. Cu.Paramètres fondamentaux pour l'évaluation de l'abattement éventuel de la partie biodégradable . Mg. contrôle et maîtrise du procédé de réinjection Mesures systématiques à Opérationnel chaque épisode de réinjection et.2 Lixiviats Tableau 3 : paramètres de suivi sur le lixiviat Paramètre suivi Objectif Fréquence de suivi Mesures systématiques à chaque pompage et bilans mensuels Niveau de suivi Volumes collectés Suivi du bilan hydrique du site Opérationnel Volumes injectés Connaissance. Phénols . Renseignements sur la Cd. SO4. maturité et la forme chimique de certains Sn.2.Détermination de la nécessité d'un prétraitement avant réinjection Opérationnel Semestrielle / Hebdomadaire Opérationnel / Recherche Semestrielle / Hebdomadaire Opérationnel / Recherche Semestrielle / Hebdomadaire Semestrielle / Hebdomadaire Semestrielle / Hebdomadaire Opérationnel / Recherche Opérationnel / Recherche Opérationnel / Recherche Mensuelle Semestrielle / Hebdomadaire Recherche Opérationnel / Recherche ADEME 33/48 .Contrôle de la non accumulation de sels . de leur CrTot.Eviter un ennoiement du massif épisodes de recirculation . Indicateurs.Suivi de la conformité réglementaire du niveau A coordonner en fonction Hauteurs de lixiviat de lixiviats de la fréquence des dans les puits . bilan mensuel . HCO3) AOX. CrVI. Fe. Mn.Toxiques à certaines concentrations .Evaluation de la charge oxydable (minérale ou organique) biodégradable ou non biodégradable DCO et DBO . . conductivité et composition générale des lixiviats.Indicateurs de l'évolution de la concentration des lixiviats Contrôle de la teneur en NH4 car risque NH4 d'accumulation Métaux totaux (Pb.Contrôle de la teneur en Cl car risque d'accumulation Cl . de leur MES maturité . État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 III.Vérifier les infiltrations d'air Estimation plus précise des % des autres composants Hebdomadaire en cas d'analyse sur gaz humide En cas de valorisation électrique du biogaz (moteur).Calcul débit de méthane CH4. volume.Enregistrement des variations à corréler avec les variations en débit afin d'estimer la production de biogaz Détaillé / Opérationnel Dépression appliquée Hebdomadaire Opérationnel .Contrôle du bon fonctionnement .Volume réel à comparer avec la production théorique estimée Hebdomadaire / . Biogaz Tableau 4 : paramètres de suivi sur le biogaz Objectif Fréquence de suivi Niveau de suivi température) . est à appliquer à l’échelle du site.6.6. Un objectif de recherche ou de diagnostic pourra nécessiter un suivi à l’échelle du casier voire du puits (ou de la tranchée) de collecte de biogaz.Valider un stripping in situ du NH4 en cas d'oxydation des lixiviats dans l'ouvrage intermédiaire avant Semestrielle recirculation . III.4 Données d’exploitation Tableau 5 : paramètres de suivi d’exploitation Paramètre suivi Objectif Fréquence de suivi Niveau de suivi Accumulation d'eau dans les points bas du réseau de biogaz Mesures correctes du flux de biogaz Bilan mensuel Opérationnel Pluie Pression atmosphérique Bilan hydrique Pluie efficace Calcul du débit de biogaz en Nm3 Mensuelle / Journalière Opérationnel / Détaillé III.Evaluation de l'impact de la recirculation des lixiviats Mensuelle sur la cinétique de génération de biogaz .Réglage du réseau à l'aide de la teneur en O2 O2 .2. H2 et . contrôle H2S car corrosif Hebdomadaire Recherche Recherche Détaillé – recherche Ce suivi lorsqu’il est opérationnel.2.5 Equipements et méthodes de suivi Les déchets entrants Composition du déchet et potentiel méthanogène 34/48 ADEME .Indication du retour en acidogénèse à l'aide de la teneur en H2 Hebdomadaire Opérationnel N2 Humidité H2S . CO2.6.3 Paramètre suivi Débit (Pression relative.2. suivi de séchage et de mesures de masse. Les déchets stockés Teneur en eau Cette mesure a été évoquée en III. de la majeure partie de la production gazeuse. en ce qui concerne les OM. Une méthode globale d’évaluation par calcul via le bilan hydrique et les quantités injectées est également possible.3. si possible par fraction représentative du déchet. on pourra se baser sur une approche issue de la composition des déchets. à la condition d’une répartition homogène de l’eau dans le massif de déchet. Une mesure précise nécessite un échantillonnage des déchets selon la procédure normalisée MODECOM déjà citée. Dans l’idéal.1. Ce test dit BMP (Potentiel BioMéthanogène) se base sur la mesure de la production gazeuse d’un échantillon de déchet placé dans des conditions de dégradation optimale. Chaque catégorie de fraction constituant le déchet possédant un potentiel méthanogène propre et connu. L’extrapolation de ce dernier sur la base de mesures plus courtes étant souvent délicate.2 avec la méthode géoélectrique de visualisation du bulbe d’injection autour des corps drainants. Cette méthode est préconisée lorsque l’exploitant sort du champ standard des dispositifs d’injection décrits dans cet ouvrage.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 La connaissance du potentiel méthanogène permet de calculer le bilan prévisionnel de production gazeuse et par suite de dimensionner au mieux les dispositifs techniques de captage et de valorisation.7. ADEME 35/48 .2 et en III. On pourra également vérifier ce calcul théorique par prélèvement et mesures pondérales dans le massif de déchets. il est possible d’estimer cette valeur sur la base de moyennes des déchets français (soit environ 30 à 35 % en masse). via une méthode de type MODECOM. un prélèvement régulier et représentatif du déchet entrant. Dans la pratique. Une durée minimum de mesure de 3 mois est recommandée pour une approche complète du potentiel. responsable pour les OM. Ce type de test est à faire réaliser une fois tous les 2-3 ans ou plus fréquemment en cas de variations significatives des apports. Teneur en eau La teneur en eau des déchets entrant est un paramètre fondamental que l’exploitant se doit de connaître afin de fixer la quantité de lixiviats à réinjecter. les procédures précédentes étant relativement coûteuses. Si. est nécessaire en vue de l’analyse en laboratoire du potentiel méthanogène.1. il est en effet possible d’approcher le potentiel méthanogène global en estimant visuellement ou par mesures pondérales les diverses catégories et notamment la fraction papier . il est plus difficile de le faire pour les DIB ou les mélanges de déchets.cartons. Les écarts qui pourront être constatés entre le bilan prévisionnel et les mesures durant l’exploitation constitueront un moyen de contrôle des performances du site. Cette mesure est à reproduire tous les 3 à 5 ans ou à chaque changement notable de la nature des apports. Ces interventions coûteuses peuvent être réalisées à un rythme pluri annuel.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Figure 16 : mesures de la teneur en eau à différentes distances d’un puits de réinjection sur le bioréacteur de La Vergne (VEOLIA PROPRETE) Température Ces mesures sont traitées au III. Lixiviat Composition ADEME 36/48 .…). cette évaluation ne peut se faire directement qu’à partir de prélèvements dans le massif suivis de tests de potentiel méthanogène évoqués précédemment. En dehors de l’utilisation de paramètres indirects (températures. On pourra également réaliser des tests plus simples comme : les matières volatiles .1. dosage AT4 qui correspond à un test de respirométrie microbienne indicateur du contenu en matière organique oxydable. nature des lixiviats. le dosage des celluloses et de la lignine.1.7. Production de lixiviats La production de lixiviats peut être obtenue par des débitmètres placés en sortie de casier ou via la connaissance de temps de fonctionnement des pompes et de leur débit si la collecte n’est pas gravitaire. Figure 17 : réalisation d’une campagne de prélèvement pour mesurer la teneur en eau et l’état de dégradation des déchets Bilan hydrique Quantité injectée La quantité injectée est suivie en continu grâce au débitmètre de la centrale d’injection ou par comptabilisation des volumes injectés gravitairement. obtenue en données quotidiennes sur le pluviomètre du site ou de la station la plus proche. Paramètres météorologiques Le paramètre météorologique fondamental est la hauteur de précipitation. L’idéal est de connaître la production par casier. Etat de dégradation La vérification du niveau de dégradation des déchets soumis à recirculation est essentielle pour contrôler les performances de l’installation. le rapport cellulose + hémi cellulose/ lignine variant en fonction de l’état de dégradation . En cas de mesures avec sonde portable la fréquence idéale préconisée est mensuelle. Les mesures par sondes donnent un résultat en continu. le dosage de MOO : matières organiques oxydables . production de gaz. les zones de cisaillement. voire l’effet des modifications des conditions de recirculation. AGV (Acides Gras Volatils) doivent être dosés mensuellement. Selon le type de couverture. Figure 18 : mesure à la chambre à flux sur biofiltre à biogaz (CSD AZUR) Tassements Amplitude Le suivi des tassements par mesure topographique est prescrit annuellement par les arrêtés d'autorisation d’exploiter. via les systèmes intégrés aux dispositifs de destruction/valorisation du biogaz ou les contrôles opérés.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 La connaissance de la composition des lixiviats est une contrainte réglementaire habituelle demandée à une fréquence mensuelle ou trimestrielle. Cette performance peut être vérifiée à l’aide d’une campagne de mesures à la chambre à flux de surface ou grâce à d’autres techniques telles que le traçage gazeux. pour des besoins de réglage du réseau et d’optimisation du captage. Dans le cas des bioréacteurs.… Une fois la campagne réalisée. Température La température des lixiviats varie peu en général. ammonium. Les tassements constituent des indicateurs de premier ordre de l’évolution de l’état du déchet. le bilan de masse. Son suivi est de moindre importance par rapport à celui de la température des déchets stockés. Biogaz Débit et composition Le débit global du site est en général connu. afin d’évaluer les performances zones par zones et notamment l’effet de la recirculation. des mesures sont réalisées au niveau des points clefs du réseau ou des têtes de corps drainants. les raccordements au talus. souvent en continu. Il en est de même pour les paramètres majeurs de composition : CH4. une connaissance plus poussée est requise du fait de l’information pertinente qu’elle fournit sur le déroulement de la dégradation. du fait des tassements notamment. CO2.… quand les conditions s’y prêtent dès que la couverture est mise en place. Dans le cadre du suivi d’un bioréacteur. Cette technique consiste à mesurer l’accumulation de gaz dans un volume à pression atmosphérique posé sur la surface de la couverture. le maillage de mesure pourra être différent voire être concentré essentiellement sur les points habituellement sensibles. Emissions atmosphériques La première performance du bioréacteur est son très faible taux d’émission atmosphérique comparé à un stockage standard. Souvent. Les paramètres DCO et DBO. comme les têtes de puits. la mesure régulière des tassements par le biais d’un réseau de bornes topographiques ou de levés laser au sol permet de corréler spatialement ces derniers aux bulbes d’humidité induits par la réinjection du lixiviat et à la production de biogaz zone par zone. Ces dernières sont indispensables à un bioréacteur. Le pH peut être suivi en continu ainsi que la conductivité. 37/48 ADEME . 02. ou au moins de façon hebdomadaire. Sa connaissance mensuelle permet de s’assurer de l’absence de risque de fluage des géomembranes de fond. on pourra se borner à vérifier ponctuellement l’efficacité de la couverture au niveau des points sensibles. …). ADEME 38/48 .État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Colmatage Inspection L’inspection vidéo en vue d’un contrôle du colmatage n’est pas une mesure de routine mais est déclenchée en cas de suspicion de dysfonctionnement des canalisations (baisse inexpliquée du débit. hausse inattendue de la hauteur de lixiviats en fond de casier. montée suspecte de la pression de réinjection. Sur le long terme. La cellule bioréacteur (à gauche).1 Conséquences sur la production de lixiviats On rappellera (voir III. voire permet cette valorisation sur des sites pour lesquels elle ne pouvait pas être envisagée. réduit sur le court terme la quantité de lixiviats à traiter selon le mode d’exploitation et le climat. qui est recouverte d'une couverte traditionnelle Figure 19 : cartographie des mesures d’émission à la chambre à flux sur le site de La Vergne (VEOLIA PROPRETE) En concentrant la production de gaz sur une période plus courte. issue des résultats d’une campagne de mesures des émissions diffuses au travers de la couverture du site de La Vergne.2. III.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 IV SYNTHESE DES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX IV. les expériences de laboratoire montrent aussi un risque de relargage de certains métaux lourds. On considère que la performance globale est supérieure à 90 % de captage des gaz produits. le bioréacteur permet d’améliorer le potentiel de valorisation des sites. ADEME 39/48 .4.1.2 Conséquences sur les émissions de biogaz Le bioréacteur limite le risque à long terme d’émissions de biogaz puisqu’en accélérant la dégradation. il concentre la durée d’émission de biogaz pendant la phase de pleine efficacité des dispositifs de confinement. Selon la qualité du liquide réinjecté.1) que le bioréacteur : n’augmente pas le risque de fuite de lixiviats en fond de casier.3. Ces performances sont illustrées par la Figure 19.1. la couverture étanche évite les entrées d’eau. permet de réduire la charge organique biodégradable des lixiviats produits mais induit un risque de concentration de certains éléments tels que les chlorures et l’ammoniaque. Ce mode de gestion est la pratique de stockage qui présente le plus faible taux d’émission atmosphérique de gaz à effet de serre. ne comporte pas de zones d'émissions contrairement à la cellule témoin (à droite).4. avec une géomembrane en couverture.2 et III. IV. IV. le débit capté et donc les fuites à l’atmosphère peuvent être optimisés. la littérature propose une estimation de l’ordre de 10 à 15 ans pour les installations actuelles. Le développement actuel des performances de ce type d’installation permet d’espérer encore une progression significative dans ce domaine. le gain de production pourra être quasi nul par rapport aux casiers non gérés en bioréacteur. Pour les sites accueillant des déchets déjà humides et situés dans des zones à forte pluviométrie. La comparaison (Figure 21) des tassements de la cellule test (bioréacteur) du site de Yolo County (USA) avec la cellule traditionnelle de même volume initial illustre clairement le gain de volume généré par le process bioréacteur. Cependant. selon les performances de la couverture mise en place.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Le gain de production instantanée espéré actuellement est de l’ordre de deux fois celui obtenu avec une gestion traditionnelle. ADEME 40/48 .4 Conséquences sur les tassements L’impact majeur d’une gestion en mode bioréacteur réside dans l’accélération des tassements sur les premières années où ces derniers peuvent être multipliés par deux par rapport à ceux observés classiquement.3 Conséquences sur la vitesse de stabilisation Le bioréacteur diminuera la durée de stabilisation des déchets d’autant plus que son système de réinjection sera performant en terme d’homogénéité de répartition de l’humidité dans le massif de déchets. Figure 20 : comparatif d’état de stabilisation de déchets provenant des casiers témoins et bioréacteur du site de La Vergne (VEOLIA PROPRETE) IV. En terme de durée de stabilisation. Tassements en % Figure 22 : mesure des tassements sur les cellules bioréacteur et témoin.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Figure 21 : comparaison visuelle des tassements pour la cellule bioréacteur test et témoin. Celle-ci met en évidence les excellentes performances de ce site où les tassements de la cellule bioréacteur sont 5 fois plus élevés que sur la cellule témoin. lesquelles sont illustrées en Figure 22. site de Yolo County (USA) ADEME 41/48 . site de Yolo County (USA) Les 2 cellules de la Figure 21 ont fait l’objet de mesures de tassements. on différenciera les coûts peu proportionnels au tonnage (fixe) et les coûts (quasi) proportionnels au tonnage (variable). On peut évaluer le besoin à 0. ce type de gestion n’est pas réservé aux forts tonnages et peut être appliqué sur des sites modestes. les coûts évités apparaissant essentiellement à long terme. V.2 Approche technico-économique : minimum requis en terme de tonnage et d’aménagement pour la mise en œuvre d’un bioréacteur.1 Quels besoins humains en terme de compétences et de nombre de postes ? L’exploitation d’un site en mode bioréacteur nécessite de compléter l’équipe d’exploitation pour couvrir les besoins supplémentaires. L’objet principal de la gestion d’un stockage en bioréacteur étant la recherche de l’excellence environnementale. le pilotage de la réinjection et la gestion du réseau biogaz. Comme l’indique le tableau 6.2.5 à 1 personne supplémentaire selon les sites. • le personnel d’exploitation. à savoir : le suivi accru .État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 V CONDITIONS DE FAISABILITE TECHNICO-ECONOMIQUE V. le nombre de X est représentatif de l’importance du coût : ADEME 42/48 . à quels coûts ? Les performances environnementales s’accompagnent d’une incidence économique qui se traduit par des coûts évités et des coûts supplémentaires dont l’équilibre n’est pas à ce jour clairement établi.1 Les aménagements nécessaires et les surcoûts Les surcoûts d’investissement et d’exploitations pour un bioréacteur peuvent être estimés entre 3 et 10 € HT/tonne selon la taille du site et financent essentiellement : En investissement : • les dispositifs de réinjection. Le niveau de motivation et de formation de ce personnel chargé du suivi et du pilotage de la réinjection devra être élevé : jeune ingénieur ou technicien confirmé. • le confinement complémentaire. V. les surcoûts d’investissement sont en grande partie proportionnels au tonnage et l’effet d’échelle est assez limité ce qui ne défavorise que peu les sites de faibles tonnages. En exploitation : • les contrôles supplémentaires. Le détail des aménagements peut être caractérisé comme suit. 90 % du Potentiel Méthanogène (BMP) initial abattu en moins de 15 ans pour atteindre au moins la valeur maximum de 15 Nm3 de CH4/t MS.2. INSA de Lyon -URGC. ADEME 43/48 .Lirigm-LTHE. collecteurs Puits supplémentaire Confinement haute performance Débitmètres. La poursuite de programmes de recherche soutenus par l’ADEME sur la comparaison des différents modes de stockage ainsi que sur l’optimisation de l’exploitation des casiers en mode bioréacteur. Dans une optique d’amélioration des connaissances. coordonné par VEOLIA PROPRETE qui vient de démarrer en partenariat avec le CEMAGREF. INSA de Lyon . sur la préparation des déchets pour l’optimisation de la biodégradation par méthanisation des déchets non dangereux (BIOPTIME).LAEPSI. l’IMFT. Dans une perspective d’amélioration continue des process de stockage. SITA à Sonzay. massif drainant. Drains selon un maillage correspondant aux rayons d’action des dispositifs utilisés. CEMAGREF – Université de Recherche Hydrosystèmes et bioprocédés.2 Les avantages potentiels Difficilement chiffrables car très variables selon les sites. ces avantages sont les suivants : gain de vide de fouille pouvant correspondre à quelques pourcents du volume du casier. Un autre projet ANR PRECODD sur les installations de stockage de déchets bioactives de nouvelle génération coordonné par l’INSA de Lyon – et EEDEMS regroupant les partenaires suivants : Université de Grenoble . le LSEE. capteurs X Coût variable XXXXXXXX XXXX XXXXXXXX X X X Analyse.… V. voire de garanties financières. augmentation du potentiel énergétique valorisable du fait de l'accélération de la production de biogaz et du revenu associé à la vente de l'énergie produite. SUEZ Environnement. diminution des coûts externes liés à la gestion des risques réels et perçus à long terme [31] (perte de valeur. VEOLIA PROPRETE à La Vergne).…). diminution logiquement atteinte des coûts de post exploitation suite à une stabilisation plus rapide des déchets limitant le besoin prolongé de surveillance des sites. VI PERSPECTIVES La profession s’accorde à dire que la solution bioréacteur représente une réelle avancée des filières de traitement des déchets par stockage. VEOLIA PROPRETE. automatisme. BRGM – centre Scientifique et Technique d’Orléans. les professionnels sont à même de s’engager sur les performances environnementales du bioréacteur et proposent de viser les objectifs suivants : 90 % de taux de captage global du méthane sur la durée de vie du site. la recherche dans le domaine se poursuit. Les initiatives privées des opérateurs qui déploient la gestion en bioréacteur à grande échelle dans le cadre d'autorisations (COVED à Loches. prélèvements. A ce titre on pourra citer : Un projet ANR de 4 ans.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 POSTE Réinjection centrale réseau Biogaz Couverture Suivi Exploitation personnel suivi Tableau 6 : détails des coûts des aménagements d’un bioréacteur Descriptif Coût fixe Pompe. le LTHE et le LISBP. C. TOLAYMAT. C. G. KHIRE. CORTI. KIEFFER. BENEMANN. JP. P.LUNING. T. RIQUIER. L. R. RAGA. California controlled landfill program: a J. GOURC.ademe. CHENU. Recirculation des lixiviats programme de recherche et de développement. AUGENSTEIN. BARINA. C. 2005 R. N. S. T. F. AUGENSTEIN. LAEPSI. H. Le sigle (*) indique que l’article fait référence à une expérimentation sur site. 2005 M. OONK. LINDHE. G. de BAUER. multiphase flow model 2005 Organic matter stabilization of sorted MSW under leachate recirculation R.fr. J. L. MAGNANI. KREMER. ReactiveTransport in bioreactors: Development of a BLETZACKER. MAGNANI. F. DAHLIN.VETTORAZZI.M. Ferques bioreactor case study (*) COQUANT. GOURDON. HERMKES. YAZDANI. 2005 44/48 15 ADEME . M. ROSQVIST. WOELDERS. SKHIRI. GREEN. summary of results since 1994 (*) 2005 Predicting the storage capacity of deep landfills: F. GACHET. L. VAN VELTHOVEN. Résumé(*) Engineered landfill versus in-vessel processes for anaerobic composting and methane recovery from MSW Dutch sustainable landfill research program: 4 years experience with the bioreactor test cell Landgraaf (*) Auteur R.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 ANNEXE 1 : BIBLIOGRAPHIE Les rapports et guides ADEME cités dans cet ouvrage sont disponibles sur le site Internet de l’ADEME www. J. BAYARD.V. COSSU. QUINTARD. PINAMONTE. C.B. 2005 H. 2005 D. 2005 4 G. YAZDANI.PUGLIERIN. GOLDSMITH. Source Sardinia 2005 Sardinia 2003 Sardinia 2005 SITAADEME Programme R&D ADEME Sardinia 2005 Sardinia 2005 Sardinia 2005 Sardinia 2005 Sardinia 2005 Sardinia 2005 Sardinia 2005 Sardinia 2005 Sardinia 2005 Sardinia 2005 N° 1 2 3 Titre Carbon and nitrogen mass balance in some landfill models for sustainability assessment Numerical evaluation of granular blankets for leachate recirculation in MSW landfills Discussion of different landfill concepts . 2005 Landfill gas production and energy recovery in bioreactor landfill (*) Investigation of water flow in a bioreactor landfill using geoelectrical imagining techniques (*) Commercial-scale aerobic-anaerobic bioreactor landfill operations (*) Aerobic-anaerobic treatment of MSW organic fraction in landfill: a bridge to bioreactor technology (*) A. OLIVIER. L. BENEMANN. 2005 6 7 8 9 10 11 12 H. C. F. AUGENSTEIN et al. 2003 5 CEMAGREF. 2005 13 14 D. R. Yolo county. LOMBARDI. HAYDAR. HATER.D. R. M. ACHOUR.from open dump to MBP-landfill Influence de la recirculation des lixiviats sur la stabilisation des déchets et la production de biogaz des CSD non dangereux: Document de synthèse (*) Centre de Stockage du Jura. 2003 D.R. R. LIRIGM. H. 2005 M. 2002 /2005 D. V. M. G. L. E. HEBE. 2005 C. GIJZEN. PONTHIEU. 2000 C. N. T.M. R. W. 2005 and outlook for operation and performance Bioreactor landfills lysimeter studies on indian urban refuse M. COUTURIER. BARINA. T. LAGIER. ROVERS. E. H. 2005 R. 2005 ADEME 32 Note de synthèse du programme de recherche sur la gestion des Installations de Stockage de Déchets I. H. FELSKE.J. C. bioreactor landfills 2005 R. 2005 Y. BUDKA. VIGNERON. BERNET.Diagnostics C. VALENCIA. MORAIS. LANE. OLIVIER. laboratory-scale bioreactor BAYARD. 2005 26 Bioreactor landfill T.SMITH. WOELDERS. VAN DER Evolution and fate of nitrogen compounds in scale ZON. Codigestion of MSW and septic tank sludge in bioreactor landfill simulators LUBBERDING. F. MOREAU-LE GOLVAN. BARINA.J. GIJZEN.H. 2005 Nitrate injections during municipal solid waste anaerobic digestion Implementation of bioreactor technology at a Northern Canadian landfill Performance results from the tucuman solid waste bioreactor (*) A strategy to achieve optimal performance at fullscale operationnal bioreactor landfill Observed benefits and problems associated with leachate recirculation C. H. MERY. 2005 Evolution of bio-physical and mechanical F. 2005 T. J. 2005 R. U.A. JM. VAN DER ZON. BENSON et al. 2007 CEMAGREF 31 J. MAZEAS. DUQUENNOI.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Sardinia 2005 16 Sardinia 2005 17 Sardinia 2005 18 Sardinia 2005 Sardinia 2005 Sardinia 2005 Sardinia 2005 Sardinia 2005 Sardinia 2005 Sardinia 2005 Waste Managment World (revue) mars 2005 TSM 08 2005 Solagro Waste Managment 2006 ADEME VEOLIA 2007 19 20 21 22 23 24 25 V.J. J. A.J LUBBERDING. . 2006 27 28 29 Vers une nouvelle génération de centres de stockage bioactifs (*) Recirculation des lixiviats dans un casier de stockage de DMA (*) Practice revue of 5 bioreactor/recirculation landfills (*) Bioréacteur de La Vergne: bilan de 3 années de recherche (*) Contribution à une gestion durable du risque environnemental du stockage des déchets ménagers et assimilés : l’évaluation du coût externe des fuites de lixiviat des décharges 30 N. AUDIC. 2005 EA McBEAN. 2005 Bioreactor landfills in northern regions . G. characteristics of MSW after 2 years incubation in a ACHOUR. 2006 ménagers et assimilés (dits aussi non dangereux) en bioréacteur ADEME 45/48 . NAGENDRAN. KURIAN. THIEL. L. F. W. ELPIDO. GIDDA. T. BOUCHEZ. H. WOLF. VALENCIA. VIGNERON. J. AUDIC. DEL ROSSO. SKHIRI. REINHART. JP. ZIESS. M. GOURC. H. BOUCHEZ. SWATI. R. A. ROSQVIST. C. VIGNERON.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 ADEMESITA ADEMESITA ADEMECEMAGRE F-SITA Sardinia 2005 33 34 Le concept du bioréacteur Note de synthèse : Influence de la recirculation sur la stabilisation des déchets et la production de biogaz des CSD non dangereux (*) Voies de réduction des oxydes d'azote lors de leur injection dans un massif de déchets ménagers et assimilés Investigation of water flow in a bioreactor landfill using geoelectrical imagining technics (*) T. 2003 35 V. BUDKA. 2005 H. DELINEAU. BARINA. 2005 36 ADEME 46/48 . DAHLIN. LINDHÉ. T. 2000 G. 2 La capacité au champ est une propriété physique du déchet qui mesure la quantité maximale de liquide que le déchet peut retenir naturellement.État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 ANNEXE 2 : NOTIONS THEORIQUES SUR LES ECOULEMENTS LIQUIDES DANS LES DECHETS En complément de la description des différents types de système drainant d’injection. 47/48 ADEME . Avec le temps la macroporosité tend à se réduire significativement pour tendre vers un milieu plus homogène. au lessivage de fines créant des canaux à faible perte de charge ou à des fissures liées aux mouvements du massif de déchets. ce qui met en évidence la présence d’une absorption secondaire. La proportion des écoulements de type préférentiel pourrait atteindre jusqu’à 40 % des flux transitant dans un massif (Maloszewski et al. On note cependant (Zeiss et Uguccioni 1995) que le déchet soumis à une injection répétée voit sa capacité au champ augmenter lentement mais régulièrement. En s’éloignant du point d’injection. 1995). En pratique. l’écoulement s’effectue avec une perte de charge importante et « mouille » efficacement le déchet. Cette double porosité est constituée de l’imbrication d’une porosité matricielle à l’échelle du déchet. L’origine des chemins préférentiels pourrait être liée à l’interconnexion forte de pores matriciels. De nombreux auteurs ont mis en évidence la non homogénéité des massifs de déchets en terme de transferts liquides et la double porosité qui régit ces derniers. le comportement de l’eau injectée dans les déchets depuis un ouvrage peut être représenté comme le suggère la Figure 23. Il résulte de cette situation une difficulté à atteindre la capacité au champ et la nécessité d’augmenter très sensiblement le volume d’injection par rapport au volume théorique nécessaire issu de la différence entre la capacité au champ et la teneur en eau initiale du déchet. vraisemblablement liée à la présence de forces capillaires. Ainsi le déchet soumis à une injection produira du lixiviat avant d’atteindre sa capacité au champ2. qui redistribuent l’eau des macropores vers les déchets. Cette dernière est à l’origine de cheminements préférentiels qui ont pour effet de court-circuiter les écoulements et de réduire les temps de séjour des eaux dans les déchets. Figure 23 : rayon d’action efficace d’un ouvrage d’injection (Chassagnac 2007) A proximité du point d’injection la capacité d’absorption du déchet est inférieure au débit unitaire (débit transitant par unité volumique de déchet) et l’eau utilise chaque pore disponible pour s’écouler . il est important de préciser quelques notions relatives aux transferts des liquides en milieu hétérogène et notamment la notion de rayon d’action efficace des ouvrages d’infiltration. centimétrique à décimétrique ainsi qu’une macro porosité à une échelle métrique à pluri-métrique. les lignes de courant de l’écoulement s’écartent progressivement et le débit unitaire baisse. mais également un rayon d’action vertical. le débit unitaire est insuffisant pour occuper tous les vides disponibles et l’écoulement utilise préférentiellement les conduits à faible perte de charge constitués des macropores. largeur. circonférence du massif drainant autour du drain) .État des connaissances techniques et recommandations de mise en œuvre pour une gestion des installations de stockage de déchets non dangereux en mode Biorécateur 12/2007 Au delà d’une certaine distance. Ces notions sont particulièrement importantes à prendre en compte dans le dimensionnement du système d’injection. du débit d’injection lui même lié à la pression dans le réseau de recirculation. Son caractère mouillant est alors faible et l’effet recherché n’est plus obtenu. ADEME 48/48 . On notera également que ces rayons d’action sont fonction : du type de corps drainants d’injection et notamment de la surface d’échange mise en jeu (longueur. que l’on appellera rayon d’action efficace. La Figure 23 illustre bien le fait qu’il existe non seulement un rayon d’action horizontal. moins intuitif. Remarque : les rayons d’actions efficaces précédemment cités ne correspondent aucunement aux rayons d’action cités dans la littérature au sujet du captage de gaz (25 à 30 m). intuitivement évident.