Etude faisabilitÃ© de la valorisation Ã©nergÃ©tique des papiers cartons ...

Etude faisabilité de la valorisation 

énergétique des papiers cartons issus 

des déchets de la ville de 

Ouagadougou

Organisme scientifique 

sollicité : IGEDD/UO 

Responsable: CEFREPADE 

Institution bénéficière : Mairie 

de Ouagadougou 

IGEDD/UO/février 2011

Plan de l’exposé 

Introduction 

Etude de la caractérisation 

Etude du compactage 

Etude de la combustion 

Conclusion 


Introduction 

• Volet C du PSRDO-CER : actions de valorisation 

dont celui des déchets papiers et cartons 

• Une quantité non négligeable de déchets papiers 

et cartons produite chaque année 

• Unité de valorisation des déchets papiers et 

cartons est prévue 

Mise en place d’une filière pour la fabrication et 

la commercialisation des briquettes à base des 

papiers et cartons 


Introduction 

• Questions d’ordre : technique et économique 

‣Taux de compactage optimum ? 

‣Intérêt de mélanger à d‘autres déchets ? 

‣Toxicité des fumées ? 

‣Toxicité des cendres ? 

‣Intérêt économique ? 

‣Acceptabilité ? 


Introduction 

• Les objectifs de l’étude 

1. Caractériser le gisement de papiers cartons issu des 

ordures ménagères de Ouagadougou 

2. Déterminer les conditions optimales de compactage 

des déchets papiers et cartons 

3. Réaliser l’étude de la combustion des briquettes à 

base de déchets papiers et cartons 


Etude de la 

caractérisation 


méthode 

• Réalisation de la collecte auprès de ménages 

échantillonnés à Sig-Noghin 

• Tri des déchets en trois groupes au centre de tri : 

déchets papiers/cartons (DPC), déchets verts (DV), 

reste des déchets (RD) 

• Caractérisation des DPC à l’IGEDD suivant cinq 

groupes 


Typologie utilisée (typologie inspirée des travaux 

de Yadong Li et Henry Liu (2000)) : 

• Carton ondulé 

• Carton non ondulé 

• Papier de bureau 

• Papier journal 

• Papier à impression commercial 

IGEDD/UO/février 2011 

Méthode


Résultats


Conclusion 

• L’évaluation du gisement de déchets papiers/cartons et 

des déchets utilisables en appoint 

• La caractérisation des déchets papiers/cartons en cinq 

groupes: 

‣ les cartons ondulés 39% 

‣ Les cartons non ondulés 18% 

‣ Les papiers de bureau 28% 

‣ Les papiers de journal 7% 

‣ Le papier à impression commerciale 8% 

• La nécessité de mener d’autres études

Etude du compactage 


• Etude préliminaire 

Méthode 

• Compactage des briquettes 

• Caractérisation des briquettes : masse volumique, 

indice de résistance à l’impact (IRI), la relaxation et le 

taux d’humidité des briquettes en fonction de la 

pression, le PCS 

• Choix de la pression optimale sur la base des 

paramètres retenus 



Papiers/cartons déchiquetés 

Briquette 


Types de buchettes retenus : 

• Type 1 : briquette à base de carton ondulé. 

• Type 2 : briquette à base de papier de bureau. 

• Type 3 : briquette à base du mélange de l’ensemble des cinq 

catégories des déchets papiers et cartons suivant leur 

pourcentage respectif. 

• Type 4 : briquette à base du mélange de l’ensemble des 

déchets papiers et carton précédent avec 10% en masse de 

déchets verts. 


Résultats : Carton ondulé 


Résultats : mélange des papiers-cartons 


Résultats: résumé 

Type de 

briquette 

Pressio 

n (bars) 

Masse volumique 

(g/cm 3 ) 

PCS 

(kJ/kg) 

IRI 

Taux 

d’humidité 

Relaxation 

Type1 90 0,48 15 826 180 7,8 28 

Type2 70 0,54 13 810 340 6 12 

Type3 70 0,5 15 215 130 5,4 26 

Type4 90 0,45 15 535 80 6,5 26,9 

• Les pressions optimales sont: 

70 bars pour les Papiers de bureau et le mélange des papiers 

90 bars pour le carton ondulé et le mélange des déchets verts 

• Les briquettes en carton ondulé ont le PCS le plus élévé 

• Les briquettes en papier bureau ont un plus grande résistance et 

masse volumique 


Conclusion 

Quatre types de briquettes et une méthode de compactage ont été 

retenus 

• Du point de vu physique, les briquettes à base de papier de 

bureau sont meilleures par rapport à l’ensemble des types de 

briquettes 

• Par contre les briquettes à base de carton ondulé ont le plus 

grand pourvoir calorifique 

• L’utilisation des déchets verts n’améliore pas les propriétés 

physiques des briquettes (réduit au contraire) 


Etude de la combustion 



Dispositif du four rotatif

Préparation du combustible (pesée) 

Disposition des briquettes 

Déroulement de la combustion 


Cendres

Dispositif du four tubulaire 

NO, NOx, SO2 , CxHy 


Déroulement des essais en four tubulaire 


Paramètres de sortie pris en compte 

• La durée de la combustion 

• La température en phase établie de la combustion 

• Les métaux lourds dans les fumées et dans les cendres 

• Caractéristiques des cendres (NPK) 

• Les émissions de gaz 


Résultats : températures 


Résultats : T° & durée de combustion 

Type de briquette 

Type1 

(carton 

ondulé) 

Type 2 

(papier 

bureau) 

Type3 

(mélange des 

papiers) 

Type 4 (mélange 

avec déchets 

vert) 

Durée (mn) 10,5 11 18,5 12,5 

Température (°C) 950 750 800 800 

Taux de cendres (%) 11 15,4 16 15,7 

•La durée de la combustion est sensiblement la même pour les 

briquettes de types 1, 2 et 4. 

• Les briquettes de type3 à base du mélange des papiers ont une 

durée de combustion plus longue 

•Type 1 conduità la température de combustion la plus élevée 

• Les déchets verts ne modifie pas de façon particulière la T° et la 

durée de combustion 


Résultats : Emissions 

Polluants 

Type 1 

(carton ondulé) 

Type 2 

(papier bureau) 

Type 3 

(mélange des 

papiers) 

Type 4 

(mélange avec déchet 

vert) 

NO (mg/g) 0,42 0,23 0,57 0,62 

NO x (mg/g) 0,42 0,24 0,58 0,63 

SO 2 (mg/g) 6,03 0 0,1 0,1 

C x H y (mg/g) 21,75 0,25 0,61 0,42 

• Les émissions des gaz analysés sont conformes aux normes 

nationales (Décret n°2001-185/PRES/PM/MEE, (2001)). 


Résultats :Métaux lourds des fumées 

Briquettes As (µg/L) Cd (µg/L) Hg (µg/L) Mn (µg/L) Pb (µg/L) 

Type1 1,938 0,327 1,488 50,746 13,262 

Type2 0,488 0,227 1,439 17,515 9,095 

Type3 0,683 0,195 1,241 0,000 20,471 

Type4 0,638 0,203 1,750 16,910 10,588 

Les principaux métaux ayant un effet documenté sur la santé 

humaine sont présents à l’état de traces 


Résultats : Métaux lourds des cendres 

As 

Cd 

Cr 

Cu 

Hg 

Ni 

Pb 

Zn 

Briquettes 

(mg/kg) 

(mg/kg) 

(mg/kg) 

(mg/kg) 

(mg/kg) 

(mg/kg) 

(mg/kg) 

(mg/kg) 

Type1 0,16 0,02 4,10 4,29 0,02 0,44 1,38 9,76 

Type2 0,11 0,01 3,86 2,25 0,02 0,19 0,34 5,65 

Type3 0,07 0,01 0,54 2,47 0,02 0,24 0,79 4,69 

Type4 0,06 0,02 0,52 2,64 0,05 0,25 0,68 4,89 

•Métaux lourds dans les cendres inférieurs aux seuils fixés par la 

norme NF U 44-095 pour une valorisation agronomique 


Résultats :Valeur agronomique des cendres 

NPK Type1 Type2 Type3 Type4 

N (%) 0,003 0,010 0,003 0,011 

P (%) 0,136 0,179 0,090 0,224 

K (%) 0,494 1,198 0,353 1,408 

N+P+K 0,633 1,387 0,446 1,644 

•Taux des NPK est inférieure à 2% 

Pas possible de normaliser les cendres en engrais (NF U 

44001) 

Le mélange des cendres avec d’autre éléments peut 

permettre d’améliorer leur valeur agronomique 


Conclusion & perspectives 

La présente étude a permis: 

• L’évaluation et la caractérisation du gisement des déchets papiers 

et carton en cinq groupes 

• Les briquettes à base de papiers de bureau présentent les 

meilleures propriétés physiques 

• Les briquettes à base de carton ondulé ont le meilleur PCS et 

permettent d’obtenir les températures les plus élevées 

• Les émissions gazeuses (mesurées) sont en deçà des seuils fixés par 

la norme nationale 

• Les métaux lourds existent en traces dans les fumées 

• Les cendres sont utilisable seul ou en mélanges comme engrais 


Conclusion & perspectives 

• L’utilisation des déchets verts n’est pas utile pour la 

production des briquettes suivant la méthode retenue et 

la plage de pression considérée. 

• L’analyse des émissions doit être effectuée sur site 

(installations de type chaudières,….) 

• L’eau utilisée lors du trempage des déchets papiers et 

cartons doit être analysée 


JE VOUS REMERCIE 



Caractérisation 

• Choix d’une typologie adaptée 

La norme européenne EN-643 de 2002, mais est adapté au 

recyclage des déchets papiers/cartons 

• Une typologie inspirée des travaux de Yadong Li et Henry Liu 

(2000) 

• Carton ondulé 

• Carton non ondulé 

• Papier de bureau 

• Papier journal 

• Papier à impression commercial

Etude faisabilitÃ© de la valorisation Ã©nergÃ©tique des papiers cartons ...

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