Le Tri-Mécano-Biologique (TMB) : Analyse Approfondie des Enjeux du Compostage et de la Gestion des Déchets Résiduels

La gestion des déchets est un défi sociétal et environnemental majeur. Au cœur de cette problématique se trouve la question des ordures ménagères résiduelles (OMR) et des méthodes de traitement qui leur sont appliquées. Parmi ces méthodes, le Tri-Mécano-Biologique (TMB) a suscité un vif débat, notamment en ce qui concerne la production de compost. Cet article propose une analyse détaillée du TMB, de ses objectifs initiaux à ses évolutions actuelles, en explorant les enjeux de qualité, les contraintes réglementaires et les alternatives.

Qu'est-ce que le Tri-Mécano-Biologique (TMB) ?

Les usines de Tri-Mécano-Biologique (TMB) sont des installations industrielles conçues pour le tri a posteriori des ordures ménagères résiduelles (OMR). Ce processus implique un sur-tri mécanique des déchets ménagers jetés en mélange, communément appelés poubelle « grise ». L'objectif initial, selon les promoteurs de ces usines, était de séparer les déchets en trois flux distincts et "propres" : les matériaux recyclables (métaux, plastiques, verre, etc.), les déchets fermentescibles (matière organique biodégradable) et les autres déchets.

Suite à ce tri, chaque gisement de déchets est traité différemment. En principe, les matériaux identifiés peuvent être recyclés. Les déchets fermentescibles sont quant à eux censés être traités biologiquement par compostage ou méthanisation, dans le but de devenir des produits valorisables comme le compost ou le biogaz.

Historique et Objectifs du TMB

En France, le TMB a été initialement développé pour produire du compost. Le parc français compte une cinquantaine d’usines, et ce procédé a été présenté comme un moyen efficace et écologique de traiter les déchets organiques à partir des ordures ménagères résiduelles jetées en mélange. Cependant, en Europe, ce procédé est surtout utilisé pour produire de l’énergie sous forme de combustibles solides de récupération (CSR) ou de biogaz, ou comme moyen de stabilisation des ordures ménagères avant leur enfouissement.

La Complexité des Ordures Ménagères Résiduelles (OMR) et leur Traitement

Les ordures ménagères résiduelles (OMR) englobent tous les déchets qui restent après le tri sélectif effectué à la source par les ménages et les collectivités. Ces déchets sont d'une grande hétérogénéité, incluant des éléments non recyclables tels que la vaisselle cassée, les déchets sanitaires ou hygiéniques (couches, serviettes, mouchoirs), les litières d'animaux et des objets cassés.

L'Importance du Traitement des OMR

Le traitement adéquat des OMR est crucial pour la préservation de l'environnement et la santé publique. Un traitement inapproprié peut entraîner une pollution des sols et des eaux, ainsi que des risques sanitaires. Les méthodes de traitement courantes incluent l'incinération, qui réduit le volume des déchets et détruit les contaminants, et l'enfouissement dans des sites spécialement conçus pour prévenir la contamination. Un tri préalable est également essentiel pour séparer les éléments recyclables ou dangereux avant le traitement final.

Les Techniques de Valorisation des OMR

Bien que certaines fractions des OMR soient difficiles à recycler, diverses techniques visent à récupérer et réutiliser certains composants.

Tri Préalable et Séparation

Le tri préalable est une étape fondamentale. Les déchets sont séparés selon leur nature (plastique, métal, papier, etc.) pour maximiser le recyclage. Par exemple, la vaisselle cassée et les objets cassés sont isolés pour des traitements spécifiques. Les technologies modernes de TMB ont évolué par rapport aux années 80, où le broyage initial des déchets dispersait les polluants. Aujourd'hui, l'examen des déchets au vidage de la benne permet de retirer les indésirables volumineux ou dangereux.

Recyclage des Matériaux Spécifiques

• Plastiques : Les plastiques récupérés peuvent être transformés en nouveaux produits après nettoyage, broyage et fusion. Cela concerne notamment les emballages et barquettes plastiques.
• Métaux : L'aluminium et l'acier sont séparés et recyclés, réduisant le besoin d'extraire de nouvelles ressources.
• Verre : Le verre, même s'il est souvent trié séparément, peut encore se retrouver dans les OMR. Il est nettoyé, broyé et fondu pour fabriquer de nouveaux produits.

Valorisation des Déchets Organiques : Compostage et Méthanisation

Les déchets organiques des OMR, comme les résidus alimentaires, peuvent être compostés pour produire un amendement organique pour l'agriculture et l'horticulture. Alternativement, la méthanisation (fermentation anaérobie) permet de produire du biogaz et un digestat, également utilisable comme amendement.

Le Compost Issu du TMB : Qualité et Controverses

Le flux de déchets organiques obtenu après tri-mécanique dans les usines TMB est souvent considéré comme « impropre ». Des matières polluantes telles que des produits chimiques, des métaux lourds ou des résidus de plastiques peuvent s'y retrouver.

La Norme Française et ses Limites

La norme française de qualité des amendements organiques (NF U 44-051), d'application obligatoire, autorise pour le compost produit jusqu'à 2% de verre et métaux et 1,1% de plastique, ce qui représente pour un mètre cube de compost 2,7 kg de plastiques et 5 kg de verres et métaux. Cette norme est jugée bien plus laxiste que la norme européenne et permet au compost issu du TMB d'être utilisé en agriculture.

Cependant, les usines TMB rencontrent des difficultés récurrentes pour écouler ce compost auprès des agriculteurs. En effet, ce compost peut permettre aux différents contaminants de s'accumuler dans les sols dédiés à la production alimentaire. La matière organique obtenue peut avoir été en contact avec des déchets toxiques pendant plusieurs jours, incluant toutes sortes de plastiques, couches, piles, protections hygiéniques et aérosols. Il est donc difficile d'obtenir un compost de qualité à partir d'ordures en mélange.

Un Historique de Pollution et de Blocages Industriels

La norme de qualité des composts existe depuis 1981. Des travaux ont mis en évidence la très mauvaise qualité de ces amendements organiques, particulièrement au regard de la présence d'Éléments Trace Métallique (ETM) comme le mercure et le plomb. Pendant plus de 20 ans, des composts contenant des toxiques ont été épandus dans les champs agricoles. Des pratiques douteuses, comme le mélange de refus de tri avec du compost élaboré en plate-forme, ont également été rapportées, introduisant des éléments de plastique, de métaux et de verre dans la terre.

Les travaux de révision de la norme NF U 44-051, entamés au début des années 2000 et achevés en 2006, ont rencontré une forte résistance des industriels du compostage, qui s'opposaient à l'intégration des ETM comme critères de qualité. Leur forte représentation dans les groupes de travail a limité l'objectivité scientifique de la norme. Malgré cela, la révision a permis deux avancées : l'intégration des critères ETM pour dix métaux (selon un flux maximal en gramme/hectare/an et sur 10 ans) et la mesure de la teneur en éléments inertes et impuretés.

Le Principe de Précaution et les Interdictions Européennes

De nombreux acteurs soulignent que la qualité du compost TMB, bien que conforme aux normes françaises, n'est pas suffisamment restrictive. Des pays comme la Suisse, le Québec et l'Allemagne interdisent déjà l'épandage de ce type de compost sur leurs cultures, privilégiant le principe de précaution pour éviter d'empoisonner durablement les terres. L'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (Ademe) ne subventionne plus les nouveaux projets de TMB en raison de la mauvaise qualité du compost produit, qui risque d'être stocké ou incinéré.

Difficultés Techniques et Coûts des Usines TMB

En plus de la médiocre qualité du compost, certaines usines de TMB ont été confrontées à des problèmes de dangerosité et de fragilité, incluant des incendies et des casses précoces, qui ont achevé de ruiner leur réputation.

Investissements et Coûts d'Exploitation

La construction d'une usine de TMB peut coûter plusieurs dizaines de millions d'euros en investissement, sans compter les frais d'exploitation, souvent gérés par des prestataires externes. Ces coûts élevés, combinés aux performances médiocres, ont rendu ces installations non-pertinentes aux yeux de la Loi de transition énergétique pour la croissance verte (article L541-1, I, 4° code de l’environnement).

Évolution des Dénominations et des Objectifs

Suite aux critiques, on observe un changement de dénomination de ces usines : de "Tri-Mécano-Biologique", elles deviennent "Centre de Valorisation Organique" ou "Usine de Tri-préparation", « TVME », etc. Désormais, leur objectif n'est plus la production de compost, mais de Combustibles Solides de Récupération (CSR). Les promoteurs de ces « nouvelles » usines affirment atteindre une valorisation de 90% et s'inscrivent dans l'objectif législatif de diviser par deux les déchets mis en décharge d'ici 2025, en transférant les déchets vers l'incinération. Cependant, la hiérarchie des déchets priorise d'abord la réduction des quantités produites et l'augmentation du taux de recyclage à 65% en 2025.

Le Tri à la Source des Biodéchets : Une Alternative Cruciale

La production d’un compost de qualité nécessite impérativement une séparation à la source des déchets organiques. Il est inadmissible de polluer les terres agricoles avec des ordures ménagères résiduelles non organiques.

L'Obligation de Tri à la Source des Biodéchets

Depuis le 1er janvier 2024, toutes les collectivités françaises sont tenues de proposer une solution de tri à la source des biodéchets à leurs administrés. Cette obligation vise à améliorer la qualité des flux organiques et à réduire la quantité d'OMR.

Les Limites des Solutions "Pragmatiques"

Certains territoires ont opté pour la collecte des biodéchets dans des sacs plastiques de couleur, déposés dans la même poubelle que les OMR. Cette solution, bien que présentée comme « pragmatique » et « moins coûteuse », pose de multiples problèmes :

• Contresens par rapport au tri à la source : Le droit européen et français exige que les biodéchets ne soient pas mélangés après leur séparation initiale. Or, cette méthode implique un mélange et un compactage des sacs de biodéchets avec les OMR, brouillant le message du tri à la source.
• Qualité des biodéchets compromise : La compaction et les frottements fragilisent les sacs, favorisant la dispersion de fragments de plastique dans la matière organique, que les équipements d'affinage ne peuvent éliminer totalement, y compris les microplastiques.
• Performances de captage limitées : Ces dispositifs ne parviennent pas à capter l'ensemble du gisement de biodéchets, et leur efficacité dépend du volontariat d'une fraction limitée de la population, sans transformation structurelle des flux de déchets.
• Dépendance aux infrastructures lourdes : Cette approche nécessite des centres de traitement équipés de capteurs optiques, convoyeurs spécifiques et systèmes de déplastification, verrouillant la dépendance à de grandes infrastructures industrielles.
• Utilisation massive de plastiques : Le recours systématique à des sacs plastiques spécifiques va à rebours des objectifs de réduction des plastiques à usage unique, car ces sacs sont incinérés ou enfouis après utilisation.

Les Avantages d'une Collecte Séparée Dédiée

Les retours d'expérience des meilleures collectes séparées en porte-à-porte, comme celle de Lorient Agglomération, montrent des flux de biodéchets avec moins de 5% d'impuretés, des quantités collectées élevées (80 à 100 kg/habitant/an) et des taux de participation proches de 80%. Ces approches entraînent une réduction significative des tonnages d'OMR.

Le Processus du Tri-Mécano-Biologique : Étapes et Innovations

Le TMB est une étape entre la collecte et la destination finale des déchets. Il est crucial de l'intégrer dans un système de gestion globale des déchets, en anticipant les évolutions réglementaires.

Étapes Clés du Traitement en Usine TMB

1. Examen des déchets : Lors du vidage de la benne, les déchets volumineux et ménagers spéciaux (pesticides, solvants) sont identifiés et retirés.
2. Biostabilisation ou pré-fermentation : La fraction fermentescible des OMR subit une pré-fermentation dans un cylindre rotatif. Cette étape assure brassage, aération et humidification pour accélérer la décomposition. La durée de séjour (4 à 6 jours) est cruciale pour réduire le taux de refus et obtenir une matière organique de granulométrie plus petite. Cet équipement est coûteux mais essentiel pour la qualité du compost.
3. Extraction des métaux : Les métaux présents dans les refus peuvent être extraits par overband (électro-aimant).
4. Tri par rebond (double transporteur sélectionneur) : Les déchets de 50 à 3 mm sont triés. Les éléments lourds (verre) rebondissent, tandis que la matière organique plus molle est entraînée. Un débit contrôlé est nécessaire pour une séparation efficace.
5. Tables densimétriques : Elles séparent les éléments lourds (verre) des éléments organiques fins (inférieurs à 3 mm). L'humidité du produit (inférieure à 30%) et un débit contrôlé (inférieur à 5 tonnes/heure) sont essentiels pour un fonctionnement optimal. Ces équipements nécessitent un entretien quotidien mais améliorent la qualité du compost.
6. Mélange avec des déchets verts : La fraction fermentescible peut être mélangée à environ 30% de déchets verts de granulométrie plus importante (15 à 30 mm) pour améliorer l'aération et la porosité, facilitant la fermentation. L'ajout de déchets verts ne doit pas diluer un compost non conforme.
7. Maturation et stockage : Le compost mature à l'air libre pendant un mois, puis est stocké pendant deux mois.

La Méthanisation sur OMR

La méthanisation de la fraction fermentescible affinée des OMR est une alternative au compostage.

1. Méthanisation anaérobie : Le taux d'humidité des déchets doit être supérieur à 60% (généralement 70-90%). Les OMR sont humidifiées si nécessaire. La dégradation contrôlée par bactéries en l'absence d'oxygène produit du biogaz et un digestat. La température est régulée (55°C pour les bactéries thermophiles). Le tri et l'affinage en amont sont cruciaux pour retirer les indésirables.
2. Traitement du biogaz : Le biogaz est traité pour éliminer le gaz carbonique, l'eau, le dihydrogène sulfuré et les composés organiques volatils, puis enrichi en méthane pour être valorisé en énergie thermique ou électrique.
3. Déshydratation du digestat : Le digestat, pâteux et humide, subit une déshydratation mécanique. Il est ensuite mélangé à environ 40% de déchets verts ligneux pour réduire l'humidité et apporter l'aération nécessaire à une reprise en fermentation aérobie (norme NFU 44-051).
4. Fermentation et maturation : Le mélange de digestat et déchets verts fermente en aération forcée en silos avec brassage pendant un mois, puis mature pendant un mois avant stockage.

Les installations de méthanisation sur OMR ont une capacité variant de 72 000 à 220 000 tonnes. Pour maintenir des coûts maîtrisés, une capacité minimale de 80 000 tonnes semble requise. La méthanisation permet une double valorisation (biogaz et digestat), mais c'est un procédé délicat, sensible à la nature des déchets et à l'équilibre bactérien, pouvant entraîner des problèmes d'agitation homogène et de colmatage du digesteur.

L'Enjeu de la Co-digestion et du Co-compostage

L'ajout de déchets fermentescibles autres que les OMR à l'entrée des installations de compostage ou de méthanisation peut augmenter leur capacité et leur rentabilité économique.

Co-compostage

Les déchets organiques ajoutés pour le compostage sont principalement des déchets verts (ligneux), utilisés comme structurants pour l'aération et la porosité. Seuls les déchets répondant aux dénominations de la norme NFU 44-051 peuvent être mélangés avec les OMR pour produire un compost conforme. Le mélange de composts non conformes avec des composts de meilleure qualité pour atteindre la norme est strictement interdit. La norme NFU 44-051 ne prévoyant pas le co-compostage boues de STEP/OMR, une procédure de plan d'épandage ou une homologation est nécessaire dans ce cas.

Co-digestion

Pour la méthanisation, les déchets organiques sont ajoutés à la fraction fermentescible des OMR triée mécaniquement avant le digesteur. Les graisses, huiles, fumiers, lisiers et boues de station d'épuration sont des ajouts possibles, les graisses et huiles ayant un fort pouvoir méthanogène.

Recommandations du Cercle National du Recyclage

Le Cercle National du Recyclage insiste sur la nécessité d'une collecte sélective performante des déchets dangereux avant la création d'un TMB. Sans cela, les polluants se disperseront, rendant impossible la production d'un compost conforme. Des collectes sélectives efficaces des emballages et du verre sont également indispensables. Le TMB doit écarter tous ces éléments indésirables pour atteindre les critères de la norme NFU 44-051. L'investissement dans des équipements de séparation des indésirables et un suivi permanent de l'exploitation sont cruciaux pour garantir la qualité du compost.

tags: #compost #omr #non #norme #dechets