N° d’ordre:………… UNIVERSITE DE M’SILA FACULTE DES SCIENCES ET DES SCIENCES DE L’INGENIORAT Département de Génie Civil MEMOIRE Présenté pour l’obtention du diplôme de Magister Spécialité : Génie Civil Option : Géotechnique. Par : GUETTOUCHE Ammar SUJET Imperméabilisation des sites de décharges Soutenu publiquement le : 26/06/2008 devant le jury composé de : Mr. M. KHEMISSA Maître de Conférences UNIV. M’SILA Président Mr. F. KAOUA Maître de Conférences USTHB Rapporteur Mr. A. NECHNECH Maître de Conférences USTHB Examinateur Mr. Z.A. RAHMOUNI Chargé de Cours UNIV. M’SILA Examinateur Promotion : 2007/2008 دراسة تلوث ترتكز علىوهي ,ج هده الدراسة في مجال حماية البيئة و بصفة خاصة تنظيم أماكن رمي الفضلاتتندر معالجة تسيير و الوصول إلىبهدف, لمادة خطيرة ترمى مع الفضلات المنزليةبواسطة التسرب ومصادر المياه التربة .ة دون وقوع ضرر على البيئة و على الإنسان بالخصوص الحيلولو,التلوث بواسطة تقنيات ملائمة و ممكنة اقتصاديا شروط نقاوة اوكد, لمعايير عدم نفاذية أماكن رمي الفضلاتاتبع,و لدلك فان التجارب التي أجريت في هده الدراسة نين و و تبعا لدلك فان وضع قوا. من تحديد أنجع السبل للقضاء جزئيا أو نهائيا على أخطار هده المادةتمكن,المياه هو أكثر من ضرورة,و إعلام المواطن و تحسيسه بخطورته,تشريعات لكل نشاط يسبب مثل هدا التلوث لمفاتيحا .تسرب,تسيير,معالجة التلوث,بيئة,أخطار,تقييم,معالجة,تجربة,التسميم,الانتشار,التلوث,التربة RESUME Le sujet de ce mémoire est inscrit dans le cadre de la préservation de l’environnement, plus particulièrement la normalisation des sites de décharges. Il porte sur l’étude de la pollution des sols et des ressources en eau par infiltration. Il a pour objectif l’identification et l’évaluation du degré de toxicité du polluant sur le sol, pour arriver à une bonne gestion, par des techniques adéquates, économiquement supportables. Cette thématique a pour but d’évaluer le danger encouru par la population et l’environnement en général et estimer les risques associés à ce fléau. Ceci sera menu à petite échelle avec des tests de laboratoire, suivant les normes d’imperméabilisation des sites de décharges contrôlées, sur un sol pollué. La comparaison des résultats de laboratoire, après traitement et analyses, aux normes en vigueurs permettra de déterminer le traitement adéquat pour réduire ou éliminer les risques de pollution des ressources en eaux. Aussi, une réglementation et une législation de l’activité polluante doivent être mises en place, en insistant sur l’aspect informatif et sensibilisateur. Mots clés : Sols, pollution, dispersion, toxicité, test, traitement, évaluation, risques, environnement, dépollution, gestion, infiltration. SUMMARY The subject of this study is setting in the preservation of the environment, particularly the normalization of discharge sites. It is survey of the soil and water resources pollution by infiltration. It has for objective the determination of the type of pollutants and while valuing the degree of toxicity on soils to arrive to a good management by the adequate techniques, economically tolerable. This thematic has for goal to value the danger incurred by the population and the environment in general and to appraise associate risks to this curse. It will be slim, with respecting the norms, to laboratory tests on a polluted soil. After treatment and analyses, the comparison of laboratory results to norms in vigor’s, will permit to determine the adequate treatment to reduce to either eliminate risks of water resources pollution. And pollution activity laws and legislation, is necessary, with insisting on the information and perception aspects. Words Keys: Soils, pollution, scattering, toxicity, test, treatment, assessment, risks, environment, dépollution, management, infiltration. Je remercie, en premier et en dernier « Allah » le tout puissant. Je remercie profondément mon directeur de recherche, Monsieur Farid KAOUA, Maître de Conférences et Doyen de la Faculté de Génie Civil de l’USTHB, pour avoir dirigé ce travail et pour la confiance qu’il m’a accordée. Son accueil chaleureux, sa compréhension, son insistance, sa persévérance, sa manière d’aborder les questions, sa vaste culture, son ouverture aux idées nouvelles m’ont bien souvent éclairé et m’ont été précieux chaque fois que j’ai rencontré des difficultés. Que dieu le protège. J’adresse mes remerciements à Monsieur M. KHEMISSA, Maître de Conférences à l’université de M’sila, qui a bien voulu me faire honneur de présider le jury. Je remercie également Monsieur A. NECHNECH, Maître de conférences à la Faculté de Génie Civil de l’USTHB ainsi que Monsieur Z.A. RAHMOUNI, chargé de cours à l’université de M’sila, pour avoir accepter d’examiner mon travail. Je remercie vivement Monsieur M.S. GUETTOUCHE, Maître de Conférences à la Faculté de Science de la Terre de l’USTHB, pour ces aides, son encouragement et ces précieux conseils sans jamais ménager ses efforts. J’adresse mes sincères remerciements à Madame M. DEBIECHE, enseignante à la Faculté de GénieCivil de l’USTHB, pour m’avoir aidé à terminer cette recherche. Bien entendu, je n’aurais pu travailler sans moyens. Ils m’ont été fournis par le laboratoire de Géotechnique, Infrastructure, Environnement et Aménagement (GIENA) de la Faculté de Génie Civil de l’USTHB, de façon telle que je ne saurait en faire le compte. Je tiens aussi à adresser mes sincères remerciements à toute l’équipe de l’Agence Nationale des Ressources Hydrauliques (ANRH) à Alger, plus particulièrement Monsieur BOUGHERRA, directeur du département Hydrologie, pour l’aide consentie dans l’élaboration des analyses. Enfin, à tous ceux qui ont, de près ou de loin, contribués à la finalisation de ce travail, son oublier ma famille et mes amis. A mon père…………… A ma mère…………… A mes frères et mes sœurs…………… A ma femme et mes filles…………… Je dédie se modeste travail SOMMAIRE INTRODUCTION GENERALE……………………………………………………………….. 1 PARTIE BIBLIOGRAPHIQUE CHAPITRE 1 : GEOTECHNIQUE ET ENVIRONNEMENT 1. INTRODUCTION………………………………………...…………………………………... 4 2. LES DECHETS…………….……..…….………….. …………………………..................... 4 3. TYPES DE DECHETS…...………………………..……….………………………………... 5 4. TECHNIQUES DE GESTION DES DECHETS……….……………………………….... 8 4.1. Elimination des déchets……………...………..………………………………….…… 8 4.2.Traitement des déchets…………………...…………………………...……………. 8 5. LES DECHARGES…………………..………………………...…….………………….……. 8 5.1. Les décharges sauvages…………...…………………...……………………….……... 8 5.2. Les décharges contrôlées….…………...………………..…………………….………. 9 6. PRODUCTION ET GESTION DES DECHETS SOLIDES EN ALGERIE…………… 17 7. EXEMPLES DE DECHARGES CONTROLEES…………….……………...………….... 20 7.1. Décharged’OuedSmar………………………...……………...……..…………….….. 20 7.2. Décharged’Ouled Fayet………………………………….………………………..…… 22 CHAPITRE 2 : LES DECHETS INDUSTRIELS 1. INTRODUCTION………………………..………………………………………………..…... 25 2. DEFINITION……………………………………..……………...………………………..…... 25 3. PRINCIPALES FAMILLES DE CONTAMINANTS ……………………………..…….. 26 3.1. Métaux et métalloïdes lourds…………………...……...…………………….……… 26 3.2. Micropolluants organiques………………………...……………………………….… 27 3.3. Les radioéléments……………………………..……………………………………..… 31 4. LES COMPOSES ORGANIQUES VOLATILS (COV)………...……..……………….…. 34 4.1. Généralités………………………………………………….……...………………..….. 34 4.2. L’impact des COV………………..……………………………...…………………....... 34 5. LES POLLUANTS ALIPHATIQUES HALOGENES………………………………….… 36 5.1. Généralités…………………………………………………..……………………….…. 36 6. LE PERCHLOROETHYLENE OU TETRACHLOROETHYLENE (C2-Cl4)……..…... 38 I 6.1. Origine………………………………………………...……………………………….... 38 6.2. Caractéristiques physico-chimiques……………………………………………..….. 38 6.3. Utilisation……………………………………………………………………………….. 39 6.4. Effets sur la santé et l’environnement……………………………………….……... 40 7. MECANISMES DE DEGRADATIONDES CHLOROETHENES…………………….. 40 7.1. Dégradations chimiques………………………………………………………….…… 40 7.2. Mécanismes de biodégradation………………………………………………………. 41 8. MIGRATION DES POLLUANTS ORGANIQUES DANS LES SOLS……...……….… 43 CHAPITRE 3 : INDUSTRIE DES PRESSINGS ET CONTEXTE REGLEMENTAIRE 1. INTRODUCTION…………………………………………..……………………………..…... 45 2. ORIGINE DE DECHETS TOXIQUES DANS L’ACTIVITE DE NETTOYAGE.…..… 45 3. GESTION DES DECHETS DU (PCE) AUX ETATS-UNIS (USA)………………..….... 45 3.1. Réglementations et pratiques…………………...……………………………….…... 46 3.2. Directives touchant le PCE ……………………...………………………….……….. 47 3.3. Perspectives…………………………………………………………………….……..… 47 4. GESTION DES DECHETS DES PRESSINGS AU CANADA………...……………...... 48 4.1. Utilisation du PCE au canada……………………………...……….....................… 48 4.2. Cadre réglementaire…………………………………………………...…………….... 48 4.3. Instruments économique………………………………………………………...….… 49 4.4. Perspectives de la technologie de nettoyage……………………..………….…...… 50 5. GESTION DESDECHETS DES PRESSINGS EN EUROPE…………...…………...… 51 5.1. Marché des solvants en Europe………………………………………………….…... 51 5.2. Cadre réglementaire…………………………………………….…………………...... 53 5.3. Gestion des déchets des pressings dans quelques pays européens……….…… 54 6. GESTION DES DECHETS DES PRESSINGS EN FRANCE ……………………..….. 55 6.1. Politique des déchets en France………………………………………………….….. 55 6.2. Déchets toxiques en quantités dispersées (DTQD)……………………………..… 55 6.3. Déchets des pressings………………………………………………………..………… 56 6.4. Exemple des pressings du bassin Loire-Bretagne……………………...............… 58 6.5. Opération pressings propres en Languedoc-Roussillon………….………………. 59 7. GESTION DES DECHETS DES PRESSINGS EN ALGERIE………………….…….... 61 7.1. Introduction……………………………….……………………………………………. 61 7.2. Etats de l’environnement en Algérie…………….……………………………….…. 61 7.3. Politique Algérienne des déchets………………………….…………………….….. 62 7.4. Position actuelle des boues des pressing………………………….……………...... 65 II PARTIE EXPERIMENTALE ETUDEDE L’INFILTRATION 1. OBJECTIF…………………………………………………………………………….……...… 66 2. IDENTIFICATION DES MATERIAUX………….…………………………....…......…… 66 2.1. Caractéristiques du sable ………………………….……………….…………...….... 66 2.2. Caractéristiques de la bentonite ………………………….……….……………...... 68 3. TRAVAUX D’IMPERMEABILISATION……………………………….…………..……… 81 3.1. Compactage des échantillons……………………………………………….…...…… 82 3.2. Essais de perméabilité …………………………………………..………...............… 89 4. ESSAI D’INFILTRATION…………………………….…………………...………………… 95 4.1. Préparation de l’échantillon.…………………………….………………….……….. 95 4.2. Miseen marche de l’essai. ………………………………………..…………….……. 95 4.3. Résultats des analyses .....................................................................................… 96 CONCLUSION GENERALE..........................................................................................… 98 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES............................................................................ 99 ANNEXES........................................................................................................................… 105 III LISTE DES FIGURES Figure. 1.1 Différents types de stockages....................................................... 10 Figure. 1.2 Fond et couverture d’un centre de stockage de déchets de classe 1…...................................................................................... 11 Figure. 1.3 Fond et couverture d’un centre de stockage de déchets de classe 2…...................................................................................... 12 Figure. 1.4 Exemple de carte présentant, la topographie, la distribution des formations géologiques, le réseau hydrographique et les isopièzes de la nappe phréatique contenue dans les calcaires. 14 Figure. 1.5 Schéma d’un système hydrogéologique karstique....................... 14 Figure. 1.6 Casier de centre de stockage d’ordures ménagères..................... 16 Figure. 1.7 Estimation de l’évolution de la production annuelle des déchets ménagers en Algérie....................................................... 18 Figure. 2.1 Métaux lourds dans la classification périodique........................ 26 Figure. 2.2 Schéma de la biodégradation anaérobie des chloroéthènes....... 42 Figure. 2.3 Différentes phases d’une pollution organique dans la zone insaturée d’un sol contaminé d’après Pedersen (1991) .............. 44 Figure. 3.1 Importation et utilisation de PCE en 1994 au Canada............. 49 Figure. 3.2 Opérations de collectes et de traitements des polluants en France........................................................................................... 58 Figure. 3.3 Résultats de l’opération pressings propre................................... 60 Figure. 4.1 Courbe granulométrique du sable............................................... 67 Figure. 4.2 Granulométrie à Laser................................................................ 70 Figure. 4.3 Analyse granulométrique de la bentonite par rayon Laser….... 70 Figure. 4.4 Diagramme de Casagrande......................................................... 72 Figure. 4.5 Diagramme de la composition chimique de la bentonite par le MEB............................................................................................. 75 Figure. 4.6 Diagramme de diffraction au R.X de la bentonite..................... 78 Figure. 4.7 Modalité de compactage selon le type et les moules................... 84 Figure. 4.8 Opération de compactage............................................................ 84 Figure. 4.9 Diagramme des essais Proctor.................................................... 84 Figure. 4.10 Evolution de la perméabilité en fonction des teneurs en eau optimales...................................................................................... 84 Figure. 4.11 Essais Proctor sur différents matériaux..................................... 85 Figure. 4.12 Courbe Proctor du mélange (sable + 0% bentonite) ................... 87 Figure. 4.13 Courbe Proctor du mélange (sable + 4% bentonite) ................... 87 Figure. 4.14 Courbe Proctor du mélange (sable + 6% bentonite) ................... 88 Figure. 4.15 Courbe Proctor du mélange (sable + 8% bentonite).................... 88 Figure. 4.16 Superposition des courbes Proctor.............................................. 89 Figure. 4.17 Schéma de l’expérience sur laquelle repose la loi de Darcy........ 89 Figure. 4.18 Essais de perméabilité à charge constante et à charge variable........................................................................................ 92 Figure. 4.19 Evolution de k en fonction de concentration en bentonite.......... 94 Liste des figures LISTE DES TABLEAUX Tab. 1.1 Type de rejets polluants à la surface du sol et dans l’eau superficielle.... 6 Tab. 1.2 Evolution de la composition des déchets à Alger (Algérie)........................ 7 Tab. 1.3 Composition des déchets ménagers en pourcentage.................................. 7 Tab. 1.4 Données générales sur l’Algérie.................................................................. 19 Tab. 1.5 Principaux polluants émis par la décharge d’Oued Smar........................ 21 Tab. 1.6 Evolution de la quantité de déchets enfouis sur le site d’Ouled Fayet….. 23 Tab. 1.7 Dispositifs d’étanchéité réglementaires pour les installationsde stockage de déchets (ménagers, inertes et spéciaux, etc.)........................ 24 Tab. 2.1 Typologie simplifiée des principaux agents de contamination des eaux souterraines parmi les micropolluants organiques......................... 30 Tab. 2.2 Exemples de valeurs d’équivalent biologique............................................ 33 Tab. 2.3 Caractéristiques toxicologiques de quelques solvants............................... 35 Tab. 2.4 Principales utilisation de quelques solvants chlorés................................. 37 Tab. 2.5 Production mondiale, américaine et européenne des principaux OHV en Mégatonnes/an,..................................................................................... 37 Tab. 2.6 Principales caractéristiques physico-chimiques du PCE.......................... 39 Tab. 3.1 Marché des solvants en Europe.................................................................. 52 Tab. 3.2 Répartition du marché des solvants selon les applications...................... 52 Tab. 3.3 Répartition européenne des machines de nettoyage à sec......................... 52 Tab. 3.4 Catégories des déchets prioritaires............................................................ 53 Tab. 3.5 Taxes liées à la réception et l’élimination des déchets (année 2000)…..... 57 Tab. 4.1 Analyse granulométrique du sable............................................................ 67 Tab. 4.2 Classification des sols en fonction de l’indice de consistance................... 71 Tab. 4.3 Limites de consistance de la bentonite....................................................... 71 Tab. 4.4 Valeurs et intervalles de l’activité pour différents minéraux argileux..... 72 Tab. 4.5 Composition chimique de la bentonite par fluorescence des R.X.............. 75 Tab. 4.6 Composition chimique de la bentonite par le MEB................................... 76 Tab. 4.7 Essai Proctor normal et modifié................................................................ 83 Tab. 4.8 Dimension des moules Proctor et CBR..................................................... 83 Tab. 4.9 Valeurs du Wopt et dopt................................................................................ 86 Tab. 4.10 Valeurs de la viscosité dynamique de l’eau, à la pression atmosphérique............................................................................................. 90 Tab.4.11 Résultats des essais de perméabilité.......................................................... 94 Tab.4.12 Résultats des analyses chimiques de l’eau avant infiltration……........... 96 Tab.4.13 Résultats des analyses chimiques de l’eau après infiltration................... 97 Liste des tableaux LISTE DES PHOTOS Photo. 1.1 Décharge d’Ouled Fayet vue du ciel...................................................... 23 Photo. 4.1 Essai au pycnomètre.............................................................................. 79 Photo. 4.2 Essai au bleu de méthylène (test de la tache) ...................................... 73 Photo. 4.3 Essai de gonflement libre...................................................................... 74 Photo. 4.4 Capacité d’échange cationique (C.E.C.) déterminée par la méthode de percolation à l’acétate d’ammonium................................................. 77 Photo. 4.5 Microstructure de la bentonite étudiée................................................ 80 Photo. 4.6 Matériel pour essais Proctor.................................................................. 86 Photo. 4.7 Malaxage du mélange Sable-Bentonite……………………………..……..… 86 Photo. 4.8 Support pour Perméamètre et accessoires............................................. 93 Photo. 4.9 Bâti du Perméamètre............................................................................. 93 Photo.4.10 Miseen marche de l’essai d’infiltration................................................ 95 Liste des photos ABREVIATIONS ADEME Agence De l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie AFNOR Association Française de NORmalisation ANRH Agence National des Ressources Hydrauliques APC Assemblée Populaire Communale BTEX Benzène, Toluène, Ethylbenzène, Xylènes CBR Classification Bearing Ratio CET Centre d'Enfouissement Technique de Déchets COT Carbone Organique Total COV Composés Organiques Volatils COVNM Composés Organiques Volatils Non Méthaniques CRD Centre de Recherche et de Développement (Boumerdes, Algérie) CSD Centre de Stockage de Déchets DTQD Déchets Toxiques en Quantités Dispersées FEDEP Fond National de l’Environnement et de Dépollution HAP Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques INSA Institut National des Sciences Appliquées LCPC Laboratoire Centrale des Ponts et Chaussées (France) MATE Ministère de l'Aménagement du Territoire et de l'Environnement (Algérie) MEB Microscope Electronique à Balayage MO Matière Organique OM Ordures Ménagères COHV Composés Organiques Halogénés Volatils PCB Polychlorobiphényles PCE Perchloroéthylène ou tétrachloroéthylène PED Pays en Développement pH Potentiel Hydrogène PLNA Phase Liquide Non Aqueuse PME Petite et Moyenne Entreprise PNAEDD Plan National pour l’Environnement et le Développement Durable POPs Polluants Organiques Persistants Pressing Installation de nettoyage à sec PROGDEM Programme de Gestion intégrée des Déchets Ménagers RNE Rapport National sur l’état et l’avenir de l’Environnement SNE Stratégie National Environnemental TCE Trichloréthylène TGAP Taxe Général sur les Activités Polluantes UNEP United Nations Environment Programme Abréviations INTRODUCTION GENERALE La croissance de la population dans les zones urbaines et les centres ruraux notamment, entraîne une production de plus en plus importante de déchets ménagers et industriels. Une des conséquences de ces déchets est son impact sur la qualité des sols et, par la suite, sur la qualité des eaux souterraines ; en cas de contamination par les jus de lixiviats des décharges qui peuvent s’y infiltrer sous l’action des eaux de pluies. En Algérie, la pollution, la détérioration du cadre de vie et les atteintes aux écosystèmes, sont des réalités tangibles. Les différents types de déchets produits actuellement sont, dans presque leur quasi-totalité, répartis sur quelques 3000 décharges sauvages occupant environ 150 000 hectares. Bien que peu d’études aient été effectuées sur les risques de contamination des eaux, il faut s’attendre à ce qu’il y ait pour la majorité de ces dépôts des infiltrations de lixiviats dans le sous-sol. Dans le domaine de la gestion des déchets, beaucoup de pays ont développé différents types d’approches pour offrir un ensemble de solutions adaptables à leurs capacités d’investissement et de gestion. La diversification des techniques de traitement des déchets amène à des choix parfois complexes. Chaque mode de traitement présente des avantages et des inconvénients, et il n’existe pas de panacée. Il faut déterminer le mode de traitement le plus adapté au contexte socio-économique local. La décharge contrôlée, ou encore enfouissement technique, est un procédé géotechnique considéré comme une méthode d’élimination des déchets. Par ces barrières étanches passive et active, dont la perméabilité est inférieure à 10-9 m/s, la décharge contrôlée peut limiter les désordres que les circulations d’eau peuvent engendrer, et barrer totalement ses eaux. Introduction Générale 1 Bien qu’ayant, au départ, des propriétés hydrauliques, entrant dans les normes présentes pour un centre de stockage de déchets, le problème posé est celui de l’efficacité de barrières étanches en présence de liquides chargés en éléments contaminants. C’est dans ce contexte que se situe le travail de recherche présenté dans ce mémoire. Pour mener à bien ce travail nous l’avons divisé en deux parties: Une partie bibliographique, constituée des trois premiers chapitres. Le chapitre un, consacré à l’établissement du lien entre la géotechnique et l’environnement, commence d’abord par quelques notions sur les déchets, les décharges, les lixiviats de décharge suivies des critères géotechniques régissant le choix des sites de décharges contrôlées. Ce chapitre se termine par la présentation des différentes classes de décharges contrôlées en citant les exigences réglementaires requises en terme de perméabilité. Le deuxième chapitre est une fenêtre sur les déchets industriels et les principales familles de contaminants. Il vise à définir le produit toxique en recherchant son origine et ces caractéristiques de toxicité. Les composées organiques volatiles appelés couramment COV, tel que les solvants chlorés, font l’objet de cechapitre qui présente le perchloroéthylène, son impact sur l’homme et l’environnement, sa toxicité, ces caractéristiques physico- chimiques et son mécanisme de dégradation. Le troisième chapitre vise à définir l’origine de déchets toxiques dans l’activité du pressing (nettoyage a sec des vêtements), et à présenter quelques exemples des politiques de gestion des déchets de perchloroéthylène provenant de cette industrie. Une partie expérimentale, ayant pour objectif d’étudier l’infiltration d’un polluant (boues de pressing), à travers un mélange compacté d’un sable moyen traité à la bentonite. Introduction Générale 2 Dans cette partie et après les essais d’identifications physico-chimiques et minéralogiques des deux matériaux utilisés: sable de Baghlia (Boumerdès) et bentonite de Mostaganem, une étude, de l’évolution de la perméabilité d’un mélange compacté de sable et de bentonite, à différents pourcentages en bentonite, a été réalisée en vue d’optimiser le mélange en terme de perméabilité. Par ailleurs, on s’intéressera à l’analyse de l’eau infiltrée à travers le mélange répondant aux normes d’étanchéité des sites de décharges de classe 1 mais contenant un polluant industriel qu’est la boue de pressing. Nous achevons notre mémoire par une conclusion générale qui synthétise l’essentiel de notre travail. Introduction Générale 3 GEOTECHNIQUE ET ENVIRONNEMENT GEOTECHNIQUE ET ENVIRONNEMENT 1. INTRODUCTION Malgré le progrès économique et social que les pays en voie de développement connaissent, un des risques majeurs lié aux activités domestiques et industriels toxiques est la pollution des sols et des ressources en eau potable. Cette véritable rançon payée pour améliorer nos conditions d’existence s’accompagne d’un sérieux danger pour la santé publique, les écosystèmes, le cadre de vie et l’économie. La recherche de solutions doit s’orienter vers des techniques et systèmes alternatifs, adaptés aux capacités humaines, techniques et financières, et tout particulièrement pour les plus modestes d’entre elles. 2. LES DECHETS Le terme déchet vient du verbe « déchoir » qui traduit la diminution de la valeur d’un bien, d’une matière ou d’un objet jusqu’au point où il devient inutilisable en un lieu et en un moment donné. Le concept de déchet, lié à l’activité humaine, est largement subjectif. Un objet peut être considéré comme un déchet par une personne et comme une matière première par une autre. C’est par exemple le cas pour le verre : les bouteilles vides (déchets) jetées par les particuliers dans des containers spéciaux fournissent plus de la moitié de la matière première de l’industrie du verre d’emballage. (CNRS, 2003) D’une façon synthétique, on peut définir le déchet comme le rebut d’une activité, le résidu d’une opération qui a en plus la caractéristique d’être inutilisable, sans valeur. IL ressort de cette définition deux éléments essentiels:  Le rebut, le résidu.  L’inutilité, la non-valeur. Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement 4 Sous l’angle du langage courant, il semble que les contours de la notion de « déchet » soient définis; toutefois, d’un point de vue juridique, il n’en va pas les même. (Boukerche.A, 2007) Les textes réglementaires considèrent comme déchets« tout résidu d’un processus de production, de transformation ou d’utilisation, et plus généralement, toute substance ou produit et, tout bien, meuble dont le propriétaire ou le détenteur se défait, projette de se défaire, ou dont il a l’obligation de se défaire ou de l’éliminer». (JORADP, 2001) 3. TYPES DE DECHETS Les quantités de déchets et polluants divers produits dans les pays industriels ne cessent de croître. Van Impe et Bouazza (1996) proposent un tableau synthétique des différents types de rejets, leurs sources, leur volume, leur concentration en polluants et le type de facteur affectant leur nature (Tab.1.1). Ces rejets peuvent comporter des produits dangereux pour l’environnement et la santé publique. La plupart d’entre eux sont listés ci-après; ils constituent la majorité des déchets solides et liquides qui peuvent être rencontrés (d’après Daniel et Koerner, 1995). (Van Impe W.F. & Bouazza A, 1996) La croissance de la population et la modification de la consommation à Alger par exemple, ont entraîné une évolution de la composition des déchets que nous montrons dans le tableau 1.2. Le tableau 1.3, nous renseigne sur les résultats d’analyse des déchets par matière d’une ville allemande, de Sousse en Tunisie et d’Alger. Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement 5 Tab.1.1: Type de rejets polluants à la surface du sol et dans l’eau superficielle (Van Impe W.F. & Bouazza A, 1996) Source Volume de rejet Concentratio n du Contaminant Type de facteur affectant Le rejet Transport * Déversement * contenance entière ou partielle de conteneur de transport * élevée (souvent pur) * accident de la route, de train, mauvais déchargement Stockage * déversement, débordement * fuit * contenance entière ou partielle du réservoir de stockage * taux minimal peut continuer indéfiniment * élevée (souvent pur) * élevée (souvent pur) * rupture de réservoir, erreur de manutention * fréquence des visites, age du stockage Traitement * effluent *variable, souvent élevé * faible (réglementée) * mode de traitement et mode de gestion de stockage Décharge * ruissellement * infiltration de surface * migration des lixiviats à travers le fond * peut être large, dépend de l’intensité de la pluie * taux minimal, peut continuer indéfiniment * taux minimal à faible pour les décharges étanchées ; taux modéré à élevé pour les décharges non étanchées ; continue indéfiniment *faible, typiquement sédiment contaminé, nul si décharge couverte * moyenne à élevée * moyenne à élevée * couverture, pente, capacité de rétention * caractéristique de la couverture (pente, perméabilité), liquide stocké, évacuation des lixiviats * idem + perméabilité du fond de décharge Bassin * débordement * fuite * partiel à total * taux minimal à faible pour les bassins étanchés ; taux modéré à élevé pour les bassins non étanchés…… * élevé * élevé * rupture, inondation *perméabilité du fond ; profondeur du liquide Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement 6 Tab.1.2 : Evolution de la composition des déchets à Alger (Algérie) (Zebdji. M, 2000) Années composants UNITES 1973 1983 1994 Production Spécifique g / hab / j 430 600 740 Teneur en eau % 6 55 49 PCI Kcal / Kg 900 900 / 1000 1550 Matières plastiques % 2.3 2 7.3 Textiles % 2.6 3.6 2.3 Verre % 1.1 1.1 0.8 Papier-carton % 17 16 11 Métaux % 0.1 3.5 1.9 Matières organiques % 71.7 70 74.7 Tab.1.3 : Composition des déchets ménagers en pourcentage. (GTZ, 2003) Type de matières Allemagne 1995 Sousse (Tunisie) 1995 Alger 1983 Alger 1995 Matières organiques 35 65 70 67 Matières minérales 12 4 1 * Textiles 3 4 4 * Plastiques 10 8 2 7 Verre 1 2 1 * Carton /Papier 20 12 16 12 Métaux 3 2 4 1 Autres 5 3 2 13 Total 100 100 100 100 Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement 7 4. TECHNIQUES DE GESTION DES DECHETS Selon leur nature et leur degré de toxicité, les déchets sont traités de deux manières ; soit par élimination soit par traitement. 4.1. Élimination des déchets Les déchets sont éliminés avec valorisation ou sans valorisation : a)- avec valorisation : la valorisation des déchets, définie comme un mode de traitement, l’orsqu’elle est possible, permet d’en retirer des produits utiles ou de l’énergie. Les grands types de valorisation sont la valorisation biologique (production d’engrais et de compost), la valorisation énergétique (production de chaleur et d’électricité), le tri des déchets (répartition dans des contenants distincts en vue de valoriser, traiter,…ext.), et le recyclage (utiliser des matériaux provenant de déchets à la place de la matière première vierge). b)- sans valorisation : soit par incinération dans des incinérateurs spécialisées ou dans les cimenteries, dont le réemploi est interdit, soit par la mise en décharge (appelée aussi stockage), revient le plus souvent à laisser se poursuivre le cycle de dégradation sans rien en retirer. 4.2. Traitement des déchets Le traitement, réalisé essentiellement, dans des installations spécialisées, est : a)- physico-chimique : pour les solutions minérales, surtout, par utilisation d’un liquide ou d’un gaz sous pression susceptible de dissoudre le, ou les polluants. b)- biologique : basés sur la capacité de certains êtres vivants (bactéries, plantes,…ext.), à filtrer et accumuler les éléments toxiques dans leur organisme ou à s’en servir comme aliment. 5. LES DECHARGES 5.1. Les décharges sauvages Les décharges sauvages sont des sites de stockage non contrôlés, situés généralement à proximité des habitations, ce stockage aléatoire est la source de nuisances telles que les odeurs, la présence d’insectes, les incendies et la 8 Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement contamination des eaux de surface et des nappes souterraines voisines, ce qui met en danger toutes les personnes vivant a proximité. (Gaidi. L, 2002). En plus, les décharges non contrôlées présentent également d’autres inconvénients :  baisse de rendement dans les champs agricoles environnants ;  mauvaise visibilité provoquée par la propagation de fumées ;  gêne à l’odeur;  destruction du paysage. Il convient de souligner que ces nuisances ne sont pas dues à la présence de décharges, mais plutôt :  au fait que des décharges ne sont pas de type d’exploitation contrôlée;  à l’utilisation d’équipements souvent défectueux;  à l’absence d’infrastructures de valorisation et de récupération. (Debieche.M, 2007). 5.2. Les décharges contrôlées a)- rôles des décharges contrôlées : la décharge contrôlée, ou encore Centre d’Enfouissement Technique (CET), est établi en réponse à certaines préoccupations liées à l’expérience du passé sur les décharges sauvages ou non contrôlées, elle à pour but :  la récupération des effluents gazeux et aqueux,  la sélection des déchets admis,  le contrôle et la surveillance des exploitations,  le bon choix des sites de confinement, qui doit assurer la pérennité du système pendant plusieurs dizaines d’années correspondant à la lente évolution de déchets. b)- différentes classes de décharges contrôlées : en vue d’une protection de l’environnement, les décharges contrôlées ont connu une réglementation pour mieux stocker les déchets selon l’épaisseur des barrières, le degré de perméabilité minimale et la nature des déchets enfouis. A ce jour, il existe 3 classes de décharges contrôlées (Fig.1.1) : Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement 9  Les décharges de classe 1 : réservées aux déchets industriels spéciaux (DIS). La réglementation exige, pour le fond de l’ouvrage, la création d’une barrière horizontale passive d’une épaisseur de 5 m avec k < 10-9 m/s (Fig.1.2).  Les décharges de classe 2 : admettent les déchets ménagers et les déchets industriels banals (DIB). La réglementation exige, pour le fond de l’ouvrage, la création d’une barrière horizontale passive d’une épaisseur de 5 m avec k < 10-6 m/s, associée à une couche de 1m avec k < 10-9 m/s (Fig.1.3).  Les décharges de classe 3 : qui n’admettent que les déchets inertes, de type déblais ou gravats qui n’évoluent pas sur le plan biologique, physique ou chimique et pour lesquelles il n’existe pas d’exigence particulière sur la perméabilité des fonds. (MATE, 2005). Fig.1.1 : Différents types de stockages. (Gaidi. L, 2002). TYPES DE STOCKAGE Classe des décharges CLASSE I CLASSE II CLASSE III Nature des sites SITES IMPERMEABLES SITES SEMI- IMPERMEABLES SITES PERMEABLES Nature des déchets Industriels spéciaux Ménagers Inertes But Eviter la dispersion dans l’environnement Vers un déchet ultime et éviter la dispersion Eviter la dispersion dans l’environnement Aménagement Enveloppe étanche (fond et couverture) Enveloppe étanche (fond et/ou couverture) Pas d’étanchéité de couverture Future Long termes pas d’évolution 20/30 ans fermentescibles évolutifs Long termes pas d’évolution Ultérieurement Maintien, surveillance, mémoire Abandon, aménagement du site pour d’autres usages aménagement du site pour d’autres usages Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement 10 Fig.1.2 : Fond et couverture d’un Centre de Stockage de Déchets de classe 1. (Gaidi. L, 2002) Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement Fond du CSD de classe 1 Couverture du CSD de classe 1 11 Fig. 1.3: Fond et couverture d’un Centre de Stockage de Déchets de classe 2. (Gaidi. L, 2002). Fond du CSD de classe 2 Couverture du CSD de classe 2 Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement 12 c)- choix et localisation des sites de décharges contrôlées : afin d’être conforme à la loi (étude d’impacte, enquête publique, autorisation de Wali,…..etc.), la décharge doit être implantée dans un contexte topographique, géologique, géotechnique et hydrographique favorable (Fig.1.4) Si l’on considère que l’eau constitue le vecteur essentiel de l’exportation de la pollution, toute documentation illustrée permettant de comprendre aux mieux le fonctionnement hydrologique du site est indispensable et les rapports cartographiques devront être précis. Si les terrains ne présentent pas des caractéristiques d’imperméabilité suffisantes (Fig.1.5), leur niveau de protection est renforcé. Ceci peut être obtenu par ajout de bentonite, des argiles rapportées ou des géosynthétiques bentonitiques, etc.…... (Site Web, [4]). D’autre part, on constate trop souvent que le site choisi ne remplit pas les normes imposées par la loi. Par exemple, la décharge est installée dans une zone marécageuse avec une nappe d’eau située à quelques mètres de profondeur, ou bien le sous-sol de site retenu n’est pas argileux, mais sableux, et donc très perméable,….etc. la méconnaissance des élus, le manque d’études indépendantes, des intérêts politico-financiers favorisent l’installation de décharge sur des sites particulièrement inadéquats et dangereux pour la santé. (CNIID, 2001). En plus la détermination du site d’une décharge contrôlée doit tenir compte des exigences concernant :  la possibilité d’exploitation du (CET) sur une période de quinze (15) années minimum,  les sites urbains,  distance au lieu principal de production de déchets,  protection de la nature et du paysage,  les cours et plans d’eau,  la géologie et l’hydrogéologie,  position dans le relief géologique (situation morphologique),  les risques d’inondations, d’affaissements, de glissements de terrain ou d’avalanches sur le site,  météorologie,  zone disponible pour extension,  réseaux de transport,  nuisances préalables. (MATE, 2005). Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement 13 Fig. 1.4 : Exemple de carte présentant, la topographie, la distribution des formations géologiques, le réseau hydrographique et les isopièzes de la nappe phréatique contenue dans les calcaires. NB : cette carte donnée à titre d’exemple ne respecte pas les échelles relatives de tous les objets reportés. (BRGM. N°53373, 2004). Fig.1.5: Schéma d’un système hydrogéologique karstique: les situations 1 et 2 sont, à cause de l’hydrologie, des points plus sensibles avec risques de pollution de la ressource en eau, que 3 où cette dernière est protégée par son caractère artésien. (BRGM. N°53373, 2004). Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement 14 d)- structure des barrières étanches : le petit Larousse définit l’étanchéité comme la propriété de bien retenir les fluides, de ne pas les laisser pénétrer ni s’écouler. On confère ce caractère étanche aux géomembranes et aux argiles, matériaux peu perméables utilisés en génie civil. Cependant, ces matériaux ne sont pas réellement étanches : en effet, les fluides et principalement l’eau peuvent les traverser et s’y écouler. (Gaidi. L, 2002). Une barrière étanche est un moyen de minimiser le transport massique d’un constituant indésirable, d’un site de stockage vers un environnement sensible. Le sous-sol de la zone à exploiter doit constituer une barrière de sécurité passive dont le rôle est la lute contre les lixiviats « jus de décharge », il doit présenter de haut en bas, une perméabilité (k) inférieure à 10-9 m/s sur au moins 1m et inférieure à 10-6 m/s sur au moins 5m. (CNIID, 2001). Cette barrière passive est complétée par un niveau de sécurité active. Ce système actif doit assurer la collecte, le drainage, l’évacuation des lixiviats et l’étanchéité en fond de site (Fig.1.6). Le calcul du flux de contaminant dépend de la structure de l’ouvrage. On peut trouver les structures suivantes :  géomembrane seule.  argile seule.  barrière étanche composite (géomembrane + argile). (Gaidi. L, 2002). Les réglementations européennes et américaines intègrent également des seuils de perméabilité pour les installations de stockage des déchets ISD et la réhabilitation d’anciennes décharges. Le tableau.1.7 (voir ANNEX), présente les grandes lignes de ces réglementations et montre la diversité qui existe entre les différents pays occidentaux en ce qui concerne la perméabilité de la couche étanche matérialisant le fond du casier. (Van Impe W.F. & Bouazza A, 1996) Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement 15 Fig.1.6: Casier de centre de stockage d’ordures ménagères. (Gaidi. L, 2002). e)- les lixiviats : les lixiviats sont le résultat de la percolation, à travers les déchets, d’eau qui se charge bactériologiquement et chimiquement. Les lixiviats contiennent de la matière organique, des hydrocarbures, des composés minéraux, des métaux lourds…ext. Leur production varie en fonction de l’existence et de la qualité de recouvrement des déchets qui permet de réduire les infiltrations d’eaux pluviales. Ils s’écoulent en fond de décharge et doivent être recueillis grâce au système drainant. A ce niveau, ils sont pompés puis stockés dans des bassins avant d’être traités. Au contact des lixiviats, les eaux de surface et les eaux souterraines se dégradent chimiquement et biologiquement. La pollution des eaux souterraines est le résultat de l’infiltration et de la diffusion de lixiviats en sous-sol perméable ou fissuré. Quant à la pollution des eaux de surface, elle peut résulter du débordement et de l’écoulement des bassins de stockage des lixiviats dans le réseau hydrographique. (CNIID, 2001). f)- le biogaz : le biogaz est un mélange gazeux hétérogène et évolutif qui résulte de la dégradation de la matière organique. Sa composition chimique dépend de nombreux paramètres comme la natures des déchets, le taux de compactage, l’humidité, la température,…ext. En condition anaérobie, il est Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement 16 constitué de 40 à 60% de méthane, de 35 à 50% de dioxyde de carbone, d’hydrogène sulfuré et de nombreux autres éléments à l’état de traces. La production de biogaz s’étend sur une très longue durée, pouvant atteindre 50 ans. La réglementation impose le captage et le traitement du biogaz :  dune part, pour réduire les nuisances olfactives et limiter l’effet de serre.  D’autre part, pour limiter les risques d’incendie et d’explosion.  Enfin, pour réduire les coûts d’exploitation en utilisant le biogaz. (CNIID, 2001). 6. PRODUCTION ET GESTION DES DECHETS SOLIDES EN ALGERIE En plus des 8,5 Millions de tonnes de déchets municipaux produits annuellement, l’Algérie produit 700 000 T/an de déchets industriels banals et 300 000 T/an de déchets dangereux. Les activités de soins sont à l’origine de 125 000 T/an. Sous le triple effet de la croissance démographique, économique et du niveau de vie, la production des déchets ménagers est en constante augmentation. Le taux de génération actuelle des déchets ménagers varie de 0,5 à 1 Kg/Hab./J, soit en moyenne 0,85 Kg/Hab./J. Avec un taux de croissance estimé à 2%, la production atteindra au-delà de 2010 une moyenne de 1 Kg/Hab./J. En l’absence de données statistiques fiables, l’évolution future de la quantité globale des déchets générés par les ménages ne peut être qu’estimée. Elle suit en principe l’évolution démographique. Comme illustrée en figure.1.7, la production annuelle des déchets ménagers atteindra en 2010 environ 9,9 MT et 12,5MT en 2025 (Fig.1.7). En 2015, si on atteint un taux de recyclage/récupération/valorisation de 10 %, la quantité à mettre en décharge s’élèvera à environ 9,8 MT. (METAP, 2004). Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement 17 Fig.1.7 : Estimation de l’évolution de la production annuelle des déchets ménagers en Algérie. (METAP, 2004). L’Algérie élimine ses déchets par le moyen le plus classique, à savoir la mise en décharge. En effet l’exploitation de ses décharges n’obéit à aucune règle d’hygiène et de protection de l’environnement. L’absence d’infrastructure de valorisation et de récupération des déchets a donné une dimension supplémentaire au problème. La situation des décharges en Algérie est dramatique. En effet, l’enquête réalisée par les services du ministère de l’aménagement du territoire et de l’environnement a fait ressortir 3000 décharges sauvages implantées sur le territoire national occupant une superficie de 150.000 hectares. Actuellement, il n’existe qu’une seule décharge contrôlée à Alger qui est gérée par une entreprise publique à caractère industriel et commercial. Cette même entreprise gère la collecte et le transport de plusieurs communes d’Alger. Dans 22 autres grandes villes les travaux d’aménagement de décharges contrôlées sont en cours. Ces décharges seront équipées de matériels fixes et roulant adaptés pour une exploitation optimale. En attendant que ces CET deviennent opérationnels, les déchets produits à ce jour continuent d’être déversés dans les décharges publiques et traditionnelles sans précautions particulières. On note par ailleurs qu’il y a aussi une évolution dans la composition des déchets ménagers, en ce sens que la fraction emballage (papier, carton, plastiques, etc.) est de plus en plus importante dans les déchets générés. Cette tendance constitue un atout supplémentaire pour la mise en place et l’encouragement des activités de récupération/valorisation (Tab.1.4). (METAP, 2004). Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement 18 Tab.1.4: Données générales sur l’Algérie. (METAP, 2004). Population 31,5 Millions (1 janv.2003), Croissance/an : 1,43% Urbain: 61%, Rural: 39% Densité au Nord: 300 habitant/Km2 Densité territoire national: 13 habitant/Km2 PIB/Hab. PIB/hab.: $ US 1760 (année 2002) Déchets municipaux 8,5 Millions de tonnes (année2002) Composition des déchets Organique 67–73 % Papier 7–12 % Plastic 2,5–7 % Glass 1 % Métal 2 % Reste 11–13 % - Composition variable selon les régions et les études faites. - La part en papier/carton serait actuellement de plus de 12 % Quantités et Types de déchets produits En plus des 8,5 millions de tonnes de déchets municipaux, environ: - Déchets industriels banals : 700000 Tonnes/an DIB - Déchets industriels spéciaux: 300.000 Tonnes/an, - Déchets d’activités de soins:125000 Tonnes/an Taux de génération Rural : 0,6 Kg/jour Urbain : 0,9 Kg/jour (Alger: 1 kg/jour) Taux de collecte (%) Rural 65 % Urbain 92 % Gestion des déchets (%) Compostage 1 % Recyclage 2% Décharge contrôlée 0,2% N.B. 22 décharges contrôlées est en cours de réalisation; Une décharge déjà opérationnelle Décharge publique ou communale non contrôlée : 40 % (avec clôture, gardiennage et dans quelques cas recouvrement par la terre) Décharge sauvage: 58% Taux de croissance /an 2 % Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement 19 7. EXEMPLES DE DECHARGES CONTROLEES 7.1. Décharge d’Oued Smar Ouverture en 1978, sans aucune étude d’impact, la décharge d’Oued Smar située à 13 km d’Alger, s’étend sur 37,5 ha, reçoit jusqu’à 1600 t/j d’ordures ménagers et prés de 2400 t/j, de déchets industriels. Elle constitue une importante source de pollution atmosphérique qui affecte toute la région environnante. La combustion des déchets à l’air libre ainsi que leur dégradation donnent lieu à l’émission d’une multitude de gaz et de particules qui se dispersent sous l’effet du vent les différents secteurs. Quand les conditions météorologiques sont défavorables (faible vitesse de vent et présence d’inversion thermique), le nuage de pollution qui enveloppe la région est souvent visible à l’œil nu particulièrement durant la nuit et tôt le matin. Ces situations qui sont très fréquentes, présentent selon les résidents et travailleurs de la région, un gène considérable qui se traduit par des difficultés respiratoires, des picotements de la gorge et des yeux, et autres irritations diverses. Ces types de symptômes sont généralement constatés durant les épisodes de pollution où les concentrations sont suffisamment élevées pour provoquer les effets sur la santé, particulièrement chez les sujets sensibles (enfants, personnes âgées ou malades). Les polluants émis sont soit de nature gazeuse (matières organiques volatils, SO2, NO, NO2, CO, NH3,…ext.), soit de nature solide (poussières, cendres, suie,….ext.). Les nombreux éléments présents dans les déchets ainsi que l’absence d’incinérateur pour une combustion contrôlée entraîne une pollution atmosphérique probablement plus importante et des combustions incomplètes avec formation d’oxydes de carbone, d’hydrocarbures de composées partiellement oxydés, et de l’anhydride sulfureux ou sulfurique (SO2 et SO3). Le tableau ci-après présente quelques uns des principaux polluants émis par la décharge et dont la dispersion sous l’effet du vent peut affecter le voisinage sur un rayon de plusieurs kilomètres. (Boukerche.A, 2007). Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement 20 Tab.1.5: Principaux polluants émis par la décharge d’Oued Smar. (Boukerche.A, 2007) Polluants Taux d’émission estimés (mg/m3) Concentration à 1 km (mg/m3) Concentration à 10 km (mg/m3) VLE (mg/m3) Oxyde de carbone (CO) 500 à 1200 457 81 55 Méthane (CH4) 9 à 660 3,024 0,558 / Oxyde de soufre (SO2) et (SO3) 300 à 1000 158 28 10 Oxyde d’azote (NO+NO2) 100 à 400 38,6 7 6 Chlore (HCl) 340 à 2000 158 28 7 Fluor (HF) 0,5 à 2 0,151 0,028 2,5 Poussières 0,002 à 0,015 788 139,5 15 Ammoniac 20 / / / Aluminium 400 158 28 10 Zinc 60 23,5 4,185 5 Plomb 9 3,02 0,558 1,05 Cuivre 4 1,51 0,279 1 Chrome 3 0,75 0,223 1 Cadmium 1 0,34 0,056 0,05 VLE : Valeur Limite d’Exposition (facteur donné pour l’hygiène du travail, exposition 8h/jour, 40h/semaine). En prenant une base de travail de cinq jours par semaine, il y a donc stockage de 20000 tonnes par semaine, soit approximativement un million de tonnes par an. Les déchets sont incinérés sur sites à l’air libre par des feux couvants. La partie combustible pour le cas de l’Algérie est estimée à 15% compte tenu de la contenance en eau de ces déchets qui représente prés de 60% de la masse totale. Par ailleurs, le volume des gaz de combustion est estimé à 1000 m3 par tonne de déchets brûlés, soit 1m3 /kg. Ainsi, annuellement, le volume total des gaz de combustion généré est approximativement de 150000000 m3. Les concentrations de méthane sont dues à une combustion incomplète. Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement 21 Pour le cas des composées organiques volatils (COV), en plus de leur dispersion par voie atmosphérique, ils peuvent également être transportés par diffusion à travers le sol et contaminer des zones qui sont loin de décharge. Durant les conditions météorologiques stables, la situation en matière de pollution dans la zone d’Oued Smar est encore plus critique à cause d’une mauvaise dilution des polluants. A titre d’exemple, pour les polluants dont on dispose d’une estimation, les taux d’émission des concentrations calculées à 1 km et à 10 km de la décharge dans les directions les plus affectées, restent encore pour la plupart de ces polluants potentiels très élevées par rapport aux limites d’exposition. (Boukerche.A, 2007). 7.2. Décharge d’Ouled Fayet La quantité de déchets enfouis sur le site d’Ouled Fayet est en pleine croissance. Le nombre de communes desservies augmente chaque année. La quantité de déchets enfouis est passée de 13 026 T, soit environ 72 T/j, en 2001 à 315338 T, soit une moyenne de 864 T/j, en 2005.A noter que l’enfouissement dans le premier casier a réellement démarré le deuxième semestre de 2001. Le nombre de communes desservies est passé de 6 à 34. Cette unité d’enfouissement de déchets est rattachée à l’EPIC Net-Com, qui est chargé de sa gestion et de sont exploitation. Le CET d’Ouled Fayet était dans un passé proche, une décharge sauvage qui causait des nuisances aux riverains et posait des problèmes sur l’environnement de la région. Cette décharge a été réhabilitée en 2000 et la cellule qui a servi de dépotoir sauvage a été fermée. Seuls les déchets ménagers sont autorisés sur le site d’Ouled Fayet. Tous les autres déchets sont interdits. Deux casiers ont été exploités (1 et 2) et un troisième casier est en cours d’exploitation. Le tableau ci-dessous présente l’évolution de la quantité de déchets enfouis depuis le 22 octobre 2002. Les difficultés rencontrées actuellement par l’exploitation sont liées à la remontée du lixiviat en surface. Les puits de captage du biogaz sont remplis de lixiviat, de même les lixiviats collectés ne sont pas traités mais rejetés directement. (AINA. M.P, 2006). Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement 22 Tab.1.6: Evolution de la quantité de déchets enfouis sur le site d’Ouled Fayet. (AINA. M P, 2006). Nombre de Voyage Tonnage (T) Casier Période d’exploitation Ordures Ménagères Terre de couverture Total Ordures Ménagères Terre de couverture Total Volume (m3) Du 22/10/2002 au 18/07/2003 19 588 1 417 21 005 86 780 9 919 96 699 193 398 N° 1 Du 01/01/2004 au 31/03/2004 9 542 1 326 10 868 46 011 9 249 55 260 110 520 Sous Total 1 29 130 2 743 31 873 132 791 19 168 151 959 303 918 Du 19/07/2003 au 31/12/2003 14 034 338 14 372 54 433 2 366 56 799 113 598 N° 2 Du 01/04/2004 au 05/06/2004 5 056 330 5 386 24 937 2 310 27 297 54 594 Sous Total 2 19 090 668 19 758 79 420 4 676 84 096 168 192 N° 3 Du 06/05/2004 au 31/05/2006 115 086 6 350 121 436 583 014 49 444 632 458 1 264 916 Photo. 1.1: Décharge d’Ouled Fayet vue du ciel. Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement 23 Chapitre. 1 Géotechnique et Environnement 24 LES DECHETS INDUSTRIELS LES DECHETS INDUSTRIELS 1. INTRODUCTION Les activités humaines passées ou présentes, et en particulier les activités industrielles, mais aussi agricoles ou domestiques, libèrent dans l’environnement une grande variété de substances potentiellement dangereuses, appelées globalement contaminants ou polluants. Le critère communément retenu aujourd’hui pour caractériser un problème de pollution de sols et ressources en eaux, est l’impact sur l’environnement que le site est susceptible d’entraîner, en présentant par exemple des risques pour la santé humaine ou préservation des ressources en eau. Des lors, il peut être admis que la problématique des décharges repose en réalité, non pas tant sur la présence de contaminants, que sur le fait que ces derniers puissent être mobilisables et risquer ainsi d’affecter une population, au gré des transferts possibles dans les différent milieux. 2. DEFINITION Un produit toxique est un composé chimique ordinaire qui peut nuire à la santé ou à l’environnement. Sa toxicité n’apparaît le plus souvent qu’à partir d’une certaine concentration. Les toxiques sont classés selon :  Le temps nécessaire au déclenchement des effets et leur évolution (toxicité aiguë, subaiguë ou chronique).  La capacité de s’accumuler dans les êtres vivants jusqu’à atteindre une concentration toxique (c’est le cas des intoxications aux métaux lourds).  La nature du risque, selon qu’il touche la santé ou l’environnement. (CNRS, 2003) Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 25 3. PRINCIPALES FAMILLES DE CONTAMINANTS Ce paragraphe n'a pas pour vocation d'être exhaustif, mais de donner quelques repères sur les grandes familles de toxiques et leurs caractéristiques. 3.1. Métaux et métalloïdes lourds (micropolluants minéraux) L’expression «métal lourd » désigne pour les chimistes des métaux de numéro atomique élevé, de densité supérieure à 5 g/cm3 et qui forment des sulfures insolubles. Le cadmium (Cd), le manganèse (Mn), le cobalt (Co), le chrome (Cr), le cuivre (Cu), le plomb (Pb), le mercure (Hg), le nickel (Ni) et le zinc (Zn) sont les métaux lourds les plus souvent rencontrés. Dans le domaine de l’environnement, on associe fréquemment aux métaux lourds l’arsenic (As), qui est un métalloïde lourd (Fig.2.1). Fig.2.1 : Métaux lourds dans la classification périodique. (BRGM. N°298, 2001). Il est important de rappeler que les métaux et métalloïdes lourds proviennent, de façon naturel en grande partie, de l’altération de la roche mère du sous- sol. La plupart des sources de métaux lourds sont aussi liées à l’activité humaine:  stockage de déchets industriels et urbains (mines et fonderies de métaux non ferreux, décharges publiques) ;  pratiques agricoles (pratique de la fertilisation à l’aide de compost urbain, de déjections animales ou de boues de station d’épuration); Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 26  pollutions dues à des retombées atmosphériques (utilisation de combustibles fossiles, essence au plomb, poussières des industries métallurgiques, incinération des ordures ménagères…). Pour évaluer la toxicité de ces substances, les laboratoires doivent déterminer, de plus en plus, non seulement la teneur totale de chaque élément, mais aussi la forme chimique de chaque élément. L’analyse de spéciation a pour objet d’identifier et de quantifier la ou les formes chimiques d’un élément contenu dans un échantillon. Par exemple, l’élément chrome est présent dans la nature sous différents états de valence (CrIII-CrVI) dont les propriétés physico-chimiques, biochimiques et donc toxicologiques diffèrent fortement. Le terme « forme chimique » désigne un élément qui présente une structure moléculaire, électronique ou nucléaire spécifique et unique. Les formes organométalliques d’un élément, par exemple, représentent le plus souvent une faible fraction de l’élément total mais ces formes peuvent être beaucoup plus toxiques que les formes inorganiques de l’élément (cas de certaines formes organométalliques du mercure ou de l’étain, ou inversement de l’arsenic moins toxique sous la forme organométallique). (BRGM. N°298, 2001). 3.2. Micropolluants organiques Ce sont en grande majorité des produits de synthèse issus de l'activité anthropique. Ce paragraphe a pour donner quelques repères sur les micropolluants organiques les plus fréquemment rencontrés et leurs origines (Tab.2.1). a)- PCB (polychlorobiphényles) : Ce sont des substances chlorées très stables (résistantes au feu et non biodégradables). Ils étaient utilisés dans les transformateurs électriques comme isolants (les anciennes installations encore en fonctionnement en contiennent donc toujours). Ils entraient également dans la composition de vernis, encres, peintures solvants... Leur combustion peut générer des dioxines et furanes, substances cancérigènes et mutagènes. Ils ont une très faible solubilité dans l'eau, et une forte affinité pour les matières en suspension et les lipides. Ils s'accumulent donc dans le milieu naturel et se bioaccumulent fortement dans la chaîne alimentaire (par exemple dans la graisse des poissons). Du fait de leur importante persistance dans le milieu et de leur forte aptitude à la bioaccumulation, ils font l'objet de restrictions d'usage importantes Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 27 (utilisations limitées et interdiction de la mise sur le marché des appareils contenant des PCB par les règlements). b)- HAP ( Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques) : Ce sont des composés issus de la combustion incomplète des produits pétroliers : activités urbaines (chauffage), industrielles et de transports (pots d'échappement des véhicules). Leur origine est donc généralement diffuse. Dans les eaux de ruissellement, les concentrations moyennes en HAP sont de 0,2 à 1,5μg/l dans les zones urbaines et peuvent atteindre 7 μg/l aux abords des routes et autoroutes. Ce sont des composés peu solubles dans l'eau, ils s'adsorbent sur les matières en suspension et les sédiments et de ce fait se concentrent beaucoup dans le milieu naturel. Ils se bioaccumulent dans les graisses, notamment des poissons et des mollusques. Nombre d’entre eux (notamment le benzo(a)pyrène) sont reconnus cancérigènes. Quelques exemples de molécules : benzopyrène, naphtalène... Les HAP sont classés comme substances «dangereuses prioritaires» par la Directive Européenne 2000/60/CE. (Bassin Rhone-Méditérranée-Corce, 2002) c)- Solvants chlorés : les solvants chlorés sont essentiellement utilisés pour le dégraissage des pièces en mécaniques, le décapage de peintures et le nettoyage à sec (pressings). Ils entrent également dans la formulation de différents solvants utilisés par le grand public. Certains dérivés servent à la fabrication de pesticides (hexachlorobutadiène, dichloropropène...). Les classifications réglementaires des substances et préparations dangereuses, identifient le chlore comme une substance «très toxique pour les organismes aquatiques, et dangereux pour l'environnement». Les propriétés de ces composés très volatils, de faible viscosité et de masse volumique élevée font qu’ils migrent rapidement au travers de la zone non saturée vers les nappes (lorsqu’ils sont déversés en volume suffisant pour être en phase). En revanche, ils subsistent peu de temps dans les eaux superficielles. Quelques exemples de molécules : chloroforme ou trichlorométhane, dichlorométhane, 1-2 dichloroéthane : substances classées prioritaires par la directive européenne 2000/60/CE. d)- Dérivés du Benzène : cette famille de composés regroupe des molécules très diverses utilisées presque exclusivement dans l'industrie comme solvant d'extraction (en particulier dans l'industrie des parfums) et intermédiaires de fabrication. Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 28 Le benzène est un composé toxique qui est classé comme substance prioritaire par la Directive Européenne 2000/60/CE. (Bassin Rhone-Méditérranée-Corce, 2002) Quelques exemples de dérivés du benzène : toluène (solvant pour peintures, vernis, colles, encres - nocif), xylènes (solvants pour peintures, vernis, colles, encres, utilisés pour préparation d'insecticides, de colorants et de produits pharmaceutiques - nocifs), chlorobenzènes (1-2, 1-3 et 1-4 dichlorobenzène : fabrication d'insecticides anti-mites), pentachlorobenzène (substance classée dangereuse prioritaire par la Directive Européenne 2000/60/CE), nitro- benzènes... e)- Phénols et dérivés : les phénols sont utilisés dans l'industrie des matières plastiques, des fibres synthétiques, dans l'industrie pharmaceutique. Ils servent également pour la fabrication de détergents, de colorants, de pesticides (notamment les chlorophénols). Quelques exemples de molécules : chlorophénols (substances toxiques pour les organismes aquatiques), dichlorophénols (2,4 dichlorophénol : toxique pour les organismes aquatiques), méthylphénols, nonylphénols sont classés substances dangereuses prioritaires par la directive européenne 2000/60/CE. f)- Aniline et dérivés : l'aniline est utilisée en synthèse organique pour la fabrication industrielle de nombreux produits, dans l'industrie des polymères, du caoutchouc, des matières colorantes, ainsi que des pesticides et des produits pharmaceutiques. Les réglementations identifient l'aniline comme «très toxique pour les organismes aquatiques, et dangereuse pour l'environnement». Quelques exemples de molécules : chloroanilines, dichloroanilines, trichloroanilines... (Bassin Rhone-Méditérranée-Corce, 2002) Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 29 Tab.2.1 : Typologie simplifiée des principaux agents de contamination des eaux souterraines parmi les micropolluants organiques. (Bassin Rhone-Méditérranée-Corce, 2002) Familles de polluants Principales propriétés communes Exemples Activités génératrices Hydrocarbures Pétroliers courants Plus légers que l'eau Biodégradables Globalement peu solubles mais fraction soluble possible Volatils ou comportant une fraction volatile Viscosité variable Adsorption variable Essences Gazole Fuel-Oil domestique Carburants aviation Pétrole brut Naphta Stations-service Dépôts de stockage Installations de transports (ports, pipes) Raffineries Transport (Fer, route) Hydrocarbures lourds Densité variable Peu biodégradables Peu solubles Peu volatils Visqueux Adsorption en générale forte Fuels lourds Goudrons de houille Goudrons de pétrole Créosotes Chaudières, centrales thermiques Usines à gaz Raffineries Traitement de bois Hydrocarbures halogénés aliphatiques Denses Peu biodégradables Relativement solubles Volatils Fluides Adsorption en général forte Nombreuses formules les plus courantes : TCE, TCA, PCE, bromoforme chloroforme Traitement de surface mécanique Industrie chimique Nettoyage à sec Très courants dans de nombreuses industries Autres organiques Hydrocarbures oxygénés Halogénés cycliques Fortement solubles Biodégradables Autres propriétés variables Peu volatils Nombreux pesticides Très peu à pas biodégradables Glycols, alcools, cétones, phénols, furane, additifs des carburants modernes (MTBE, TAME) PCB Pentachlorophénol Variables Produits minéraux Très variables en fonction des sels incriminés et des propriétés physiques et chimiques des sols Sels de Chrome Sels d'Arsenic Autres métaux lourds Nitrates Cyanures Chlorures, Sulfates Traitement de surface Traitement de bois Minéralurgie métallurgie Explosifs Usines à gaz Electrolyse du sel, dépôts et exploitation minière, décharges d’ordures ménagères Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 30 g)- Pesticides : les pesticides, appelés également «phytosanitaires», sont des substances chimiques minérales ou organiques de synthèse utilisées à vaste échelle contre les ravageurs des cultures, les animaux nuisibles et les vecteurs d'affections parasitaires ou microbiologiques de l'homme et des animaux domestiques (extrait du dictionnaire encyclopédique de l'écologie et des sciences de l'environnement, 1993). On distingue notamment des insecticides utilisés contre les insectes nuisibles, des fongicides utilisés contre les champignons phytopathogènes, des herbicides qui détruisent les plantes adventices des cultures et, de façon plus générale, toute végétation jugée indésirable. Les substances chimiques sont très diverses comme des composés minéraux (soufre, sulfate de cuivre), des molécules organiques de synthèse (carbamates, urées substituées, triazines, organophosphorés,….) mais aussi des molécules organiques naturelles (nicotine, pyréthrine). On dénombre 8800 spécialités commerciales dans la composition desquelles entrent plus de 900 matières actives. Citons quelques exemples de pesticides fréquemment retrouvés : Atrazine, Simazine, Diuron, ces 3 substances étant classées prioritaires en examen par la Directive Cadre Européenne 2000/60/CE, lindane…. D'une manière générale, les pesticides contaminant fréquemment les milieux aquatiques (rivières ou eaux souterraines) sont soumis à des restrictions d'usage par décision du Ministère de l'Agriculture afin de limiter leur impact, notamment sur la santé humaine via la consommation d'eau potable. (Bassin Rhone- Méditérranée-Corce, 2002). 3.3. Les radioéléments Les radioéléments sont une forme particulière de contaminants toxiques. La radioactivité est une transformation spontanée d'un noyau atomique qui permet l'émission d'un ou plusieurs rayonnements ou particules. Les radioéléments (appelé aussi radionucléides ou isotopes radioactifs) sont des isotopes instables de certains éléments. Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 31 a)- Les différents rayonnements et particules émis : les rayonnements sont très pénétrants et de parcours infini. Deux types de rayonnement existent :  rayonnement gamma (γ).  rayonnement X. Une radioprotection est nécessaire à chaque manipulation. Pour les particules il existe :  Particules alpha (α) : ces particules sont arrêtées par quelques centimètres d'air ou quelques micromètres de tissu. Cependant, elles entraînent de très fortes ionisations lorsqu'il n'y a pas de protection (exemple : ionisation des poumons en cas d'inhalation).  Particules bêta (β) : lors de manipulation, la protection doit se faire par du plomb ou du plexiglas. b)- Notion d'activité spécifique : l'activité spécifique d'un radioélément est le nombre de désintégrations de cet élément par seconde, c'est à dire le nombre de rayonnements ou de particules émis par seconde. Elle est exprimée en Becquerel (Bq). L'activité spécifique d'un radioélément diminue dans le temps, c'est le phénomène de décroissance radioactive. Cette décroissance est d'autant plus rapide que la période radioactive de l'élément est courte (exemple : Iode 131 (131I) période radioactive = 8,1 jours ; Uranium 238 (238U) période radioactive = 4,5.109 ans). La période radioactive est la durée au bout de laquelle la moitié de la quantité donnée d’un nucléide s’est désintégrée. (Bassin Rhone- Méditérranée-Corce, 2002) c)- Quelques points de repère : deux notions sont utilisées pour exprimer la toxicité des radioéléments :  la dose absorbée qui est la quantité d'énergie reçue par unité de masse. La dose absorbée est exprimée en gray (Gy),  l'équivalent biologique de dose qui est la dose absorbée pondérée par un facteur de qualité qui dépend du radioélément (Tab.2.2). L'équivalent biologique de dose est exprimé en sievert (Sv). Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 32 Tab.2.2: Exemples de valeurs d’équivalent biologique. (Bassin Rhone-Méditérranée-Corce, 2002) Équivalent biologique de dose (mSv) Mort en quelques heures 20 000 Atteinte irréversible du système nerveux 10 000 Atteinte du poumon 6 000 Perte des cheveux et poils 3 000 Premiers signes (nausées-bronzage) 1 000 Seuil séparant les fortes des faibles dose 200 Scanner du corps entier 50 Limite de dose annuelle pour les travailleurs 50 Radioactivité naturelle à Kérala (Inde) 10 à 30 Radioactivité naturelle moyenne 2,4 Limite de dose annuelle pour le grand public 1 Un mois de ski à 2000 mètres d'altitude 0,8 d)- Mesure de la concentration des radioéléments : la concentration d'un radioélément est l'activité spécifique qu'il présente dans l'échantillon. Cette concentration est exprimée en Bq/kg ou en Bq/l. Les mesures de radioactivité se font de manière globale (on mesure un rayonnement global) (exemple : activité gamma totale ou individuelle - on mesure chacun des radioéléments). Dans le milieu, les radioéléments peuvent se mesurer sur tous les supports, mais les bryophytes (mousses aquatiques) et les sédiments restent les supports privilégiés. Les bryophytes sont de bons bioindicateurs. Ils fixent et accumulent les iodes. Les sédiments ont une forte capacité à fixer les radioéléments. Ils sont représentatifs d'une pollution radioactive historique. e)- Origine des radioéléments : dans l'environnement, les radioéléments que l'on retrouve sont artificiels et naturels. Ils ont plusieurs origines :  tellurique (rayons cosmiques, radioéléments de l'écorce terrestre…),  retombées des explosions nucléaires aériennes,  retombées de l'accident de Tchernobyl,  effluents des installations nucléaires,  hôpitaux, cliniques, laboratoires, industries…. (Bassin Rhone- Méditérranée-Corce, 2002) Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 33 4. LES COMPOSÉS ORGANIQUES VOLATILS (COV) Les polluants organiques présentent une volatilité importante : ces polluants sont classés dans la famille des composés organiques volatils (COV). Parmi les COV, il y a le perchloroéthylène. Les paragraphes suivants présentent les COV et leurs impacts sur l’homme et l’environnement, les solvants chlorés, leurs toxicités, leurs caractéristiques physico-chimiques et leurs mécanismes de dégradation. 4.1. Généralités La définition des composés organiques volatils (COV) repose sur des critères physiques et chimiques. Ils sont des molécules dont la tension de vapeur à la température ambiante est suffisamment élevée pour estimer justifiée l’affirmation selon laquelle ces composés sont presque totalement à l’état de vapeur. La définition de la tension de vapeur seuil, à partir de laquelle un composé organique est considéré être volatil, est purement arbitraire et varie selon les états : les Etats-Unis proposent une valeur seuil de 0,13 Pa (à 273 K) tandis que l’Union Européenne fixe ce seuil à 10 Pa (à 293 K). Ces composés peuvent contenir, non seulement des atomes d’hydrogène et de carbone, mais aussi d’autres éléments tels que l’oxygène, l’azote, le chlore, le fluor, le phosphore ou le soufre. Depuis quelques années, le méthane n’est pas inclus dans la catégorie des COV, du fait de ses propriétés particulières et de son abondance, il est comptabilisé séparément des COV. On parlera alors des Composés Organiques Volatils Non Méthaniques (COVNM). (Dutheil .C, 2003). 4.2. L’impact des COV La pollution due aux émissions de COV peut être approchée de manière globale suivant ses effets directs ou indirects (par suite de leur photo-oxydation) sur l’homme et sur le milieu récepteur environnant. Les COV ont un impact direct et important sur l’homme. L’un des premiers faits reconnus a été une relation entre l’exposition à des vapeurs de benzène et la leucémie. De même les effets cancérigènes du 1,3-butadiène, de l’acrylonitrile ou Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 34 du chlorure de vinyle ont été révélés. Le tableau 2.3, présente quelques données toxicologiques de ces composés. Tab.2.3 : Caractéristiques toxicologiques de quelques solvants (Dutheil .C, 2003). Composé Volatilité Pénétration cutanée Pouvoir irritant Pouvoir ’ébriété narcotiq ue Toxicité spécifique VME(1) VLE(2) (ppm) Acétal d’éthyle +++ + ++ + 400 - Acétone +++ + + ++ 750 - Benzène +++ ++ + ++ Moelle osseuse Concérogénèse 5 25 Dichlorométhane +++ + +++ ++ Intoxication par le CO 50 100 Ethers de glycol + ++ + + Moelle osseuse Testicule Tératogène 5 5 Ethylène glycol + 0 ++ + Rein (en aigu) - 50 n Hexane ++ ++ + ++ Nerfs périphériques 50 - Méthanol ++ ++ + + Nerf optique (en aigu) 200 1000 Méthyl butyl cétone (MBK) + + + ++ Nerfs périphériques 5 8 Méthyl éthyl cétone +++ + + ++ 200 - Méthyl isobutyl cétone + + + ++ 50 - Perchloréthylè ne ++ + ++ + 50 - Styrène +++ ++ ++ ++ Moelle osseuse Foie Cancérogène ? Tétrahydrofurane +++ ++ +++ + Foie, nerfs 200 - Toluène ++ + + ++ Tératogène ? 100 150 Trichloréthylèn e ++ ++ ++ ++ Cœur Cancérogène 75 200 Xylène + ++ + ++ 100 150 (1)VME :Valeur Moyenne d’Exposition. (2) VLE : Valeur Limite d’Exposition Les VME et VLE sont des facteurs donnés pour l’hygiène du travail (exposition 8h/jour 40h/semaine) Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 35 En gras apparaissent les données relatives au trichloréthylène et au tétrachloréthylène, ce sont les COV les plus utilisés dans le nettoyage à sec. Les COV participent à des réactions chimiques complexes dans l’atmosphère. Si l’on simplifie à outrance, on peut dire que les COV favorisent l’augmentation de la teneur en ozone dans la base atmosphère. Cette production d’ozone a un impact connu sur les voies respiratoires chez l’homme. Sur le milieu naturel, on peut citer les dommages engendrés par l’ozone sur les feuillages ainsi que son action en tant que gaz à effet de serre (l’ozone à un coefficient d’absorption des rayonnements infrarouges 2000 fois plus important que le gaz carbonique). (Dutheil .C, 2003). 5. LES POLLUANTS ALIPHATIQUES HALOGENES 5.1. Généralités Les hydrocarbures aliphatiques halogénés rencontrés comme polluants sont des molécules organiques qui comprennent un ou deux atomes de carbone et de un à quatre atomes d’halogène. Les plus fréquemment cités sont le tétrachloréthylène (PCE), le trichloréthylène (TCE), les 1,2-dichloréthylène (1,2-DCE), le 1,1,1-trichloréthane (1,1,1-TCA), le 1,1-dichloréthane (1,1-DCA), le chloroforme (CF), et le bromoforme (BF). Leurs origines sont variées : effluents industriels (chimie, pétrole, charbon, textile, peinture, papier…), domestiques ou usines de potabilisation de l’eau (la chloration produit du chloroforme et des trihalométhanes). Les composés organiques halogénés volatils (OHV) rencontrés dans l’environnement sont soit utilisés industriellement, soit produits par la dégradation d’autres solvants. Les plus utilisés industriellement sont répertoriés dans le tableau.2.4. Le tableau.2.5, présente les productions mondiales, américaines et européennes de ces mêmes solvants chlorés. Toutes les productions sont données en Mégatonnes par an et elles sont issues d’une étude multi-clients accessible sur abonnement ou sur base de données en ligne publiée sous l’égide de ces composés donne lieu à des émissions importantes dans l’environnement. On les retrouve notamment dans les sols et les eaux souterraines. (Dutheil .C, 2003). Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 36 Tab.2.4 : Principales utilisation de quelques solvants chlorés (Dutheil .C, 2003). Groupe Nom Utilisation Chlorométhane (CM) Fabrication silicones, methylcelluloses, herbicides, propulseur Dichlorométhane (DCM) Décapant peintures, aérosols, dégraissage des métaux, mousses de polyuréthane, extraction de l’argent Chlorométhane Tétrachlorométhane (TeCM) Caoutchouc synthétique, réfrigérant Chloroéthanes 1,1,1-Trichloroéthane (1,1,1-DCE) Nettoyage à sec, dégraissage des métaux, solvant, adhésifs Chlorure de Vinyle (VC) Fabrication Polychlorure de vinyle (PVC) 1,1-dichloréthylène (1,1-DCE) Adhésifs, composants de fibres synthétiques Trichloréthylène (TCE) Dégraissage, solvant d’extraction, fabrication élastomères et caoutchoucs Chloroéthènes Perchloréthylène (PCE) Nettoyage à sec, dégraissage, intermédiaire pour la fabrication de l’acide trichloroacétique et des CFC Tab.2.5 : Production mondiales en Mégatonnes/an, américaines et européennes des principaux OHV (Dutheil .C, 2003). CM VC DCM 1,1,-DCE TeCM TCE 1,1,1-CA PCE Etats-Unis 1991 0,275 0,279 0,145 0,477 0,246 Etats-Unis 1997 0,508 0,145 14,0 0,049 0,122 0,104 0,153 Europe Ouest 1990 0,364 0,477 0,294 0,472 Europe Ouest 1997 0,408 0,237 10,0 0,090 0,121 0,440 0,180 Monde 1995 24,0 39,3 Monde 1997 38,0 La présence et la persistance des COV, dans les sols et les eaux souterraines, est une préoccupation majeure du fait de leurs effets sur la santé humaine notamment. Du fait de leur volatilité les COV peuvent gagner la surface du sol et engendrer des émissions dans l’atmosphère, l’exposition humaine à ces composés est alors possible. Ces émissions ont lieu sur les sites industriels, les sites de traitement des déchets, au-dessus des écoulements d’eau souterraine peu profonde et partout ou il y a eu une propagation des polluants du fait de leur transport dans les sols ou de leur migration dans les eaux souterraines. Les Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 37 émissions de COV sont très largement influencées par leur transport dans la zone insaturée des sols et particulièrement par diffusion gazeuse à la surface du sol. (Dutheil .C, 2003). 6. LE PERCHLOROETHYLENE OU TETRACHLOROETHYLENE (C2-Cl4) 6.1. Origine Le perchloréthylène est un solvant chloré, essentiellement employé comme dégraissant dans le lavage à sec des métaux, des peaux en tannerie, des textiles et des composants électroniques. Il est également utilisé comme fluide de transfert de chaleur, insecticides, raticide, vermifuge et pour le nettoyage de fosses septiques. Le perchloréthylène a été synthétisé pour la première fois en 1821 par Michael Faraday. Il a chauffé de l’hexachloroéthane jusqu’à ce qu’il se décompose en perchloréthylène et en chlore. La plupart du perchloréthylène est produit à partir de l’éthylène en passant par le 1,2-dichloroèthane. Quand du 1,2-dichloréthane (ClCH2-CH2Cl) est chauffé à 400°C avec du chlore (Cl2), du perchloréthylène est obtenu selon la réaction suivante : ClCH2-CH2Cl + 3Cl2  Cl2C=CCl2 + 4HCl Cette réaction peut être catalysée par un mélange de chlorure de potassium et de chlorure d’aluminium, ou par du charbon actif. Le trichloréthylène est le principal sous-produit de cette réaction. Le perchloréthylène et le trichloréthylène, qui est également un solvant commercialisé, sont collectés ensemble puis séparés par distillation (Site Web, [2]). 6.2. Caractéristiques physico-chimiques a)- Les principales propriétés physiques :  liquide, incolore,  odeur caractéristique,  volatil,  dissout les graisses,  non miscible à l’eau, Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 38  point d’ébullition: 121°C,  densité : 1,62. b)- Les principales propriétés chimiques :  le perchloréthylène commercial est stabilisé par addition d’anti-oxydants pour éviter sa dégradation en présence d’air, d’humidité et de lumière jusqu’à environ 140 °C,  il est sans action sur les métaux jusqu’à 140 °C,  ininflammable,  inexplosif. Tab.2.6 : principales caractéristiques physico-chimiques du PCE (Dutheil .C, 2003). Masse molaire (g.mol-1) 165,8 Solubilité dans l’eau à 25°C (mg.L-1) 150 Densité 1,62 Coefficient de partage octanol/eau : Log Kow 3,4 Température d’ébullition (°C) 121 Constante de Henry à 25°C (atm.Fraction molaire-1) 1497 Pression de vapeur saturante (mm Hg) à 25°C 18,54 Pression de vapeur saturante (mm Hg) à 10°C 7,98 6.3. Utilisation En général, le perchloroéthylène est utilisé comme solvant. La plupart des composés organiques se dissolvent dans le perchloroéthylène. Il est le solvant le plus couramment utilisé pour le nettoyage à sec. Il sert aussi à dégraisser les pièces métalliques dans les industries automobile et métallurgique. On le trouve également dans quelques produits de consommation comme des solvants pour la peinture ou pour enlever les taches. Avant son interdiction, le perchloroéthylène, servait à la fabrication de réfrigérants au fréon. (ORICA, 1999) 6.4. Effets sur la santé et l’environnement a)-Effet sur la santé : le perchloroéthylène est absorbé par inhalation, par voie orale et par la peau (quand il est sous forme liquide). Il est toxique pour le système nerveux et le rein. L’exposition au tétrachloréthylène peut causer une irritation des voies respiratoires et des yeux, des vertiges, nausées, maux de tête et pertes de mémoire, une somnolence et cela peut aller jusqu’à la perte de Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 39 connaissance et la mort. Le perchloroéthylène est probablement cancérigène pour l’homme. Lors de l’ouverture du hublot d’une machine de nettoyage à sec, les vapeurs de (perchlo) s’échappent de la machine. Les personnes travaillant ou habitant au dessus d’un pressing sont exposées à ces vapeurs. Il est recommandé de bien aérer les textiles qui ont été nettoyés à sec. En cas du contact du (perchlo) avec la peau ou les yeux, rincer à grande eau et consulter un médecin. (Site Web, [2]). b)-Effet sur l’environnement: le perchloréthylène est dangereux pour l’environnement. Rejeté dans l’eau ou l’air, il se dégrade très lentement. Les machines de nettoyage à sec laissent échapper des vapeurs de (perchlo) dans l’air et produisent des boues chargées de PCE qui peuvent être recyclées mais partent souvent dans les égouts. Rejeté dans l’eau, le PCE perturbe le fonctionnement des stations d’épuration et est toxique pour les organismes aquatiques. (Site Web, [2]). 7. MECANISMES DE DEGRADATION DES CHLOROETHENES 7.1. Dégradations chimiques Des expériences de laboratoire ont permis de mettre en évidence la dégradation des composés organiques halogénés volatils. Dans l’atmosphère les composés organo-halogénés sont décomposés par photochimie, c’est-à-dire sous l’effet du rayonnement ultraviolet solaire. Les temps de demi-vie du tétrachlorure de carbone, du 1,1,1-trichloroéthène, du trichloréthylène et du tétrachloréthylène sont respectivement de 50 ans, 5 ans, 2 semaines et 2 jours. Dans les eaux de surface, ces composés peuvent aussi être dégradés par photochimie. Dans l’eau on observe également des mécanismes d’oxydation et d’hydrolyse. Cependant la réactivité de la plupart de ces composés avec l’eau est très faible, les réactions ne sont alors pas possibles dans les conditions naturelles de température. Dans le sol, hormis dans la partie superficielle, il n’y a pas de lumière et les teneurs en oxygène sont faibles voire nulles dans certains cas. Ce sont alors les mécanismes de biodégradation anaérobie qui sont prépondérants. (Dutheil .C, 2003). Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 40 7.2. Mécanismes de biodégradation a)-En conditions aérobies : dans les zones aérobies d’un aquifère ou d’un sol permettant le transfert d’oxygène, certains composés organiques halogénés volatils (OHV), peuvent être oxydés en CO2, en eau et en chlorures selon deux métabolismes distincts: l’oxydation directe et l’oxydation par cométabolismes. Pour l’oxydation directe, parmi les haloéthènes, seul le chlorure de vinyle est connu pour être utilisé en tant que source de carbone par les microorganismes. Le processus d’oxydation par cométabolismes aérobie est quant à lui totalement inefficace pour les solvants chlorés les plus substitués, à savoir le tétrachloréthylène et le tétrachloréthane. b)-En condition anaérobies : les processus de dégradation en milieu anaérobie sont impliqués dans les mécanismes d’atténuation naturelle, mécanismes parmi lesquels la déshalogénation réductrice est le principal. La déshalogénation réductrice va désigner tous les processus biologiques de dégradation qui vont permettre la dégradation du composé halogéné par réduction. Il est indiscutable qu’il s’agit du procédé de biodégradation le plus impliqué dans l’atténuation naturelle ou dans une atténuation naturelle activée et il est le seul à permettre la dégradation des solvants chlorés les plus substitués, Perchloréthylène (PCE) et Tétrachlorométhane (TeCM). Différents exemples peuvent être donnés, mais l’exemple ’’type’’ de cette réactionest bien la dégradation anaérobie des deux solvants les plus usuels et les plus courants dans les cas de pollution, les PCE et TCE et dont le schéma est illustré à la figure.2.2. Le fait de savoir si cette dégradation était totale ou non a été longtemps discuté. En général, cette déshalogénation réductrice est de type séquentiel (Fig.2.2), mais elle peut être interrompue ou modifiée par d’autres conditions environnementales. Il semble possible que les trois isomères de DCE puissent être produits, mais globalement c’est toujours le cis-1,2-DCE qui est le métabolite majoritaire. De tous les chloroéthènes, le PCE est le plus sensible à la déchloration réductrice car il est le plus oxydé. Inversement, le même phénomène est beaucoup moins efficace pour la réduction de cis-1,2-DCE et du CV. Le cis-1,2-DCE est même parfois considéré comme un goulot d’étranglement (’’bottle neck’’). Il n’est donc pas rare d’observer une accumulation problématique de ces deux intermédiaires métaboliques. Des études ont montré que la réduction pouvait être opérée dans Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 41 toutes les conditions anaérobies, il n’en demeure pas moins que c’est dans des conditions méthanogéniques et sulfato-réductrices que la réduction est la plus complète et la plus rapide, voire totale. (Dutheil .C, 2003). Fig.2.2 : Schéma de la biodégradation anaérobie des chloroéthènes. (Dutheil .C, 2003). 8. MIGRATION DES POLLUANTS ORGANIQUES DANS LES SOLS La fabrication, le transport, l’utilisation, la dispersion ou les fuites accidentelles de produits organiques ont pour conséquence le relargage de quantités significatives de composés organiques dans les sols. Ils subissent alors une migration sous l’action des forces de gravité et de capillarité. Les liquides organiques migrent jusqu’à ce qu’ils rencontrent une formation faiblement perméable ou jusqu’à ce que les liquides se soient totalement distribués à la saturation résiduelle, captés par les forces capillaires. Cette Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 42 fraction du liquide organique retenue sous forme de gouttelettes de Phase Liquide Non Aqueuse (PLNA) dispersées au sein des pores peut occuper de 3 à 5 L.m-3 de sol dans les milieux perméables et 30 à 50 L.m-3 dans un milieu imperméable. Ces gouttelettes peuvent se solubiliser en partie, sous l’effet de l’humidité du sol ou du passage de l’eau (par percolation ou à cause du battement des eaux souterraines). La concentration de la phase aqueuse du sol en polluants organiques dépend notamment de la solubilité propre des polluants organiques. Certains polluants dissous peuvent interagir avec les fractions solides rencontrées dans le sol, il s’agit de l’adsorption. Dans certains cas, en zone non saturée l’hétérogénéité du milieu peut engendrer la formation de poches de phase liquide organique emprisonnée, qui modifient alors considérablement les écoulements dans le sol. Enfin le sol contient une atmosphère gazeuse dans laquelle peuvent se retrouver les polluants organiques en fonction de leur volatilité. Dans la zone non saturée, une pollution organique se partage donc entre quatre phases :  la phase liquide non aqueuse (PLNA) sous forme de gouttelettes, de films ou de poches,  la phase liquide aqueuse (composés organiques dissous),  la phase solide, c’est-à-dire adsorbée sur les particules de sol,  la phase gazeuse (air et vapeurs organiques). (Dutheil .C, 2003). La figure 2.3, présente les différentes phases dans la zone non saturée. Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 43 Une fois dans les sols, les polluants organiques peuvent subir une biodégradation partielle ou totale selon les composés. La prévision de la propagation et du comportement de ces composés dans les sols est très complexe parce que les mécanismes de transfert sont nombreux et simultanés, qu’ils interagissent entre eux et qu’ils peuvent avoir une influence sur les propriétés du sol lui même. (Dutheil .C, 2003). Fig.2.3: Différentes phases d’une pollution organique dans la zone insaturée d’un sol contaminé d’après Pedersen (1991). (Dutheil .C, 2003). Chapitre. 2 Les Déchets Industriels 44 INDUSTRIE DES PRESSINGS ET CONTEXTE REGLEMENTAIRE INDUSTRIE DES PRESSINGS ET CONTEXTE REGLEMENTAIRE 1. INTRODUCTION La production de déchets varie d’un pays à l’autre, selon l’importance des divers secteurs d’activité et en fonction de la politique de gestion développée au niveau national. Les orientations réglementaires de ces pays visent à réduire ou à éliminer la menace posée par les substances toxiques (comme le PCE). Ils soulignent la nécessité d’appliquer les principes de la prévention de la pollution et de répondre aux pressions croissantes du public. Ce chapitre présente, quelques exemples de ces politiques y compris la politique de gestion des déchets toxiques en Algérie. 2. ORIGINE DE DECHETS TOXIQUES DANS L’ACTIVITE DE NETTOYAGE Le nettoyage des vêtements se fait avec des machines en circuit fermé conformément à la norme NFG 45-011. Lors de la dernière phase de séchage, l’aire chargée en solvant n’est plus évoluée vers l’extérieure mais il est récupéré en traversant du charbon actif. Malgré les bonnes conditions de recyclage et le système de séchage performant des résidus de distillation, une proportion non négligeable de perchloroéthylène reste dans ces résidus contenant les peluches et salissures des vêtements; c’est ce que l’on appelle les boues. 3. GESTION DES DECHETS DU (PCE) AUX ETATS-UNIS (USA) Les Etats-Unis sont bien avancés dans l’utilisation commerciale du nettoyage au mouillé et celle des hydrocarbures mêmes si le perchloroéthylène Chapitre. 3 Industrie des Pressings et Contexte Règlementaire 45 (PCE) reste le premier solvant utilisé dans le nettoyage à sec. En 1991, l’USA produit plus de 0,246 mégatonnes de déchets de PCE par an. Cette quantité est diminuée à 0,153 mégatonnes/an pendant l’année 1997. En 1998, environ 15% des pressings commerciaux américains utilisaient des solvants à base d’hydrocarbures traditionnels et les installations utilisant le nettoyage « au mouillé » le faisaient, la plupart du temps, en combinaison avec d’autres méthodes de nettoyage. (Site Web, [5]). 3.1. Réglementations et pratiques Les propriétaires des installations de nettoyage de vêtements, utilisant le PCE ou des hydrocarbures, sont suomis à de nombreuses exigences réglementaires :  Clean Air Act (CAA),  Clean Water Act (CWA),  Resource Conservation and Recovery Act (RCRA),  Comprehensive Environmental Response Compensation and Liability Act (CERLA),  Occupational Safety and Health Act (OSHA),  Care Labelling Rule (CLR) ((imposant un étiquetage des vêtements pour informer le client sur la méthode de nettoyage utilisée)), Les utilisateurs de la technologie « au mouillé» n’ont besoin que de se conformer au CWA et au Care Labelling Rule. Certains Etats américains ont pris des mesures locales : *le 6 décembre 2002 le South Coast Air Quality Management Descript de la Californie du sud a adopté un règlement pour interdire l’utilisation du PCE d’ici 2020. Les installations existantes sont autorisées à utiliser des machines fonctionnant au PCE indéfiniment si elles s’équipent de matériel de contrôle des émissions secondaires. Ce règlement exige que toutes les nouvelles installations utilisent des procédés alternatifs au PCE, et que tous les établissements de nettoyage professionnels achètent seulement du matériel non-perc. *au Massachussets, un projet de loi a été récemment proposé pour réduire les impacts sanitaires de 10 substances chimiques toxiques dont le PCE et pour utiliser des produits de substitution plus sains. (INERIS, 2005). Chapitre.3 Industrie des Pressings et Contexte Règlementaire 46 *au Colorado, le département de la santé publique et de l’environnement recommande d’utiliser le plus possible le nettoyage« au mouillé ». (Site Web, [5]). *en mars 2003, le département de protection de l’environnement du Connecticut a proposé de réviser les valeurs guides dans l’aire de l’Etat. Il propose, en particulier, une concentration dans l’air intérieur de 5µg/m3 pour le PCE chez les riverains potentiellement impactés par des installations. *des agences fédérales de protection de l’environnement, comme celle de l’Ohio ou du Missouri,éditent des guides à l’attention des propriétaires de nettoyage à sec pour rappeler la réglementation et proposer des mesures de contrôle des pollutions. (Site Web, [6]). 3.2. Directives touchant le PCE . Rejet sous forme des résidus solides : le PCE fait partie de la liste des composés dangereux touchés par la (RCRA) des USA. Cette loi exige que quiconque génère, transporte, traite, stocke ou élimine ces substances, doit avertir l’Environment Protection Agency (EPA) dans les 90 jours qui suivent. Le PCE fait partie aussi d’une liste de produits chimiques persistants, bioaccumulables et toxiques, établies afin de promouvoir la réduction volontaire des déchets dans le cadre de la (RCRA). . Rejet dans l’eau: le PCE est mentionnés comme produit toxique dans la (CWA). Il existe des recommandations de critères nationaux pour la qualité de l’eau distinée à la consommation et de l’eau comme habitat des organismes aquatiques. . Contrôle des substances toxiques : la CERLA exige qu’on informe le National Response Centre des rejets de PCE. La « Toxique Substances Control Act » exige, des fabricants et des importateurs, la soumission d’une évaluation préliminaire comprenant des informations sur la production générale, l’utilisation et l’exposition; ainsi que des études d’impact du PCE sur la santé et l’environnement.(Site Web, [7]). . Transports des matières dangereuses : la Hazardous Matérials Transportation Act, classe le PCE parmi les matières dangereuses, ce solvant chloré est donc soumis à des règlements spéciaux d’identification et d’emballages. Chapitre. 3 Industrie des Pressings et Contexte Règlementaire 47 3.3. Perspectives Les Etats-Unis sont tournés vers des produits Greenearth à base de silicone. Cette technique est totalement écologique mais représente un coût d’achat plus important et les produits à utiliser sont uniquement proposés par Greenearth. (Site Web, [7]). 4. GESTION DES DECHETS DES PRESSINGS AU CANADA 4.1. Utilisation du PCE au Canada Le perchloréthylène, appelé souvent Perc ou PCE, n’est plus produit au Canada et ce depuis 1992, mais il est sans cesse importé pour être utilisé dans l’industrie canadienne. Les rejets du PCE dans l’environnement viennent principalement de l’industrie de nettoyage à sec qui est la plus importante utilisatrice de ce solvant. Au Canada, prés de 3484 établissements de nettoyage à sec emploient ensemble quelques 5500 tonnes du PCE, représentant ainsi environ la moitié du Perc importé. En 1994 les deux industries, de nettoyage à sec et de dégraissage par solvants, utilisaient à peu prés 62% du Perc au Canada, les 38% restants étaient utilisées en général par les industries chimiques et pétrolières. La figure.3.1, montre les mouvements principaux dans le commerce du Perc au Canada. En effet, les 11600 tonnes du PCE importées au Canada en 1994, venaient des Etats-Unis ou de Royaume-Uni, parmi 3484 installations de nettoyage à sec, il y a 164 qui utilisent des solvants hydrocarbonés et 16 qui utilisent CFC et 1,1,1-tricloréthane. En plus de ces établissements il y a quelques 1782 magasins de dépôt et de ramassage. (Environnement Canada, 1996). 4.2. Cadre réglementaire La loi canadienne sur la protection de l’environnement [LCPE 1999], vise à prévenir la pollution et à protéger l’environnement et la santé humaine afin de contribuer ou développement durable. La LCPE donne au gouvernement canadien des outils pour protéger l’environnement et la santé humaine. Il établit, entre autre, des échéanciers serrés pour la gestion des substances jugées toxiques, bioaccumulables et persistantes. Cette loi considère le PCE comme une substance chimique Chapitre. 3 Industrie des Pressings et Contexte Règlementaire 48 persistante, bioaccumulative et toxique pour l’environnement. (Gouvernement du Canada, 1999). Le PCE a donc été ajouté à la liste des substances toxiques de la LCPE (1999) le 29 mars 2000. Le règlement final sur le Perc utilisé pour le nettoyage à sec [DORS/2003-79], a été enregistré le 27 février 2003, il a pour but de réduire les rejets du PCE. Il sera possible d’obtenir ces réductions en exigeant l’emploi de machines plus récentes et efficientes, en limitants les diversement du PCE et en gérant la collecte et l’élimination des résidus et des eaux résiduaires. Dans le règlement, les dispositions relatives à la soumission de rapport, s’appliquent aux importateurs, aux recycleurs et aux vendeurs du Perc, ainsi qu’aux entreprises de nettoyage à sec. (Site Web, [9]). Fig.3.1 : Importation et utilisation de PCE en 1994 au Canada. (Environnement Canada, 1996) 4.3. Instruments économique L’analyse économique indique que la baise projetée de