La torche à Plasma, ce n’est que de l’incinération différée La torche à Plasma, ce n’est que de l’incinération différée ! Présenté par l’Association Pour la Protection de l’Environnement du Lunellois, (APPEL) (concepteur : Maurice SARAZIN, vice-président) APPEL 2006

Pour le traitement par gazéification des déchets, la torche à plasma est inadaptée. APPEL 2006

Principe de la combustion des déchets solides. La combustion d’un déchet solide, par oxydation classique avec l’air atmosphérique, suit les grandes phases suivantes : Séchage éventuel du déchet. Cette phase, pour un déchet hygroscopique ou spongieux, tel biomasse, boues ou déchet de bois, s’opère par le réchauffage du déchet, par apport extérieur de chaleur. Tant que les dernières molécules d’eau ne sont pas complètement évaporées, la température du déchet ne dépassera pas 100°C à la pression atmosphérique normale de 1013 millibar. Il convient de fournir 540 Kcal par kilo d’eau évaporée, sans que la température ne puisse dépasser ces 100°C. (540 fois plus que l’énergie calorifique nécessaire pour augmenter la température de l’eau liquide d’un seul °C. C’est la chaleur latente de vaporisation de l’eau). Généralement, la chaleur nécessaire au séchage est prélevée sur l’énergie thermique dégagée par la phase 3 ci-après (quand il s’agit, bien sûr, d’un procédé continu de combustion). Vous noterez qu’il aura fallu initialement démarrer la combustion par des moyens classiques comme il est bien connu. Montée en température du déchet séché, jusqu’aux températures de gazéification de ses constituants élémentaires. Ces températures peuvent s’échelonner entre 150 et 850 °C. Inflammation du gaz, par apport d’oxygène (air atmosphérique généralement) et présence de flamme ou d’un catalyseur) Réduction en cendres de la fraction non gazéifiable du déchet. Fusion des cendres, si la température à laquelle on les porte dépasse le point de fusion de celles-ci. APPEL 2006

Schéma simplifié de la combustion : Représentation des phases successives : 2 : montée en Température et gazéification 4-5 Fusion des cendres1100 à 1800°C 3 : Inflammation gaz 1 : Séchage Gaz De Synthèse Chaleur de séchage 4 cendres sèches 850 à 1100°C 150 à 850 °C 5 Cendres fondues 100°C APPEL 2006

Schéma simplifié Torche à plasma : Représentation des phases successives : Phase : 4-5 Cendres fondues 2 : montée en Température et gazéification Phase 3 supprimée 1 : Séchage Utilisation Différée du Gaz de synthèse 1100 à 1800°C Gaz De Synthèse Chaleur de séchage 850 à 1100°C (dans la flamme) 150 à 850 °C Cendres fondues 100°C APPEL 2006

Sur l’absence fondamentale de diminution des risques avec la TAP Dans un incinérateur de déchets ménagers, les scientifiques nous affirment que la température de 850 à 1100°C qui règne au sein de la masse de gaz en ignition, garantit la destruction de tous les polluants gazeux (à ce niveau là). Or, dans ces incinérateurs classiques, on est obligé de traiter les fumées pour enlever les dioxines qui se reforment durant le refroidissement dans les chaudières de récupération. Les températures des gaz issus d’une torche à plasma ne sont pas notablement plus élevées que dans un incinérateur classique. Ceci implique que les fumées issues de la TAP doivent être traitées comme dans un incinérateur classique. Pour exemple, la TAP de l’usine de CENON (Gironde France), qui vitrifie à haute température (1600°C ?) les REFIOM de l’usine d’incinération locale, a son échappement de fumées qui rejoint le traitement classique des fumées des fours d’incinération ! Donc, les fumées issues de la combustion ultérieure du gaz de synthèse généré par la TAP, que ledit gaz de synthèse soit brûlé dans une chaudière classique ou dans un moteur thermique ou une turbine à gaz, devront être traitées comme celles d’un four classique d’incinération. APPEL 2006

Les effets de la température sur la décomposition des molécules complexes Au dessus de 850°C la majorité des molécules complexes est décomposée. Mais cette décomposition s’arrête au niveau des molécules simples ou des éléments premiers, sans aucune disparition de matière. Notamment les métaux lourds toxiques, même vaporisés, restent toxiques et se solidifieront en refroidissant ! Donc l’argument de la très haute température du plasma est à rejeter, car même si ce plasma était aussi chaud que le prétendent les industriels, il faut tenir compte des transferts thermiques de chaleur et des enthalpies de vaporisation et de fusion. Ce n’est pas parce que le plasma serait à 1600°C que les déchets chauffés seront portés à cette température dans leur masse. Ainsi, on sait qu’avec une flamme de chaudière à 850°C on fait facilement de la vapeur à 450°C. Plus on veut que le produit chauffé soit proche de la température du flux chauffant, plus les surfaces d’échanges doivent être grandes (loi logarithmique) ! Ce sont les limites techniques des matériaux (réfractaires notamment 1800°C maxi) et les coûts correspondants qui sont limitants. APPEL 2006

Principe de Lavoisier : Il y a environ deux siècles, Monsieur de Lavoisier a énoncé le principe de la conservation de la masse dans les réactions chimiques, en substance : « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme ». (Masse entrante = Masse sortante) Ce principe s’applique rigoureusement au fonctionnement de la TAP. La masse des produits entrants sera égale à la masse des produits sortants (qu’ils soient solides, liquides ou gazeux). Seules les réactions nucléaires sont capables de transformer partiellement la masse en énergie, en application de la célèbre formule d’ Albert Einstein : « E=mC2 » : l’énergie est égale au produit de la masse (disparue) par le carré de la vitesse de la lumière. Dans la torche à plasma, comme dans l’incinération classique, on ne récupère que l’énergie calorifique des réactions chimiques et du plasma, déduction faite des enthalpies de fusion et de vaporisation des constituants. APPEL 2006

Torche à plasma, principe APPEL 2006

Conclusions sur la TAP : La TAP ne réduit pas la pollution potentielle des déchets mais ne fait que la différer. Le seule mérite de la TAP est de produire en premier un gaz de synthèse en quantité sensiblement 4 fois plus faible que les fumées d’un incinérateur classique. Par contre, au moment où le gaz de synthèse sera utilisé, la quantité de fumées sera sensiblement identique à celle de l’incinération classique avec génération de certains polluants par reconstitution de molécules complexes, comme les dioxines. Quant au bilan énergétique, on va dilapider de l’énergie électrique noble inutilement, car s’il ne s’agissait que de gazéification, la gazéification classique aurait un bilan global équivalent pour des difficultés d’exploitation inférieures et un moindre coût d’investissement. Sans que ce soit, bien entendu, une excuse pour dilapider de la biomasse. Celle-ci peut être valorisée par compostage ou méthanisation, sans pollution de l’environnement. APPEL 2006