Sciences et Médecine
Contribution à la mise en place du modèle de la fraction
combustible des déchets ménagers de la ville de
Ouagadougou
NZIHOU u» (a), ROGAUMETh#, a.G. 5EGDA*, KOULIDIATI J.*, BOUDA M.*
'SNFUZS:
>." li
t5 i m
b9 R
**$ it*9i Π']fS fiS99tt
RÉSUMÉ
Les grandes villes africaines et les capitales africaines en particulier, ont dans la plupart des cas,connu une croissance rapide de leur
population durant les quatre dernières décennies. Cette croissance, souvent exponentielle pose aux autorités publiques et aux déci-
deurs, de grands défis dans la gestion des villes notamment dans le domaine de l'assainissement, de la collecte et du traitement des
ordures ménagères.C'estainsique Ouagadougou capitaledu Burkina Faso est en coursde construction de sa politique de gestion des
ordures ménagères.
Lamise en place d'un système de traitement des ordures ménagères efficaceexige une bonne connaissance des caractéristiques de
ces déchets afin d'adopter les voies et les traitements les plus appropriés. Cependant la grande hétérogénéité des déchets ménagers
en rend trèscomplexe la composition. Aussile recours à des méthodes statistiques,en l'occurrence la caractérisation est-elleindispen-
sable.
Laprésente étude, basée sur une caractérisation des déchets ménagers de la ville de Ouagadougou en saison sèche a montré que la
fraction combustible des déchets de la ville de Ouagadougou est essentiellement constituée du bois (53%), du carton et papiers (25%)
et des plastiques (22%).
Cette connaissancedes proportions des constituants essentielspermet d'avoirune idée d'ensemble sur les propriétés du déchet de la
ville. Cela permet en premierlieu d'orienterles choix des types de traitement à appliquer au déchet. Ensuitecela permet de réduirele
coùt des études faites en laboratoire sur des échantillons, au lieu des déchets réels. Enfin cela permet de maitriser la reproductibilité
des expériences de laboratoire:connaissant les proportions du déchet de la ville, on peut en étudier le comportement en utilisant un
déchet reconstituéà partirdes constituants essentielset ayant pratiquement les mêmes propriétés.
Mots clés: déchet, combustible,modèle, pouvoir calorifique inférieur.
SUMMARY
Large African cities and the African capitals in particulat, have in the majority of the known cases a fast growth of their population
during the fourtost decades. Theoften exponential growth oftheir population poses to the public authorities great challenges in the
management of the cities, in particularin the field of the cleansing, the collection and the treatment of the household refuse. Thus the
town ofOuagadougou is stillstammering in its management of the household refuse.
The installation of a household refuse treatment system requires a good knowledge of the characteristics of this waste in order to
aâopt the most suitable ways and treatments. Howeverthe great heterogeneity of dom estic waste makes its composition very com-
plex.50 the recourse to statisticaltnethods, such as the characterizationis essential.
Thepresentstudy, basedon a characterizationofdomestic waste of the town ofOuagadougou made in dry season bas shown that the
combustible fraction of Ouagadougou primarilyconsistof wood (53%), the paperboard and papers (25%) and the plastics(22%).
This knowledge of the essentialproportions of the components makes it possible to have an overallidea on the propertiesof the waste
of the city. This makes it possible firstly to direct the choices of the types of treatment to be applied to waste. Then it enobles one to
reducecost of the studies made in laboratoryon samples, instead of real waste. Finally it help secure the reproducibility laboratory
experiments: knowing the proportions of the waste of the city, one cari study the behaviour of it by using a waste reconstituted from
the essential components and having almost the same properties.
Kev words: waste, fuel, model, lower calotiticvalue.
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1.INTRODUCTION
générant un véritable problème de santé publique.
La population de la ville de Ouagadougou est passée de
Face à cesqrandes quantités de déchets,il faut un système
600 000 habitants en 1985 à 1 000000 en 1995 (PROUST,
de gestion efficace. Un système de gestion des déchets
2001 ).Cette croissance s'est un peu ralentie dans la dernière
repose sur la collecte, le tri, le transport et le traitement. Le
décennie puisque la population de Ouagadougou était
estimée à 1 200000 en 2005. Pendant ces deux décennies,
(*) Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement, Université de
les infrastructures de collecte et de gestion des ordures
Ouagadougou, 03 BP 7021, Ouagadougou 03, Burkina Faso.
(#) Loboratoire de Combustion et de Détonique Université de Poitiers,
ménagères n'ont pas connu d'évolutions très significatives
UPR9028, Téléport 2 - 1Avenue Clément ADER,B P 40 109 -86961 FUTUROSCOPE
(PROUST, 2001 ; TEZANOU, 2004). On assiste donc à
Cedex France.
l'accumulation des ordures ménagères dans la ville et à
(a)
Auteur
correspondant:
NZIHOU
Jean
Fidèle,
09
BP
1197,
Ouagadougou09Burkina Faso.
la prolifération des décharges publiques non contrôlées
E-mail: jean_fidele@hotmail.com
78
Rev. CAMES - Série À,Vol. 06,2008
Sciences
. •
-,
et Médecine
-
-
< . - . {
' \\
présent travail vise à décrire les caractéristiques de choix des
La connaissance du pouvoir calorifique des déchets à
méthodes de traitement. Parmi les différentes techniques de
brûler est aussi importante dans un projet d'incinération,
traitement des déchets (stockage, compostage, incinération,
car ce dernier permet de juger de l'opportunité de brûler
pyrolyse, méthanlsation ... ) l'incinération se révèle une des
ou non
les déchets considérés dans des conditions
plus pertinente et performante et apparaît le plus souvent
économiquement viables.
comme incontournable.En,effet,outre le fait qu'elle permette
une forte réduction du volume des déchets.jusque 70 % de
C'est dans ce contexte que vient s'inscrire cette étude
leur masseet 90% du volume, elle permet la destruction des
qui .se propose à partir de la caractérisation des ordures
germes pathogènes et dangereux (MAES,1992; PANTALONI
de la ville de Ouagadougou, de construire un modèle de la
et TADRIST, 1996). Toutefois, de part ces caractéristiques,
fraction combustible du déchet ménager de cette ville.
j'incinération ne s'applique qu'à des déchets respectant
certaines propriétés, telles que:
. En commençant par la caractérisation faite par PROUST
- Taux d'humidité < 50%;
.(2001). nous ferons ressortir les caractéristiques essentielles
. - Taux d'inertes < 60 %;
du déchet ménager de la ville de Ouagadougou. Ensuite
- Taux de fraction combustible> 25% ;
nous donnerons une formule simplifiée de ce modèle de
- Pouvoir Calorifique Inférieur suffisamment élevé.
déchet. Enfin une proposition de calcul du PCI est faite.
Ceci est illustré
par le triangle d'incinérabilité ci-
dessous:
Il. RÉSULTATS
2.1. Etude de la caractérisation des déchets ménagers
de Ouagadougou
-.-"1
L __
EUROPE
Dans le cas de la ville de Ouagadougou, nous avons peu
d'études de caractérisation disponibles. Nous allons nous
j/i\\O-i
_ _ _
KO 70
\\
: : : E DE
servir des résultats.de la caractérisation en saison sèche faite
/
60
s
COMBUSTION
par PROUST (2001) et en saison humide faite par TEZANOU
~
(2003).
De la première étude il ressort que la composition des
déchets ménagers de Ouagadougou en saison sèche est la
suivante, tableau 1:
Tableau 1: pourcentages en masse par rapport à la masse
totale
Figure 1 : triangle d'incinérabilité des déchets
Ville de
M0trnne Fra'Efaise
Composantes .
Oua~adougou
( OGAUM
T.,
Ainsi, une bonne connaissance des caractéristiques des
(PROU TM., 2001)
2001)
déchets à incinérer est indispensable.
Fermentescibles
39.50
28.8
Papiers
8.56
2.3
De par leur hétérogénéité, et leur composition très
Textiles
5.82
5.7
variable, la composition des déchets est très complexe
Plastiques
9.56
11.1
et délicate à appréhender. Sa connaissance est pourtant
Métaux
4.18'
4.1
une condition indispensable, même si les travaux d'ANDZI
Verre
2.73
13.1
BARHE (2004) ont montré que des faibles variations de la
Spéciaux
1.59
0.5
Composites N.C.
4.54
3.2
composition des ordures ménagères n'ont pas d'incidence
Incombustibles N.C.
18.49
6.8
notable sur les caractéristiques de la combustion et sur les
Composites
4.02
1.4
polluants gazeux générés.
Total
100
100
La caractérisation des déchets, qui vise à identifier les
L'examen de ce tableau montre que les constituants
principales composantes, leurs quantités et les propriétés
les plus importants au sein des déchets ménagers de
essentielles des déchets, est basée sur l'emploi de méthodes
Ouagadougou sont: les fermentescibles, les incombustibles
statistiques. De ces méthodes, il ressort fréquemment que si
non classés, les plastiques, les papiers et les textiles. Les
les déchets sont fortement hétérogènes, il sont constitués
autres constituants ne dépassent pas 5% de la masse totale.
de composants majeurs, de type cellulosiques et plastiques,
dont les proportions sont les plus importantes.Cescomposés
Les normes environnementales de plus en plus strictes
majeurs et prédominants contrôlent alors les propriétés des
imposent un contrôle approfondi des rejets atmosphériques
déchets. A partir des résultats de cette caractérisation, il est
polluants. Une unité d'incinération des ordures ménagères
possible de mettre en place un déchet modèle permettant
doit donc autant que faire se peut, réduire au strict minimum
la réalisation d'études à l'échelle du laboratoire, notamment
ses rejets polluants. De ce fait elle doit:
des tests de combustion.
', éviter de brûler les métaux qui se retrouveraient dans les
cendres volantes,
Rev. CAMES- Série A, Vol. 06,2008
79
: éviter de brûler les produits dont la combustion produit
nettoyage des habitations (cailloux, sable, etc.).lIs ne sont
des fluides volatils très toxiques (composés de souffre et
pas pris en compte ici car de part leur nature incombustible,
de chlore par exemple). Leur élimination des gaz est trop
ils ne participent pas aux réactions chimiques qui ont lieu
coûteuse et les effets dévastateurs (pluies acides).
'pendant l'incinération des déchets. Ce sont des débris
• optimiser ses paramètres de combustion, tels que le
inertes que l'on doit soit valoriser dans la construction, soit
temps de séjour, les débits d'air primaire et secondaire.
enfuir directement dans les décharges prévues à cet effet.
L'optimisation de ces paramètres
exige une bonne
- les métaux et le verre ne sont pas pris en compte car ce
connaissance des propriétés physiques et chimiques du
sont des inertes.
déchet à brûler,
A partir de ces hypothèses, la répartition massique
• opérer dans des conditions économiquement viables.
suivante est obtenue:
Ces exigences nous amènent donc à concevoir un déchet
Tableau Il: assimilation des composantes pour modèle
modèle dans lequel:
Assimilation au...
}>
on ne brûlera pas les métaux: ils devraient êtres triés
Composantes
Bois
Carton
Plastique
en amont,
Fermentescibles
.}> on ne brûlera que les combustibles car la présence des
39.50 .
incombustibles (par exemple des gravats) diminuerait
Pa iers
8.56
Textiles
5.82
inutilement le rendement de combustion, et donc la
Plastiques
9.56
rentabilité économique de l'unité d'incinération,
Métaux
}> on simulera la combustion des déchets en laboratoire, sur
Verre
des échantillons représentatifs.
S éciaux
1.59
Corn osites N.C.
2.27
2.27
Incombustibles N.C.
Le modèle que nous proposons ici se limitera donc
Corn osites
2.01
2.01
à la' fraction combustible du déchet ménager de la ville
Total
39.5
18.86
15.43
de Ouagadougou. Différentes
analyses chimiques
et
physiques ont montré que les composés complexes comme
Nous nous intéressons maintenant
au rapport de la
les fermentescibles et les papiers ont des propriétés très
masse de chaque constituant combustible sur la masse
proches des éléments moins complexes tels que le bois et le
totale combustible. Cela nous donne les proportions par
carton (ROBERT,1985;DUMONT et.GELUS, BEAUMONT).
rapport à la fraction combustible consignées dans le tableau
IIIci-dessous:
Pour la modélisation de la fraction combustible du
déchet ménager de la ville de Ouagadougou, les hypothèses
Tableau /II : proportions des composants du déchet
suivantes ont été réalisées:
modèle
- Les fermentescibles sont constitués de déchets de jardin,
Bois
Carton
P.E.T.
Polyamide
Total
la composante dominante est le bois. On assimile donc les
6-6
Fermentesciblesau Boiscarchimiquementleurconstitution
Masse
39.5
18.86
14.02
1.41
73.79
· est très proche de ce denier.
Proportion
53.53
25.56
18.999
1.91
99.999
- Les papiers et les cartons sont fabriqués à partir des fibres
.Pourcentaqe ·53.5%-
25.5%
19%
2% .
100.0%
végétales. Le carton est obtenu par agglomération des
papiers (T.ROGALlME,200l) et sa constitution est similaire
Par comparaison, le déchet modélisant les ordures
à celle des papiers. On assimile donc les papiers au carton.
ménagères françaises utilisé par Thomas ROGAUME (2001)
- Les caractérisations des déchets ménagers en France
est le suivant:
b montrent que les plastiques se répartissent en deux
- Bois :41%
principales variantes. Le polyéthylène téréphtalate et
- Carton: 37%
le 'polyamide 6-6. Ces caractérisations montrent que
- P.E.T.: 19%
le plastique est considéré comme formé à 91% de
- Polyamide 6-6 : 3%
polyéthylène téréphtalate (P.E.T) et à 9% de polyamide 6-6
(PA).
Modèle dechet mènager deOuagadougou
- Les Textiles et Textiles Sanitaires sont assimilés au Carton.
- Les Spéciaux sont constitués de films plastiques et leurs
polymères, on les assimile au Plastique.
- Les Combustibles non classés. On les assimilera pour moitié
c:J 53%
au Bois et pour moitié au Plastique.
- Les Composites sont constitués de mélanges de carton et
de films plastiques.C'est par exemple le casdes emballages
alimentaires en carton renforcées d'une couche interne en
plastique. Ils sont assimilés pour moitié au Carton et pour
I:lIBois
l'llCarton
OPET
OPA
l'autre moitié au Plastique.
Figure 2: Proportions massiques dans le déchet ménager
- Les incombustibles sont constitués des gravats,de débris de
de Ouagadougou
80
Rev. CAMES - Série A, Vol. 06,2008
Sciences et Médecine
2.2. Reconstitution du déchet modèle
Tableau V : Composition élémentaire moyenne du bois en
Pour l'exploitation des résultats obtenus, nous avons
fonction de sa nature
constitué un échantillon de déchet modèle à partir de ses
. Bois tendres
Bois durs
constituants. Pour le bois, nous avons utilisé du copeau
Composants
Cèdre
Sapin
Hêtre
Chêne blanc
trouvé chez les menuisiers de la place. Le carton est constitué
Carbone (C)
48.8
52.3
51.64
50.44
de carton d'emballage non imprimé et sans colle. Il est
Hydrogène (H)
6.37
6.3
6.26
6.59
découpé en petits rectangles de 2cm x 2cm environ. Pour le
Soufre (S)
--
--
--
--
plastique, nous avons utilisé des bouteilles d'eau minérale
Oxygène (0)
44.46
40.5
41.45
42.73
en PET, débarrassées de leurs bouchons, parties imprimées
ou ayant de la colle.
~ote(N)
--
0.1
--
--
Cendres
0.37
0.8
0.65
0.24
1
Nous avons ainsi utilisé un mélange en proportions
massiques de 54% de Bois, 24% de Carton, 22% de
Plastique.
On constate que les écarts de composmons sont
relativement faibles entre les différents types de bois. Mais
Les propriétés physiques et chimiques du
déchet
la composition élémentaire du bois varie selon les auteurs.
sont déterminées par la composition des ses principaux
Le tableau suivant l'illustre pour le bois de sapin.
constituants (bois, carton, plastiques). Ces derniers sont
eux-mêmes constitués d'éléments chimiques. Nous allons
Tableau VI : Composition pondérale moyenne du bois de
donc déterminer la composition chimique élémentaire de
sapin de deux auteurs
.
la fraction combustible du déchet modèie par déduction à
Nature
DUMON (1982)
BEAUMONT (1986)
partir des compositions élémentaires du bois, du carton et
Carbone
49.5
50.9
du plastique.
Hydrogène
6.0
5.76
Oxygène
43.0
42.1
2.2.7. Composition élémentaire du bois
Azote
0.5
0.2
Soufre
Selon ROBERT (1985) et DUMON (1982), le bois est
--
0.04
Cendres
1.0
1.0
essentiellement composé de trois polymères: la cellulose,
les hémicelluloses et la lignine, ainsi que des matières
Nous
retiendrons
la
composition
donnée
par
organiques, de la potasse, la silice, etc.
BEAUMONT.
- La cellulose représente 40 à 50% de la composition du bois.
C'est un polymère linéaire composé majoritairement de d-
2.2.2. Composition élémentaire du carton 6
glucose (C6H1005).
Le carton est constitué d'environ 90% de cellulose.
- L'hémicellulose complète cette composition pour 30 à
L'hémicellulose en forme 2%, la lignine près de 2% aussi.Les
50%. Ce sont des polymères branchés avec du d-xylose
6% restant sont constitués d'éléments minéraux divers: sels
(C5H1 005). et du d-manose (C6H1206).
minéraux tels que la potasse dans de très faibles proportions
- La lignine à raison de 24 à 30% parachève la composition
chacun. Cette composition varie légèrement selon les
du bois.
différents types de carton (carton assemblé par pression,
carton moulé, carton ondulé). T. ROGAUME (2001), indique
La répartition de ces différents constituants varie en
que la composition centésimale moyenne observée dans la
fonction des différents bois et surtout de leurs essences.
littérature est la suivante:
Le tableau suivant dû à BEAUMONT (1985) c
le met en
Carbone:
43,7%
évidence.
Hydrogène:
5,8%
Oxygène.
44,9%
Tableau IV : Répartition des constituants du bois selon les
Azote.
0,1%
essences, en pourcentages massiques.
Soufre:
0,2%
...... ·.Ci
:P~lyin:eres .c·
-'''.
"~.*j;<~eui.IIU~",i··· ·:;j:i~{(~Bésjne~x:.: .
-:
Cendres:
5,3%
Cellulose
40
40
Hémicellulose
34
26
2.2.3. Composition élémentaire du PET(T.ROGAUME, 200 7)
Lignine
21
27
Les plastiques se répartissent en trois familles: les
Autres substances
5
7
thermoplastiques, les thermodurcissables et les élastomères.
Lesthermoplastiques peuvent être mis en forme sous l'effet
Le bois est donc essentiellement composé de structures
de la chaleur de façon réversible. Le PET constitue la majeure
. aromatiques. Les cendres du bois sont majoritairement
partie des plastiques qu'on retrouve dans les déchets
constituées de sels minéraux. Il se distingue par son
ménagers (91 %).11 appartient à famille des thermoplastiques.
hétérogénéité et sa complexité. Il est très riche en matières
Sa composition pondérale moyenne obtenue dans la
volatiles, de l'ordre de 73 à 87%..La composition pondérale
littérature est la suivante:
du bois secchange avec l'essence, mais varie peu en fonction
Carbone.
59,7%
Azote.
0,06%
des parties de l'arbre comme présenté ci-dessous:
Hydrogène:
14,2%
Soufre...
0,04%
Cendres:
1,2%
Oxygène.
24,8%
.)
Rev. CAMES - Série A, Vol. 06,2008
81
.. Sciences et Médecine
La composition élémentaire de ces trois principaux
On trouve donc dans le mélange:
constituants des déchets ménagers est donnée ci-dessous:
Tableau VII' Analyse élémentaire des matières sèches
Dans le déchet ménager de la ville de Ouagadougou, on
trouve: 53,5% de bois, 25,5% de carton et 21 % de plastique,
Nature du
C%
H%
N%
0%
5%
Cendres %
combustible
on a donc:
Bois.
50.9
5.76
0.2
42.1
0.04
1
Carton
43.73
5.7
0.09
44.93
0.21
5.34
Tableau X : Nombre de moles d'atomes des constituants du
Plastiaue (P.E.T.)
59.7
14.2
0.06
24.8
0.04
1.2
déchet modèle
Hydro-
Le tableau VIII ci-dessous tiré destravaux de ZOU et al.
Carbone
Azote
Oxygène
Soufre
nène
(1990, 1992, présente les résultats d'analyse des différents
Bois (53,5%)
2,26929
3,08160
0,00764
1,40772
0,00067
combustibles
et
autres
caractéristiques
thermiques
Carton (25,5%)
0,92926
0,12113
0,00191
0,95476
0,00446
physiques:
Plastique (21%)
1,04475
2,96520
0,00090
0,32550
0,00026
Talai de moles
4;24330
6,16793
0,01046
2,68798
0,00539
Tableau
VIII
:
Composition
globale
des
différents
combustibles et pouvoir calorifique inférieur
D'où la formule cc brute» de la fraction combustible du
Matières
déchet ménager de Ouagadougou:
Nature du combustible
Cfixe %
PCI (kJ/kg)
volatiles %
C4,24 H6,1602,69 NO,Ol 50,005
Bois
18
81
18900
Carton
12.94
81.74
17100
Mesure du pouvoir caloritique inférieur (PCI)
Plastique (P.E.T.)
0.07
98.74
41380
La connaissance du pouvoir calorifique inférieur d'un
déchet est importante car elle détermine l'incinerabilité de
2.3.
Formule
brute
approchée
de
la
fraction
ce dernier. Nous avons donc évalué le PCI du modèle de la
combustible
du
déchet
modèle
de
la
ville
de
fraction combustible du déchet ménager de Ouagadougou.
Ouagadougou
Les différents constituants du déchet modèle que
2.3.7 Ledispositif de mesure du pC!
sont le bois, le carton et le plastique sont essentiellement
Le pouvoir calorifique inférieur est la quantité de chaleur
composés d'atomes de carbone, d'azote, d'hydrogène et
minimale que dégage la combustion complète d'une unité
d'oxygène. Nous allons établir une formule brute approchée
de massed'un combustible.Notre laboratoire est équipé d'un
de ce déchet modèle en négligeant les cendres.En effet bien
dispositif de mesure du PCI mis au point par le Laboratoire
que les cendres représentent jusqu'à 5.34% dans le carton,
de Combustion et de Détonique (L.c.D.) de "Université de
elles ne seront pas prises en compte puisqu'il s'agit d'un
Poitiers, France. Son élément principal est une chaudière
mélange demandant une analyse. Pour bien faire, il aurait
construite par la société EQUADOR, dont nous reproduisons
fallut effectuer une analyse chimique élémentaire de la
le schéma ci-dessous.
fraction combustible du déchet ménager de Ouagadougou.
Mais le LPCE n'est pas encore équipé pour de telles analyses,
la formule proposée sera donc provisoire et approximative.
Elle devra être affinée plus tard lorsque les moyens
expérimentaux mis à disposition le permettront.
Nous allons prendre les résultats de l'analyse
élémentaire de
ROGAUME T. et al. (2001, 2002). On se
résume donc au tableau suivant des principaux constituants
atomiques simples du déchet modèle:
Tableau IX : Constituants significatifs détaillés du déchet
modèle
Nature du combustible
C%
H%
N%
0%
5%
Figure 3: Dispositif de mesure du PCI
Bois
50.9
5.76
0.2
42.1
0.04
Lorsqu'on brûle un déchet, l'énergie produite arrive
sur un échangeur de chaleur situé au dessus du foyer du
Carton
43.73
5.7
0.09
44.93
0.21
dispositif (figure 3).Dans le circuit échangeur de chaleur gaz/
eau, circule en circuit fermé une quantité d'eau déterminée.
Plastique WE.T.)
159.7
14.2
0.06
24.8
0.04
La circulation de l'eau est assurée par une pompe intercalée
dans le circuit de l'eau. Cette eau peut être renouvelée par
vidange; en ouvrant les
Masse atomique
12
1
14
16
32
cc robinet 2,3 et 4» (figure 4) et le
remplissage réalisé en ouvrant le cc robinet 1 » approvisionné
82
Rev. CAMES - Série A, Vol. 06,2008
Sciences et Médecine
par le réseau public de distribution de l'eau et en fermant les
2.3.2. Résultats obtenus
cc robinet 3 et 4 », En fonctionnement normal, les cc robinets
Nous avons effectué deux mesures du PCI du déchet
1 et 3 » sont fermés et les cc robinet 2 et 4 » sont ouverts (cf.
modèle. D'autres mesures d'essai faites avec le bois avaient
figure 4).
pour but une estimation grossière. La très faible masse du
bois utilisé ne justifie pas
Robinet
FlUa~.s1~
.j
l, '
Pour chaque mesure, nous avons procédé comme suit:
Rohl1l~t l
- Mesure de la masse de l'échantillon
1
- Lancement de l'acquisition sur le PC
l"Rohimt3
- Réglage du débit d'air
If
1 ... ::
&
- Allumage du combustible et fermeture de la porte.
§
-fl
Porte
~RobillH1
- Attente de la stabilisation des températures de l'eau.
L'expérience est terminée quand la température de l'eau
\\
est proche de celle des fumées.
Nous avons obtenu:
Premier essai:
Déchet
C~Il<1HS
Pompe
PCl1 A = 19,621.106 J.kg-1
Figure 4: Circuit échangeur de chaleur du dispositif de
mesure du PCI
PCl1 B = 19,237.106 J.kg-l
La combustion d'une masse md du déchet produit une
Le premier indice se rapporte à l'essai. Le deuxième se
énergie Q qui se répartie entre:
rapporte aux thermocouples A et B mesurant la température
- L'eau
circulant
dans
l'échangeur
qui
emmagasine
de l'eau en deux points diamétralement opposés du circuit
l'énergie Q1.
de l'eau.
- Lesfumées qui emportent l'énergie Q2.
- La porte qui évacue une énergie Q3 vers le milieu
Deuxième essai:
extérieur.
PCI2A = 11,166.106 J.kg-1
- Lescendres qui accumulent une énergie Q4.
PCI2B = 11,113.106 J.kg-1
Le bilan d'énergie du dispositif est donc: Q = Q1 + Q2 +
Le PCI moyen que nous avons trouvé pour le déchet
Q3 +Q4.
modèle de la ville de Ouagadougou est donc:
D'après ZHOU 11 .pour des températures de combustion
PCI déchet = 15 284 ± 4 337 kJ.kg-1
dans le foyer de l'ordre de 700°C à 900°C,les fumées peuvent
Avec,dans tous les cas: X = Xmoyen ± L'lX avec L'lX =max
encore atteindre les températures supérieures à 200°(; on
[xrnoyen -x: 1 i= 1,2.
définit ainsi la quantité de chaleur Q2 correspondant à la
Nous n'avons pas pris en compte le deuxième terme
chaleur sensible des fumées:
de notre formule de calcul du PCI, ceci par manque de
c;
débitmètre au moment de nos expériences. Le PCI proposé
Q2 = fCs (t)V (t)T (t)d
n'est donc qu'une estimation.
F
o
La construction de la chaudière est telle que Q3 et Q4
LesPCI du bois, du carton et du plastique respectivement
sont très négligeables devant Q1.
que nous avons trouvé dans la littérature sont de l'ordre de
Connaissant la température de l'eau après la combustion
18900, 17 100 et 41 380 KJ.kg-1. La comparaison de ces
du déchet, on détermine son PCI:
chiffres avec le PCI du déchet modèle estimé montre que
ce dernier est dans tous les cas plus petit. Cela s'explique
par le fait que notre estimation n'a pas pris en compte le
deuxième terme de la formule de calcul du PCI. En effet ce
deuxième terme représente les pertes de chaleur dues aux
me: masse de l'eau dans le circuit.
fumées, car la température d'évacuation des fumées est non
Cpe : pouvoir calorifique de l'eau à pression constante.
négligeable.
Tef: température finale de l'eau.
Tei:température initiale de l'eau.
CONCLUSION
tmax :température maximale des fumées à la sortie.
Le modèle proposé ne tient compte que de la fraction
Cpqtt) : pouvoir calorifique des gaz à pression constante.
combustible du déchet ménager. Cette limitation se justifie
VF(t) : débit volumique des fumées.
par le fait qu'il serait inconséquent de brûleries métaux :ils se
TF(t) : température des fumées.
retrouveront dans l'atmosphère et/ou les mâchefers. Leverre
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Sciences et Médecine
et les incombustibles non classés comportant par exemple
PROUST M.,
« Caractérisation
des
déchets
ménagers
des gravats n'ont pas vraiment besoin d'être brûlés. On doit
de la ville de Ouagadougou », LPCE, Université de
les séparer en les triant en amont et n'incinérer que ce qu'il
Ouagadougou, avril 2001.
faut. Toutefois, on ne pourrait éviter certains incombustibles
non classés dans la combustion du déchet réel. Ils devront
PANTALONI J.etTADRIST l., « Etat de l'art sur les techniques
donc être pris en compte afin de valider un modèle de la
de l'incinération des déchets », Organisé par les clubs
combustion du déchet ménager de la ville de Ouagadougou.
CRI N,mars 1996.
Cela reviendra à résoudre les problèmes dus aux mâchefers
que produira cette combustion du déchet réel. \\1 serait
Rapport d'information n° 098-415 du sénat français.
souhaitable que cette formule brute du déchet modèle de
Ouagadougou soit déduite des analyses chimiques faites au
ROBERT P., « De la forêt aux chaufferies à bois à alimentation
sein même du LPCE, lorsque cela sera possible.
automatique ». 1985, p.9.
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expérimentale
et
modélisation
de
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polluants
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