Chaque année en France, près de 14 millions de tonnes de déchets sont brûlés dans plus d’une centaine d’usines d’incinération. De ces fours sortent des mâchefers, résidus solides issus de la combustion, qui sont ensuite en partie réutilisés pour réaliser nos infrastructures routières. Et depuis quelques années, ces matériaux intéressent de près les chercheurs et les industriels pour leur potentiel de réutilisation dans d’autres usages.

À l’INSA Lyon, le laboratoire Déchets Eaux Environnement Pollutions (DEEP) spécialiste de la caractérisation chimique et minéralogique des eaux et déchets solides, mène des recherches pour percer les mystères de cette matière dans ses plus petits détails. Décryptage avec Denise Blanc, enseignante-chercheuse du laboratoire DEEP, spécialiste du sujet.

Papiers souillés, textiles usagés, plastiques, emballages composites, déchets d’hygiène et bien d’autres encore. Malgré des évolutions importantes en matière de recyclage ces dernières années sur les matières plastiques, les déchets organiques, le verre, le carton ou encore certains métaux, de nombreux déchets issus de nos poubelles suivent encore un chemin peu connu, celui des fours d’incinération. Chaque jour, partout en France, des usines brûlent ces matériaux à très haute température (850°C-1100°C).

Objectif : détruire les composés organiques et réduire le volume de ces déchets. La matière ne disparaît pas, elle se transforme et se valorise. D’abord, par le biais de la chaleur dégagée lors de la combustion qui peut être exploitée sous forme de vapeur et ainsi faire tourner des turbines qui génèrent à leur tour de l’électricité. Mais chaque tonne incinérée de cette matière produit aussi 250 à 300 kg de mâchefers d’incinération de déchets non dangereux (MIDND) et 50 à 70 kg de résidus d’épuration de fumées (REFIOM) qui sont eux considérés comme dangereux et traités dans des centres spécialisés qui les enfouissent. 

Résultat : près de 3 millions de tonnes de mâchefers produits chaque année souvent destinés à la production de remblais en soubassements d’ouvrages d’art ou de routes mais aussi dans les sous-couches de voirie ou de parking.

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À l’occasion de la sortie du 16^e numéro du Pop’Sciences Mag « Matière, vers un cycle vertueux », l’équipe Pop’Sciences et la bibliothèque municipale de Lyon proposent de venir interroger notre relation à la matière : comment en finir avec la culture du « jetable » ?

Des objets du quotidien aux matériaux de construction, en passant par nos véhicules, nous consommons sans cesse de la matière. Des ressources qui sont pourtant limitées, et qui terminent leur vie parmi les plus de 300 millions de tonnes de déchets produits par an en France. Il devient, alors, important de penser de nouveaux modèles de consommation, d’usages et de gestion de ces matières.

Des alternatives existent : nos objets électroniques inutilisés sont de potentielles mines à métaux précieux ; des tuiles d’un bâtiment déconstruit peuvent être réutilisées dans un nouvel édifice ; vos pneus de voiture pourraient vous être prêtés, et une fois abimés, être remis à neuf par leur producteur…

En présence de scientifiques et experts lyonnais, nous interrogerons ces alternatives et discuterons de leurs limites, souvent structurelles, réglementaires ou encore culturelles. Quels leviers permettraient de les généraliser ?

La rencontre-débat proposera un éclairage sur ces questions grâce aux regards croisés de :

• Fanny Verrax, professeure associée en transition écologique et entrepreneuriat social, emlyon business school.
• Jean-François Gérard, professeur à l’INSA Lyon, directeur du PEPR « Recyclage, recyclabilité et réutilisation des matières ».

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>> PROGRAMME :

18h30 – Présentation du 16^e numéro du Pop’Sciences Mag

18h45 – Rencontre – débat

19h45 – Discussion avec le public

Un exemplaire du Pop’Sciences Mag #16 vous sera remis dans le cadre de cette rencontre.

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Cet événement Pop’Sciences – Université de Lyon est organisé en collaboration avec la Bibliothèque municipale de la Part-Dieu.

Le Pop’Sciences Mag #16 « Matière, vers un cycle vertueux » a été :

• Réalisé grâce à la contribution de chercheurs issus des établissements et instituts suivants : Université Claude Bernard Lyon 1, Université Lumière Lyon 2, Université Jean Moulin Lyon 3, Université Jean Monnet Saint-Étienne, École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon), Centrale Lyon, Institut national des sciences appliquées Lyon (INSA Lyon), Sciences Po Lyon, École nationale des travaux publics de l’État (ENTPE), École nationale supérieure d’architecture de Lyon (ENSAL), emlyon business school, CPE Lyon, Mines Saint-Étienne, Centre national de la recherche scientifique (CNRS), Institut Carnot Ingénierie@Lyon, Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM), Université de Lancaster. 
• Développé avec le soutien de la Métropole de Lyon, de la Région Auvergne-Rhône-Alpes et de la CASDEN.

Photo Vincent Noclin

Prisés pour leur stabilité chimique et leur haute résistance, les matériaux silicones sont omniprésents dans notre quotidien. Toutefois, une fois usagés, peu de chance pour que ceux-ci soient recyclés car l’incinération et l’enfouissement sont privilégiés. Pour François Ganachaud, chercheur au laboratoire Ingénierie des Matériaux Polymères (IMP) (2), le véritable enjeu de leur recyclage réside autant dans le procédé que dans la chaîne logistique en amont de celui-ci.
Avec une société spécialisée dans les silicones pour manchons orthopédiques, COP Chimie, l’IMP tente de donner une autre vie aux silicones issus des déchets de fabrication, à travers une filière de recyclage des rebuts.

Le recyclage du silicone : énergivore ?
Polymère connu pour ses propriétés de stabilité et de résistance, le silicone est un matériau très indiqué en intégration dans des orthèses ou des prothèses « En orthopédie, l’intérêt du silicone est multiple, en particulier pour les membres résiduels des personnes amputées : c’est une matière qui adhère bien à la peau, sans la léser, qui est souple et permet donc une transition confortable entre la peau et la partie rigide de la prothèse » explique François Ganachaud. Leur recyclage chimique, tel qu’envisagé aujourd’hui par la plupart des acteurs, est onéreux et énergivore. Il consiste à chauffer la matière réduite en granules, à haute température et en présence de différents acides ou bases, pour casser ainsi les liaisons moléculaires et revenir à la molécule de départ. « Une fois ces cycles reformés et purifiés, il faut à nouveau refaire le polymère puis le matériau. C’est à la fois long et coûteux. « Face à l’enjeu énergétique qu’implique la dépolymérisation des silicones, nous proposons une autre alternative. Et si, au lieu de dégrader la matière pour revenir au monomère, on préférait simplement dissoudre le matériau afin de réutiliser ce nouveau mélange plus rapidement ? » (…)

>> Rendez-vous sur le site point2bascule.fr pour :

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Pour réussir sa transition vers une mobilité décarbonée, la France dépend encore de l’importation de matériaux critiques, comme le lithium et le cobalt. Face à cette dépendance qui sous-tend de nombreux enjeux socio-économiques et écologiques, la recherche d’alternatives pour sécuriser ces ressources se fait urgente.

Parmi l’une des solutions viables : le recyclage des objets riches en métaux grâce à un procédé de biolixiviation. À partir de bactéries, cette technique consiste à faire « digérer » des gisements secondaires, des déchets riches en métaux, par des organismes vivants, pour séparer les composés. Si la création d’une filière dédiée pourrait mettre plusieurs décennies à voir le jour, des initiatives sont en cours de développement dans les laboratoires. C’est le cas au laboratoire DEEP(1) de l’INSA Lyon, où Bruno Sialve, enseignant-chercheur et Gabrielle Deslandes, doctorante, explorent la voie biologique pour récolter les métaux des batteries en fin de vie de véhicules électriques.

De la nécessité d’une solution durable pour le recyclage des batteries
L’électrification est l’un des leviers qui participent à la transition d’une mobilité décarbonée. Seulement, pour faire rouler des véhicules à faible émission, il faut produire des batteries. Et pour produire des batteries, il faut des éléments particuliers tels que le lithium, le cobalt ou le nickel. Derrière ces éléments se cachent des impacts environnementaux et des enjeux sociaux très lourds : pollution des sols et des eaux, violations des droits de l’homme dans certains pays contrôlant la majeure partie de ces matières et risques géopolitiques majeurs. Dans ce contexte, recycler ces métaux devient donc une priorité pour limiter cette dépendance, et réduire les coûts écologiques de leur extraction. « Par ailleurs, une directive européenne va inciter d’une part à récupérer le lithium dans les batteries usagées (50 % d’ici à la fin de 2027 et 80 % d’ici à la fin de 2031) et d’autre part à inciter les fabricants à utiliser au moins 6% de lithium recyclé dans les nouvelles batteries. Dès 2031, ce règlement s’appliquera aussi à d’autres métaux stratégiques, avec des taux requis de 16 % pour le cobalt, 85 % pour le plomb et 6 % pour le nickel(2), une raison de plus pour accélérer notre capacité à recycler ces objets », met en contexte Bruno Sialve.

Différents processus de recyclage déjà à l’épreuve
Plusieurs méthodes de recyclage sont déjà connues et éprouvées. D’abord, la pyrométallurgie qui consiste à fondre les résidus de batteries pour séparer les métaux par fusion. (…)

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Alors que le recyclage des eaux usées est encore peu présent en Europe et en France, la start-up lyonnaise TreeWater lance un projet de recyclage des eaux usées à destination des blanchisseries. Avec Pop’Sciences, suivez toute l’aventure du projet Life RECYCLO.

Article rédigé en septembre 2022

Dans le cadre du projet européen Life RECYCLO, la société TreeWater, une start-up lyonnaise issue du laboratoire DEEP de l’INSA Lyon, développe un procédé de traitement et de recyclage des eaux usées pour le secteur de la blanchisserie. L’objectif ? Proposer une meilleure gestion des ressources en eau et réduire le déversement de substances polluantes dans le milieu aquatique. Un projet qui prend place en France, en Espagne  et au Luxembourg de 2021 à 2024.

Partenaire du projet de septembre 2021 à février 2024, Pop’Sciences vous propose de suivre toutes les avancées, les péripéties et les réussites de ce projet au sein de ce dossier mis à jour au fil de l’eau.

>> Le dossier :

• #1 – Recycler les eaux usées de blanchisseries : le projet Life RECYCLO

Alors que le recyclage des eaux usées est encore peu présent en Europe et en France, la start-up lyonnaise TreeWater lance un projet de recyclage des eaux usées à destination des blanchisseries. Partenaire du projet, Pop’Sciences vous explique : découvrez le projet Life RECYCLO.

• #2 – Construire une machine à recycler l’eau : mode d’emploi

Pop’Sciences vous emmène découvrir les coulisses de la fabrication du système de recyclage des eaux usées, un procédé innovant. Suivez pas à pas le développement de la technologie RECYCLO.

• #3 – Sommes-nous d’accord pour laver notre linge avec de l’eau recyclée ?

Dans le cadre de ce projet, s’est posée la question suivante : cela est-il acceptable, à la fois pour les gérants et les clients de blanchisseries, de laver du linge avec de l’eau recyclée ? Retrouvez dans cet article les résultats de l’enquête sur la perception sociale du projet.

• #4 – Recyclage de l’eau : de la théorie à la pratique 

Des enjeux de la protection de l’eau à la mise en place du premier prototype, l’aventure du projet Life RECYCLO a été filmée et a donnée lieu à un documentaire en 3 épisodes.

>> Retrouvez toutes les ressources du dossier :

 Life RECYCLO | Un dossier Pop’Sciences

Alors que le recyclage des eaux usées est encore peu présent en Europe et en France, la start-up lyonnaise TreeWater lance un projet de recyclage des eaux usées à destination des blanchisseries. Partenaire du projet, Pop’Sciences vous explique.

Article rédigé en février 2022

42 millions de m³ par an, c’est la quantité d’eau utilisée dans le secteur de la blanchisserie en Europe. Un chiffre non-négligeable, d’autant plus dans un contexte de réchauffement climatique où cette ressource va être amenée à être réduite drastiquement. C’est pour tenter de répondre à ce problème que le projet Life RECYCLO a vu le jour. Lancé en septembre 2021 par la société TreeWater, il fait partie du programme LIFE de la Commission européenne, qui finance les initiatives dans les domaines de l’environnement et du climat. Il a pour objectif de mettre en place un système de traitement des eaux usées de blanchisseries pour les recycler et pouvoir ensuite les réutiliser.

Selon la Commission européenne, les pénuries d’eau vont être amenées à augmenter de 50 % en Europe d’ici 2030. En France, nous en consommons actuellement 148 litres par jour et par personne. Une fois utilisées, les eaux sont traitées puis rejetées dans le milieu naturel. Mais elles ne sont que très rarement recyclées. Dans le monde, la réutilisation des eaux usées est très hétérogène selon les pays. Ce sont généralement les états pour lesquels cette ressource est limitée qui utilisent davantage des procédés de recyclage. Mexico réemploie, par exemple, près de 100 % de ses eaux usées pour l’irrigation. En Israël, le taux de réutilisation atteint 80 %. Mais ces exemples ne sont pas majoritaires. En Europe, alors que l’Espagne et l’Italie réutilisent respectivement 8 et 14 % de leurs eaux, la France n’en réemploie que moins de 1 %. En France, comme dans le monde, le principal usage de ce recyclage est l’irrigation agricole.

Recycler les eaux de blanchisseries

On dénombre environ 11 000 blanchisseries en Europe. Leurs eaux usées finissent le plus généralement dans les réseaux d’assainissement publics et ne sont que très peu réutilisées. Le lavage du linge conduit à l’émission de micropolluants tels que les phtalates (DEHP, DEP…), les phénols, les métaux lourds, les solvants ou les surfactants. Et les stations d’épuration ne sont très souvent pas adaptées au traitement de ces molécules particulières, qui terminent alors leur trajet dans notre environnement. Or, même à faible concentration, ces polluants affectent directement le milieu aquatique, les écosystèmes et donc notre santé. Plusieurs de ces substances sont ainsi des perturbateurs endocriniens, cancérogènes et mutagènes.

Station d’épuration © Shutterstock

Le projet Life RECYCLO propose de traiter les micropolluants présents dans les eaux usées de blanchisserie afin de permettre leur réutilisation dans le processus de lavage du linge. Le procédé RECYCLO est un système d’oxydation avancée, qui associe le peroxyde d’hydrogène et les rayons ultraviolets. Ces derniers vont transformer le peroxyde d’hydrogène en radicaux hydroxyles : ce sont alors eux qui vont détruire les polluants. Les rayons UV désinfectent également l’eau en parallèle. Ce procédé a pour objectif de réduire la consommation d’eau potable des blanchisseries de 50 à 80 %, mais également d’éliminer 90 % des polluants rejetés par le lavage du linge. D’autres procédés de recyclage existent et sont développés en France et dans le monde. Celui de TreeWater présente notamment les avantages de ne produire que peu de résidus de traitement et de dégrader directement les polluants organiques, contrairement à d’autres technologies qui ne font que les enlever.

Des tests, des analyses et une enquête sociologique

Après une première expérimentation réussie dans une blanchisserie du Gard, la Blanchisserie Saint-Jean, ce système breveté poursuit son développement. Le but de ce projet est alors d’achever son industrialisation et de tester sa reproductibilité. Il sera ainsi mis en place dans deux autres blanchisseries : la Fundacio Mas Xirgu en Espagne et Klin SARL au Luxembourg. Le système de la Blanchisserie Saint-Jean sera, quant à lui, transformé en laboratoire in-situ pour préparer le procédé aux nouvelles pollutions émergentes, comme les micro et les nanoplastiques. TreeWater, issue du laboratoire DEEP de l’INSA Lyon, et le Catalan Institute for Water Research de Gérone vont alors réaliser des analyses pour étudier l’efficacité du procédé.

En parallèle de ces essais techniques, une enquête sociologique sera également menée auprès de blanchisseries et de leur clientèle pour évaluer leur perception de la réutilisation des eaux usées dans ce contexte. Cette enquête est alors conduite par Pop’Sciences, qui s’occupe également de la communication de ce projet, à l’interface entre sciences et société.

Le premier prototype sera mis en place à la fin de l’été 2022. Les deux autres prototypes seront installés au début de l’année 2023. Ils seront, ensuite, suivis et étudiés de très près. Les résultats de l’enquête sont, eux, prévus pour l’automne 2022. Un projet à suivre jusqu’en 2024 !

>> Pour suivre toute l’actualité du projet :

Site de Life RECYCLO

Vous souhaitez savoir comment fonctionne une machine à recycler l’eau : cliquez ici

PPour aller plus loin

• Réutilisation des Eaux Usées Traitées : un formidable procédé d’économie circulaire, Centre d’information sur l’eau, juin 2020.
• Réutilisation des Eaux Usées Traitées – Le panorama français, Cerema, juin 2020.
• Les eaux usées : une ressource inexploitée, Rapport mondial des Nations-Unies, 2017.
• Fragmentation en eaux douces : sur la trace des microplastiques dans le Rhône, C. Depecker, Pop’Sciences, 2020.