L’essai d’une nouvelle méthode pour éviter l’enfouissement des matières organiques

Un groupe de partenaires municipaux, provinciaux et industriels du Québec mettent à l’essai une méthode innovatrice pour traiter les matières résiduelles ménagères dans le but de produire un compost utilisable.

Résumé

Dans le cadre de ses engagements environnementaux, la province de Québec a établi de nouveaux objectifs en matière de réacheminement des matières résiduelles organiques afin de réduire les émissions de gaz à effet de serre des décharges et de mieux utiliser les matières résiduelles. Pour relever ce défi et contribuer à la recherche de solutions, un groupe de municipalités québécoises a réalisé, en partenariat avec Investissement Québec-CRIQ et Gazon Savard inc., et grâce au soutien financier du FMV, un projet pilote visant à mettre à l’essai un système novateur de traitement mécanobiologique (TMB) qui permet de séparer les matières organiques des ordures dans une usine de traitement. Les participants ont beaucoup appris sur ce système et sur la mise à l’essai d’une telle technologie, et ont formulé des recommandations utiles à l’intention des autres municipalités qui explorent des possibilités semblables.

Contexte

Les matières organiques telles que les matières résiduelles alimentaires, de jardin et le papier représentent environ 60 % des 5,8 millions de tonnes de matières résiduelles jetées chaque année au Québec. Cette situation entraîne plusieurs défis pour les municipalités :

• l’enfouissement de ces matières nécessite beaucoup d’espace;
• la décomposition de ces matières engendre des émissions de GES;
• elles ont une valeur potentielle, notamment en tant que source de matériaux recyclés et de compost.

Une nouvelle approche du tri des matières résiduelles

Dans plusieurs provinces ou territoires, la solution pour réduire la quantité de matières résiduelles organiques acheminée dans les décharges réside dans un système de collecte à trois voies impliquant l’utilisation d’un contenant distinct pour chaque type de matières résiduelles ménagères (organiques, recyclables et à enfouir).

Récemment, une technologie a été mise au point pour que les matières résiduelles organiques et les ordures soient séparées après la collecte grâce à un processus connu sous le nom de traitement mécanobiologique (TMB). Ce type de système simplifie le tri des matières résiduelles pour les ménages, car il leur permet de les diviser en fonction de deux flux seulement, l’un pour le recyclage et l’autre pour les ordures et les matières organiques.

En 2016, cette technologie était prête à être mise à l’essai puis, de 2017 à 2019, un groupe de partenaires municipaux représentant plus de 80 municipalités du Québec a accepté de participer à un projet pilote conjoint. Il s’agit des collectivités régionales suivantes :

• la MRC de Bellechasse (population : env. 38 000 habitants);
• la MRC de l’Érable (population : env. 23 000 habitants);
• la MRC de l’Islet (population : env. 17 000 habitants);
• la Régie intermunicipale de gestion intégrée des déchets Bécancour-Nicolet-Yamaska (RIGIDBNY), qui regroupe les MRC de Bécancour et de Nicolet-Yamaska (population totale : env. 44 000 habitants)
• la Ville de Saguenay (population : env. 145 000 habitants).

Le défi à relever

Situées dans les régions rurales du Québec, ces collectivités partagent un défi commun en matière de collecte des matières résiduelles : desservir une population relativement petite sur une grande superficie géographique. En plus de ses autres avantages, le système de traitement mécanobiologique peut permettre de relever un tel défi en réduisant les besoins de transport liés à un système traditionnel à trois voies. Le projet pilote visait à répondre aux deux questions suivantes :

1. Dans quelle mesure le système de traitement mécanobiologique fonctionnerait-il dans une situation concrète?
2. Le système représente-t-il une option fonctionnelle et financièrement viable pour les partenaires municipaux du projet?

Approche

Dans le cadre du projet, les partenaires ont recueilli l’équivalent de plus de 150 camions de matières résiduelles ménagères, soit un total de 1 860 tonnes, qui ont ensuite été triées à l’aide du système TMB puis traitées sur une période de six semaines afin d’en faire du compost. À des fins de comparaison, des matières résiduelles ménagères ont également été collectées au moyen d’un système à trois flux.

Résultats

Voici ce qui a été constaté dans le cadre du projet pilote :

• Les partenaires ont recueilli l’équivalent de plus de 150 camions de matières résiduelles ménagères (un total de 1 860 tonnes), qui ont ensuite été triées à l’aide du système TMB puis traitées sur une période de six semaines pour en faire du compost.
• Les matières organiques compostables représentaient 49 % des matières résiduelles collectées (une légère variation saisonnière a été observée).
• Le système de traitement mécanobiologique a permis de réacheminer 89 % de ces matières organiques, dont 72 % ont été compostées.
• Le compost produit par ce type de système est de type B[1], ce qui signifie qu’il est considéré comme du « bon compost » (une certaine quantité d’éléments traces et en corps étrangers est permise). Ce compost peut être utilisé notamment en foresterie, pour l’aménagement routier et pour la revégétalisation d’emplacements dégradés.
• Le coût estimé du traitement des matières résiduelles ménagères par le système de traitement mécanobiologique était de 98 $/tonne, bien que ce chiffre ne tienne pas compte des revenus potentiels de la vente du compost ou d’autres éléments et qu’il puisse être très variable en fonction des coûts de la main-d’œuvre, du choix de l’emplacement et d’autres facteurs.

Le taux de réacheminent des matières organiques du projet pilote a été supérieur à celui atteint par les systèmes de collecte à trois voies, qui varie entre 30 et 60 % dans les municipalités canadiennes. La mise en œuvre de ce système pourrait donc entraîner une réduction importante de la quantité de matières résiduelles organiques acheminées dans les décharges, ce qui permettrait donc de réduire les émissions de gaz à effet de serre générées par leur transport et leur décomposition, et de prolonger la durée de vie utile d’une décharge.

Malgré les taux de réacheminement élevés obtenus grâce à cette nouvelle technologie, pour diverses raisons, aucune des municipalités participantes n’a à ce jour décidé d’aller de l’avant avec un système TMB. Cependant, les partenaires ont convenu que le fait de participer à ce projet pilote a représenté une étape importante dans leur processus de décision. Non seulement cela leur a donné l’occasion d’examiner diverses options pour le réacheminement des matières résiduelles organiques, mais cela leur a aussi permis de mieux comprendre les atouts dont ils disposent et la façon dont leur situation particulière influe sur la manière dont ils peuvent relever ce défi.

Recommandations

Même si le système de traitement mécanobiologique n’a finalement pas été adopté par les partenaires de ce projet pilote, il pourrait être une option envisageable pour d’autres municipalités à la recherche de solutions de réacheminement des matières résiduelles organiques. Voici quelques recommandations pour les municipalités qui souhaitent réaliser leur propre projet pilote :

1. Examinez l’infrastructure dont vous disposez. Les avantages potentiels du système de traitement mécanobiologique par rapport à d’autres options de réacheminement des matières résiduelles organiques varieront en fonction de l’infrastructure existante d’une municipalité, par exemple si elle dispose déjà d’une décharge ou d’un réseau d’écocentres. Il faut en tenir compte lors de l’évaluation des systèmes de réacheminement des matières organiques. Les résultats du projet pilote n’étaient pas nécessairement applicables à la réalité du traitement des matières résiduelles des municipalités participantes : il est important de concevoir de telles études en prenant en compte les situations locales pendant tout le processus.
2. Prévoyez une certaine souplesse. L’idéal serait d’avoir un calendrier plus long et plus souple, tant pour la phase de l’avant-projet que pour celle de sa mise en œuvre.
3. Établissez des partenariats solides. Lorsque l’on travaille avec de nombreuses organisations, les priorités et les perspectives diffèrent souvent. Il peut donc être utile de prendre le temps de définir une vision commune et d’établir des relations dès le début d’un projet. Une option consiste à faire appel à un tiers indépendant pour garantir une approche neutre. Dans le cas où une municipalité serait intéressée par le système TMB, une économie sur les coûts pourrait être réalisée en établissant des partenariats avec les municipalités avoisinantes.
4. Cherchez à comprendre le marché. Afin de faire des choix éclairés, les municipalités doivent procéder à une estimation détaillée des coûts, et elles doivent être prêtes à réaliser les études pertinentes, ce qui pourrait avoir une incidence sur le calendrier. Bien que le compost produit puisse constituer une source de revenus, cela dépend des réalités du marché local; il est utile de cerner des acheteurs potentiels dans le cadre du processus de recherche.
5. Assurez-vous de vous conformer à toutes les exigences. Les nouvelles méthodes de transport et de traitement des matières résiduelles peuvent être confrontées à des obstacles réglementaires. Il est préférable de valider le projet auprès des autorités compétentes avant de le mettre en œuvre. De plus, comme la qualité et la composition des déchets ménagers sont imprévisibles et peuvent affecter le processus de traitement mécanobiologique, il serait pertinent de réaliser une étude préliminaire des flux de déchets avant de commencer le projet.

Résumé

Comme tous les sites d’enfouissement, l’installation de gestion des ressources du chemin Brady de Winnipeg produit des gaz d’enfouissement riches en méthane qui font augmenter les émissions de gaz à effet de serre et l’empreinte carbone de la ville. Un système de collecte et de brûlage y a été installé à partir de 2012 pour réduire les émissions, mais la Ville voulait explorer la possibilité de tirer profit des gaz d’enfouissement en les utilisant pour générer des revenus. L’étude visait à évaluer quatre scénarios de captage, de traitement et de vente des gaz d’enfouissement, et a permis de conclure que la meilleure option était de convertir les gaz d’enfouissement en gaz naturel renouvelable pour le vendre sur le marché libre.

Contexte

L’installation de gestion des ressources du chemin Brady, originalement appelée décharge du chemin Brady, a ouvert ses portes en 1973 pour recevoir les déchets solides de Winnipeg et de la région environnante. Située au sud de la ville, elle accepte les déchets résidentiels et commerciaux, dont la quantité totale s’est élevée à 315 500 tonnes en 2021. En 2011, le processus d’élimination des déchets de Winnipeg produisait près de 800 000 tonnes d’émissions d’équivalent en dioxyde de carbone (t éq. CO2), soit près de 15 % du total de la ville.

Depuis 2013, la vocation principale de l’installation est passée de l’élimination des ordures à une approche circulaire de la gestion des déchets. Par exemple, les feuilles et les résidus de jardinage issus de la collecte en bordure de trottoir sont désormais transformés en compost riche en nutriments sur une aire de compostage de neuf hectares, et un programme de recyclage du bois permet de réacheminer les frênes et les déchets de bois d’œuvre aboutissant à la décharge pour une réutilisation dans la confection de meubles et de revêtements de sol.

En 2012, un système a été installé pour collecter et brûler les gaz d’enfouissement. Les décharges produisent ces gaz principalement composés de méthane, un puissant gaz à effet de serre (GES), lors de la décomposition des déchets organiques. La collecte et le brûlage des gaz d’enfouissement permettent de réduire les émissions globales de GES et présentent d’autres avantages, comme la réduction des odeurs. Le système de puits d’extraction de gaz de la décharge a été élargi en 2017 et 2020 et comprend actuellement 80 puits couvrant environ 55 hectares de terrain d’enfouissement (65 % de la surface totale d’enfouissement des déchets). La Ville prévoit élargir encore la superficie de ce système de collecte de gaz d'enfouissement au fil du temps, ce qui entraînera une augmentation de la quantité de gaz collectée.

Le défi

Si la collecte et le brûlage des gaz d’enfouissement permettent de réduire les émissions de GES, ils ne les éliminent pas complètement. Une possibilité de réduire encore plus les émissions est d’utiliser le gaz d'enfouissement collecté comme source d’énergie. Ce combustible peut compenser les insuffisances d’énergie provenant d’autres sources tout en constituant une source de revenus pour l’installation de gestion des déchets et la collectivité. Le défi auquel la Ville a été confrontée était de déterminer la meilleure façon d’utiliser ces gaz, tant d’un point de vue financier que sur le plan des avantages environnementaux et sociaux.

Approche adoptée

La Ville de Winnipeg a commandé une étude pour examiner quatre scénarios potentiels :

1. Produire de l’électricité dans une installation sur place, puis la vendre à Manitoba Hydro.
2. Transformer les gaz d'enfouissement en gaz naturel renouvelable (GNR) de qualité gazoduc, puis vendre ce gaz sur le marché libre.
3. Transformer les gaz d'enfouissement en un combustible de qualité inférieure et le fournir à l’Université du Manitoba.
4. Vendre les gaz d'enfouissement à un producteur d’énergie indépendant.

Chacun de ces scénarios a été évalué en fonction des coûts et des avantages potentiels sur une période de 20 ans, ainsi que d’autres facteurs environnementaux, sociaux et économiques, comme la réduction de l’empreinte carbone de Winnipeg.

L’une des questions examinées, entre autres, était la quantité prévue de gaz d'enfouissement produits par l’installation. L’équipe a évalué divers facteurs tels que les taux de valorisation des matières organiques et l’efficacité du captage afin d’établir une prévision réaliste sur laquelle fonder les estimations de revenus. La maturité de chaque technologie envisagée a également été prise en compte, tout comme la présence de cas types existants ailleurs en Amérique du Nord. Cette analyse a également permis d’évaluer des scénarios pour les risques contractuels et les exigences réglementaires.

Obstacles

Une des difficultés rencontrées dans la réalisation de cette étude a été d’obtenir des chiffres précis sur les revenus liés aux marchés potentiels. Les représentants de ces marchés étaient souvent réticents à fournir ces chiffres. Par conséquent, des chiffres prudents ont été utilisés, et on a tenu compte d’imprévus lorsque nécessaire.

Résultats

À l’issue de l’analyse, deux scénarios — la vente de GNR sur le marché libre et la vente de gaz d'enfouissement bruts à un producteur d’énergie indépendant — ont été jugés susceptibles de générer des revenus pour la Ville, dont la valeur actuelle nette est évaluée à 21,36 millions de dollars et à 4,26 millions de dollars respectivement. Étant donné que les revenus estimés de l’option privilégiant la production de GNR sont nettement plus élevés, les auteurs de l’étude ont recommandé à la Ville de procéder à une analyse de rentabilité et à une estimation supplémentaire pour la construction et l’exploitation d’une installation pour produire et vendre du gaz de qualité gazoduc.

Avantages

L’achèvement de cette étude a ouvert la voie à l’utilisation par Winnipeg des gaz d’enfouissement actuellement recueillis et brûlés à l’installation de gestion des ressources du chemin Brady. Pour Winnipeg, non seulement cela aura l’avantage de générer des revenus, mais cela permettra également d’atteindre les objectifs en matière d’émissions de GES énoncés dans son plan d’action sur le changement climatique, le GNR ainsi produit pouvant compenser les émissions produites par le gaz naturel et d’autres combustibles fossiles.

Leçons tirées

L’une des principales leçons tirées de ce projet est l’importance de tenir toutes les parties prenantes informées et mobilisées tout au long de l’étude. Même si une consultation publique n’est pas obligatoire, l’inclure dans le processus peut aider à réduire les retards du projet en cours de route, notamment parce que les citoyens souhaitent discuter de leurs préoccupations avec la Ville.

Prochaines étapes

En mars 2022, le conseil municipal a accepté d’aller de l’avant dans les négociations pour devenir un fournisseur de gaz d'enfouissement bruts à une tierce partie, qui convertira ces gaz en GNR et le vendra ensuite sur le marché. Cette option a été choisie, car elle présente un risque et une responsabilité moindres ainsi qu’une base de clients potentiels plus diversifiée. De plus, les revenus associés doivent être versés dans un nouveau fonds de réserve pour les initiatives liées aux changements climatiques.