Recyclage et valorisation des déchets et sous-produits industriels en construction : conditions et expériences

Le recyclage n'est pas un luxe ou une mode mais une nécessité, qui provient d'une constatation fort simple : nous vivons dans un monde limité. Contrairement à ce que nous avons cru fort, notre activité humaine n'est pas infiniment développable, car bornée par des limites en termes d'énergie, de ressources naturelles, d'espace ou simplement de capacité d'adaptation de la nature. De cette constatation et de cette prise de conscience doit découler un comportement qui, essentiellement, est basé sur le respect que nous avons de nous-mêmes et donc de la nature (à ménager et non à aménager). Le recyclage, la réutilisation, le réemploi, la régénération ou la valorisation sont des comportements qui visent à minimiser l'énergie utilisée, à tirer un parti maximum des matériaux, à réduire les risques de pollution au moment de la fabrication, de l'utilisation ou de l'élimination de ces matériaux. D'une manière générale, cela signifie que l'on cherche à retarder le plus possible le moment où un objet devient un déchet. Cette démarche nécessite une vision d'ensemble de la vie du matériau ou de l'objet (Analyse du Cycle de Vie), au cours de laquelle un bilan est établi à chaque étape de vie - extraction des matières premières, fabrication, transformation, recyclage, élimination.

Une saine politique des déchets s'articule autour de trois axes fondamentaux :
• réduire le flux des déchets à la source, par la mise au point de procédés de fabrication nouveaux, appelés technologies propres, qui engendrent moins de flux polluants, et par l'action menée au niveau de la consommation, en favorisant l'utilisation minimale de produits jetables et maximale d'éco-produits ;
• accroître la récupération et la valorisation : la récupération consiste à sortir un produit du circuit production-évacuation conduisant à la mise en décharge, et la valorisation procède de plusieurs manières :
o le recyclage, qui consiste à refaire le même produit que le produit initial (bouteilles en verre) ;
o la réutilisation, qui consiste à fabriquer un autre produit que celui qui a donné naissance au déchet (bouteilles en PVC pour la fabrication de jouets) ;
o le réemploi, qui consiste à prolonger la durée de vie d'un produit (bouteilles consignées) ;
o la régénération, qui consiste à redonner au déchet les qualités et propriétés du produit initial par un ou plusieurs procédés adaptés (purification des huiles de vidange) ;
o la valorisation énergétique, par incinération.
• éliminer et traiter proprement les déchets, c'est-à-dire transformer le déchet pour qu'il n'ait plus d'impact négatif sur l'environnement (procédés d'inertification, mise en Centre d’Enfouissement Technique).
Cette troisième étape est l'étape ultime et n'intervient que si toutes les autres possibilités ont été envisagées.

S'il n'est pas possible de supprimer la production de déchets, sous-produits ou résidus industriels ou urbains, il convient alors de définir les meilleures conditions de valorisation. Presque toutes les activités industrielles portant atteinte aux ressources naturelles et dégradant l'environnement, le recyclage et la valorisation des déchets est un devoir autant qu'une nécessité. En effet, au cours des dernières années, les besoins croissants en matériaux de construction ont amené un épuisement des ressources de matériaux traditionnellement utilisés dans le secteur. La distance de transport entre le lieu de production et le site de construction ne cesse donc d'augmenter. Outre leur demande en matériaux de construction, les mêmes zones se caractérisent aussi par une importante production de déchets industriels et urbains dont l'évacuation est peu compatible avec l'environnement. On doit donc les verser dans des C.E.T., où il faut payer une redevance.
A titre d’exemple, pour une démolition et une reconstruction routière, dans le cas où la nouvelle construction suit immédiatement la démolition, si le recyclage est possible sur site, l'économie totale des matériaux peut atteindre 50 % se répartissant comme suit :
• 70 % dans la réduction des frais de transport ;
• 20 % dans le coût moins élevé des matériaux ;
• 10 % en évitant les frais de mise en décharge.
On voit donc l'intérêt économique qu'il y a d'aborder les opérations de démolition et de reconstruction de façon coordonnée. Mais c'est le transport même qui peut être le facteur limitatif majeur à la réutilisation des déchets. Son prix est fonction de la quantité transportée et de la distance, indépendamment de la valeur marchande du produit transporté car il en coûte autant de transporter des déchets ou des matériaux de bonne qualité : il n'est donc pas intéressant de transporter des produits de faible valeur marchande sur des grandes distances. Le recyclage sera donc d'autant plus intéressant que:
• la zone de décharge est plus éloignée ;
• le coût du versage est élevé ;
• les matières premières qui pourraient être remplacées par des déchets sont d'un approvisionnement difficile et / ou coûteux.

Un autre facteur limitant la réutilisation est, ce que l'on pourrait appeler de façon péjorative, le réglementarisme: pour qu'un matériau puisse être utilisé dans le génie civil ou le bâtiment, il doit rencontrer certaines "spécifications". Cela entraîne, dans le cas envisagé de la réutilisation de déchets, à se retrouver dans la situation où un matériau n'a pas de spécifications car il est nouveau et peu utilisé, et il n'est pas ou peu utilisé car il n'est pas couvert par des spécifications ! Seules la recherche et la volonté de changement permettent de sortir de ce cercle vicieux.

Ces considérations ont pour avantage de montrer que, dans tous les cas, il convient d'évaluer l'opportunité de la réutilisation des déchets à plusieurs niveaux :
• évaluation technique :
o caractérisation des déchets : propriétés physiques, mécaniques et chimiques ;
o durabilité et évolution dans le temps ;
o constance des performances du déchet ;
• évaluation logistique et économique :
o endroit de production des déchets et transports ;
o conditionnement ;
o quantité produite et constance de production ;
• évaluation écologique et économique :
o diminution des quantités mises en décharge ;
o obligation d'élimination d'un déchet.
On ne recycle donc pas n'importe quoi, à n'importe quel prix et n'importe comment !

Les besoins du génie civil sont en général de quatre ordres principalement, à savoir les:
• matériaux, sur lesquels pèsent de faibles exigences et consommés en grande masse, consommés en grandes masses dans les remblais mais transportables sur de faibles distances en raison des coûts;
• granulats, qui doivent répondre à des spécifications diverses selon la place qu’ils occuperont dans les structures et les techniques de traitement utilisées. Les exigences de qualité peuvent à ce niveau devenir élevées, voire sévères pour les couches de surface, pour conduire à des produits finis de qualité identiques à celle des matériaux traditionnels;
• liants, qui doivent répondre à des spécifications bien précises et dont les propriétés doivent rester constantes dans le temps. Employés en petite quantité et concurrentiels de produits coûteux (ciments, bitumes), ils peuvent connaître des conditionnements préalables à l’emploi et supporter des coûts de transport plus élevés;
• activants, qui seront utilisés en petites quantités, ce qui peut poser des problèmes de collecte, stockage, distribution et régularité.
Si l'intérêt technico-économico-écologique apparaît clairement dans le rapport qui existe entre l'offre en sous-produits et les besoins du génie civil, il est aussi clair que l'utilisation de tels produits pose un certain nombre de difficultés :
• aptitude technique à entrer dans la composition de matériaux (normes);
• aptitude à l'emploi de matériaux utilisant ces déchets;
• optimisation économique des emplois possibles;
• incidence sociale sur l'emploi dans les entreprises fournissant des produits nobles;
• effet sur l'environnement.

L’exposé portera sur des exemples de recyclage et de valorisation d’une série de sous-produits industriels et de déchets :
• laitiers de haut-fourneau et scories d’aciérie ;
• cendres volantes de centrales thermiques au charbon ;
• gypses résiduaires ;
• caoutchoucs ;
• bétons et revêtements bitumineux ;
• papiers, cartons et matières plastiques ;