En route vers la ville propre

Les conséquences désastreuses de notre gestion des déchets sur l’environnement nous poussent, non pas à faire évoluer les pratiques mais à changer de modèle.Nous décrivons ici un nouveau modèle d’assainissement pour la ville qui pourrait durer 40 ans. 

Ce que j’ai appris en tant que concepteur de logiciels

La notion de “garbage collector” est très importante en informatique. Elle permet de stabiliser le fonctionnement d’une application en recyclant les données périmées. Une déperdition (ou fuite mémoire) même minime, provoque un épuisement des ressources jusqu’à l’arrêt du système.

Les déchets au quotidien 

Les déchets ménagers peuvent être classés ainsi:

  • les cartons, emballages, papiers, journaux…
  • les huiles de friture, les sauces…
  • les plastiques, métaux, verres, canettes, piles…
  • les déchets alimentaires : restes de repas, épluchures, trognons, pain …
  • ordures non recyclables : couches culottes, coton-tiges, brosses à dents, stylos, sacs aspirateur, vêtements, mégots…
  • sans oublier le produit de nos WC qui part dans le circuit des eaux usées.

Chaque jour, 3 000 tonnes de déchets sont collectées à Paris, avec différents traitement en aval: 

  • incinération,
  • déchiquetage, 
  • broyage,
  • filtrage,
  • transformation chimique,
  • déshydratation,
  • méthanisation,
  • compostage,
  • etc…

Nous excluons ici la gestion des objets encombrants (vieux meubles, matelas, électroménagers…) qui pourrait être analysée dans une étude ultérieure. 

La valeur des déchets 

Les déchets ont de la valeur parce qu’il sont transformables en chaleur, en engrais, en biocarburant, en biogaz et en matières premières pour l’industrie.

Les biodéchets 

Les biodéchets ménagers regroupent les déchets de cuisine (épluchures, restes de repas, pains perdus..), les déchets du jardin (tailles, mauvaises herbes, tontes de gazon, feuilles mortes …). Les papiers, cartons et essuie-touts en cellulose sont aussi des biodéchets.

Ils représentent en masse environ 50% de la poubelle moyenne d’un ménage.

Les biodéchets se dégradent par pourrissement et fermentation sous l’action des bactéries. Traités séparément, ils peuvent produire du gaz par méthanisation et de l’engrais de qualité par compostage. Cet engrais permettrait d’améliorer écologiquement la valeur agronomique des sols en diminuant le recours à l’ engrais pétrochimique..

100 kg de biodéchets, produits typiquement par une famille de 4 personnes en un an,  représentent l’équivalent énergétique de plus de 300 litres de fuel soit 3 MWh. C’est plus qu’il n’en faut pour chauffer l’eau du bain et cuire les repas.

Aujourd’hui, les biodéchets sont essentiellement traités dans des centres d’incinération, alimentant la filière du chauffage urbain et par là même, la pollution de l’air, le réchauffement climatique, tout en privant l’agriculture d’une source non négligeable d’engrais de qualité.

En Ile de France, il existe principalement 3 centres d’incinération : Saint-Ouen, Issy-Les-Moulineaux et Ivry-sur-Seine. Ils brûlent 6.000 tonnes de déchets par jour.

Quand ils ne sont pas brûlés, les biodéchets produisent, dans les centres de valorisation organique du biocarburant ou du biogaz par méthanisation et des engrais non chimiques par compostage. C’est souvent le cas pour les biodéchets issus de la restauration collective (hôpitaux, cantines…), ou des industries agro-alimentaires. Le traitement biologique est exposé dans ce lien.

L’urine et matières fécales

Un litre d’urine contient environ 6 grammes d’azote, 1 gramme de phosphore et 2 grammes de potassium. L’urine humaine est un engrais gratuit et naturellement équilibré. Elle contient également du soufre, du bore, du calcium et du magnésium. La valorisation de l’urine est bien exposée par ce lien

L’urine est d’autant plus précieuse que l’utilisation d’une chasse d’eau provoque la perte de 5 à 10L d’eau potable à retraiter, soit un tiers de la consommation totale d’un ménage en eau.

Les matières fécales contiennent  en quantité du calcium, du magnésium, du fer ainsi que des éléments très utiles à l’obtention d’engrais. Tous ces déchets sont véhiculés par le circuit des eaux usées et traités dans des stations d’épuration comme cette description selon Véolia.

Les stations d’épuration produisent des boues qui vont être retraitées par des centres de traitement des boues qui, à leur tour, sont destinées à l’incinération, à l’épandage agricole ou à la valorisation organique.

Le traitement des déchets – ses conséquences sur l’environnement

Les émissions de CO2 en quantité

L’incinération massive, le transport en camion, le fonctionnement des équipements de filtrage ou de transformation, la production d’engrais chimiques rejettent dans l’atmosphère des quantités astronomiques de CO2. Chiffrer ces émissions serait un bon exercice de sensibilisation !

Les micropolluants des boues

Après de multiples traitements grandement énergivores, les stations d’épuration libèrent dans nos affluents des micropolluants, parce qu’elles n’ont pas été conçues pour les filtrer. Les micropolluants sont des substances toxiques à très faible concentration comme :

  • les métaux, 
  • les plastifiants,
  • les désinfectants, 
  • les pesticides, 
  • les PCB (polychlorobiphényles), 
  • les résidus de médicaments,
  • les phénols et alkylphénols,
  • les composés perfluorés, 
  • etc…

provoquant différents effets :

De plus, en cas d’orage, les eaux usées sont pratiquement rejetées telles quelles dans la rivière.

Lorsque les boues sont réservées à l’épandage agricole (pratique recommandée par l’Agence de l’eau pour la préservation de la qualité des sols ), les micropolluants demeurent dans les sols, comme il est décrit dans l’article

Appauvrissement des sols

12 millions d’hectares de sols fertiles disparaissent chaque année, sur un total de 1,4 milliard. 

Lorsque l’incinération des boues d’épuration est préférée à l’épandage agricole, des milliers de tonnes de carbone, d’azote et de phosphore partent en fumée, alors que les ressources de phosphore se raréfient. En même temps, les sols s’appauvrissent comme le montre l’article.

En résumé, tout en constatant la diminution accélérée de nos ressources,  nous devons en permanence choisir entre polluer l’air, les sols ou les eaux. 

La collecte des déchets – des pratiques qui évoluent 

Le tri sélectif 

Le tri sélectif aujourd’hui consiste à trier les déchets à la source en les associant à des poubelles d’une couleur spécifique. Par exemple:  

  • la poubelle jaune pour les cartons, emballages, papiers, plastiques,
  • la poubelle marron pour les déchets verts,
  • la poubelle verte  pour les autres déchets.

De nombreux sites présentent le tri sélectif avec un objectif d’éco-responsabilité comme ce lien. On lui reproche :

  • de n’être pas assez sélectif : aucune poubelle pour les huiles, les piles, les couches bébé…
  • d’être très peu pratiqué en zone urbaine, 
  • de compliquer la collecte,
  • de ne pas régler les désagréments : encombrement, transport, odeurs, nuisibles…
  • de différer d’une ville à l’autre ! 

Les toilettes sèches

Les toilettes sèches permettent de ne pas souiller les eaux usées par les déjections humaines, et donc de faire des économies substantielles dans les stations d’épuration et limiter la pollution de l’eau.

  • Le problème est présenté par ce lien.
  • Le principe est décrit par ce lien.
  • Certains modèles sont présentés sur ce site.  

Parce que les conséquences sur l’environnement sont plus prégnantes, les toilettes sèches progressent dans les pays faiblement dotés en eau.
Dans nos pays au climat tempéré et généreux en eau, les toilettes sèches apparaissent dans les campagnes parce qu’il est plus facile de traiter les déjections grâce au jardin ou au potager. 

Par contre, dans les villes, la collecte pose un frein psychologique: il est gênant de s’en occuper sous le regard des autres. Si ce problème est résolu, nul doute qu’elles finiront par s’imposer.

Aussi, la disruption des toilettes traditionnelles marquerait un tournant majeur pour la cause écologique. 

La réduction des biodéchets 

Quel que soit le procédé choisi, la réduction des biodéchets est réalisée par des équipements trop chers, trop encombrants, trop lents, conçus surtout pour des volumes industriels.   

La déshydratation  

Les déshydrateurs permettent en malaxant et en soufflant de l’air chaud sur les biodéchets d’obtenir sans bruit ni odeur, un substrat fertilisant avec une perte de masse de plus de 80%, ce qui rend économique le transport et la valorisation en engrais de qualité. Voici un exemple de déshydrateur.

Le compostage 

Une offre importante de composteurs ménagers est disponible comme cet exemple. Encore faut-il un jardin ou des plantes à nourrir. Il s’agit d’un appareil d’appoint qui n’a pas vocation à digérer tous les restes alimentaires.

Le broyage 

Installés sous l’évier, les broyeurs domestiques sont des appareils permettant de réduire manuellement les restes alimentaires, les épluchures, qui sont alors évacués par petits morceaux dans la canalisation avec le robinet d’eau grand ouvert, au mépris du tri sélectif. Pour illustrer le procédé:

De nouveaux services de niche 

De nouveaux acteurs engagés dans la protection de l’environnement se spécialisent dans le  traitement spécifique d’un type de déchets, comme les exemples suivants.

Le recyclage des couches bébé

Aujourd’hui en France, la vente de compost issu de couches bébé est interdit, ce qui n’empêche pas certaines startup  comme les “couches fertiles” de faire le double pari que :

  • les couches bébé seront fabriquées avec des matériaux compostables, 
  • la recherche lèvera les craintes sur la présence de pathogènes dans les couches.

Le recyclage des huiles de friture

Des sociétés comme Olevia, Alloalhuile ou Quatra se chargent de recycler les huiles usagées. Des camionnettes viennent collecter sur rendez-vous les bidons remplis d’huile et laissent des bidons vides pour anticiper la prochaine levée. Les huiles récupérées sont transformées en biocarburant.

Le recyclage des biodéchets

La startup les Alchimistes propose d’assurer le compostage industriel des biodéchets.  Récupérés à la source, les biodéchets sont traités avec des moyens professionnels comme le Rocket Composter. Elle s’adresse à la restauration collective, aux hôpitaux mais toujours pas aux particuliers.

Alors, quel est le problème ?

D’une part, nous constatons que mélanger nos déchets ou les diluer à la source nous pousse, toujours davantage, à incinérer, enfouir ou déverser dans le fleuve. Ceci conduit aux conséquences suivantes :

  • pollution des eaux, de l’air, des sols,
  • appauvrissement et diminution des terres arables, 
  • propagation de maladies,  
  • antibiorésistance,
  • gaspillage de l’eau,
  • utilisation massive de produits chimiques.

D’autre part, même si le tri sélectif est complètement assuré, peut-on imaginer le citadin (à l’heure où les biens de consommation sont commandés en un clic et livrés à domicile) : 

  • déposer son saut d’urine sur le trottoir, 
  • attendre, bien content de ses nouvelles toilettes sèches, le klaxon de la camionnette verte pour la collecte des matières fécales, 
  • déshydrater ses biodéchets en 1 nuit par une machine à 20 000 euros, 
  • prendre rendez-vous pour déposer l’huile restante des frites, 
  • amasser les objets périmés dans des boîtes à compartiment pour les ampoules, les piles, les médicaments, les petits appareils, à l’abri des enfants,
  • disposer en copropriété d’une batterie de poubelles multicolores “arc en ciel” dédiées aux canettes, aux plastiques, aux couches bébé, aux restes de cuisine et les sortir un jour particulier obtenu par une appli “garbage agenda”,
  • introduire dans le lombricomposteur de la cuisine, les épluchures de la pomme que l’on s’apprête à croquer. 

Imagine t-on :

  • le nombre de véhicules dédiés à la collecte,
  • le nombre de poubelles sur les trottoirs,
  • les abri-déchets qu’il faudrait installer en concurrence des abribus,
  • l’invasion des rats,
  • les charges de ramassage,
  • les embouteillages,
  • les jours de grève,
  • consacrer autant notre temps libre à la gestion des déchets,
  • etc…

C’est pourquoi il est urgent de séparer au maximum les déchets à la source et en même temps, les traiter avec un minimum de transport.

Une solution pour demain – mieux collecter pour mieux valoriser

La loi prévoit que tous les particuliers disposent d’une solution pratique de tri à la source de leurs biodéchets avant 2025. Voici ce que peut être en pratique cette solution :

  1. Elle s’appuie sur la mise en oeuvre d’un circuit pneumatique urbain souterrain faisant transiter rapidement dans des canalisations sèches d’air comprimé, des paquets de déchets d’un à deux litres environ, étiquetés et emballés sous vide.
  2. Les paquets sont issus de collecteurs de déchets (appelés par la suite « garbage collectors » ou GC) répartis dans chaque appartement. Les collectors sont des objets ménagers inventés pour l’occasion et brevetés, avec une partie spécifique dépendant de la finalité (WC, urines, restes de cuisine, …) et une partie standard assurant l’emballage et l’expulsion. Voir l’article.
  3. Les paquets arrivent dans le circuit pneumatique urbain via des “gaines d’évacuation” encastrées, présentes dans chaque immeuble à l’image des anciens vide-ordures.
  4. La destination des paquets sont des “centres proxy” où les paquets sont réceptionnés par lecture optique des QR code figurant sur l’étiquette, puis triés, qualifiés et enregistrés. 
  5. L’enregistrement est réalisé par une plateforme de gestion qui assure la traçabilité de chaque paquet, le suivi des points affectés pour rétribuer les déposants.
  6. Déjà triés, les paquets sont vendus par conteneur et acheminés aux partenaires industriels chargés de la valorisation des déchets par filière : huiles, urines, piles, restes alimentaires, matières fécales, filtres lave-linge…
  7. Les sachets d’emballage usagés sont rendus par les partenaires industriels pour être recyclés, livrés par lot et à domicile, et déjà étiquetés du QR code du déposant.

La collecte pneumatique municipale pour minimiser le transport

La collecte pneumatique est un réseau de tuyauterie permettant de véhiculer des objets par air comprimé.

Cette technologie, fortement présente au 19 ème siècle sous le terme “tube pneumatique”, était utilisée pour acheminer du courrier à grande vitesse. Puis, elle a déclinée face aux nouveaux moyens de communication. L’encombrement des tuyaux était extrême compte tenu du caractère bilatéral des communications (envoyer et recevoir) et adressable (on choisit un destinataire).

Aujourd’hui, cette technologie réapparaît avec succès dans quelques agglomérations (Romainville, le quartier des Batignolles à Paris), pour évacuer des déchets. Le réseau est nettement simplifié puisque les objets ne circulent que dans un sens avec une unique destination.

Le coût de réalisation est tout à fait raisonnable puisque, tout comme la fibre optique et les lignes téléphoniques, les tuyaux sont installés dans les égouts. Aussi, la collecte pneumatique est idéale pour acheminer les déchets car :

  • elle résiste aux rats, aux orages, 
  • elle permet un débit important et modulable, faisant transiter les paquets à plus de 50 km/h,
  • elle réduit considérablement l’usage des camions donc les embouteillages et la pollution associée,
  • elle permet de rentabiliser l’infrastructure des égouts.

Des collectors ménagers pour réaliser un tri sélectif à la source sans manipulation

Dans un appartement type, nous trouvons un collector pour :

  • les restes alimentaires
  • les piles,
  • l’urine, 
  • les selles (hé oui, on dissocie !)
  • l’huile usagée,
  • filtre du lave linge (avec ses micropolluants en quantité),
  • etc.. 

Le procédé général d’une « session » se déroule ainsi:

  1. Au départ, l’utilisateur introduit un sachet dans le collector au format breveté, (comme un sachet d’aspirateur), à la manière d’un disque dans un lecteur de DVD. Le sachet est issu d’un stock, préalablement livré par la Plateforme de Gestion, avec une étiquette à QR code déjà apposée au sachet, contenant les coordonnées du déposant.
  2. Une action est réalisée, automatiquement ou manuellement, pour marquer l’étiquette du type de déchets à venir.
  3. Une fois chargé de déchets, le sachet, par un mécanisme d’emballage du collector, est hermétiquement fermé sous vide pour minimiser le volume et sans eau ajoutée.
  4. A l’image du vide-ordures, une fois “fermé”, le sachet, par un mécanisme d’évacuation du collector, est expulsé automatiquement et invisiblement dans une gaine d’évacuation directement connectée au circuit pneumatique, et se dirige à 50 km/h vers le centre proxy de pré-traitement.   

Parce que les utilisateurs apprécient la fonction ET le design, les collectors peuvent être astucieusement regroupés (notamment dans la cuisine) sous la forme d’un collector “carousel” horizontal ou vertical, encastré dans un meuble (voir l’article) ou dissimulés sous le plan de travail.

Une nouvelle industrie est née : les GC ou « garbage collectors »

Un collector pour la cuisine, la buanderie, les wc, le salon… Nul doute sur le fait que certains équipementiers proposeront des solutions intégrées , encastrées, ergonomiques, sécurisées. 

Des gaines d’évacuation pour connecter les collectors au circuit pneumatique

A l’image des vide-ordures ou des gouttières pour l’évacuation des eaux de pluie, les immeubles devront être dotés d’une tuyauterie permettant la connection des collectors ménagers au circuit pneumatique municipal. Le diamètre de cette nouvelle canalisation serait de l’ordre de 20 cm.

Ces travaux d’aménagement sont tout à fait envisageables, surmontables pour changer de modèle.

De plus, ce nouveau dispositif pourrait avantageusement remplacer les tuyauteries obsolètes et annoncer la fin du tout-à-l’égout, des vide-ordures à l’ancienne, des conduits de cheminées en immeuble, etc…On pourrait même détourner l’utilisation de cette canalisation en “colonne sèche” pour améliorer la sécurité en cas d’incendie. 

Des centres proxy pour assurer le pré-traitement

Les centres proxy représentent les points de destination de la collecte pneumatique. 
Un système de tapis roulant achemine les sachets préalablement réceptionnés dans une grande réserve, vers un dispositif qui :

  • produit les informations relatives au sachet: masse, type de déchet, horodatage, destinataire industriel, (si besoin, un analyseur optique pourrait même calculer en temps réel la composition chimique du contenu), 
  • relève les informations de l’étiquette par interprétation du QR code correspondant au déposant,
  • enregistre ces informations sur la Plateforme de Gestion,
  • aiguille les sachets vers des conteneurs spécifiques prêts à être remorqués par camions en destination de partenaires industriels, spécialistes de la valorisation des déchets.

Une plateforme de gestion pour suivre les déchets 

La Plateforme assure la gestion de l’activité en enregistrant chaque déchet. Pour concrétiser la création de valeur, chaque déposant se voit alors rétribué sur son compte des “points déchets”, consultables dans une appli mobile connectée à la Plateforme

Les points étant convertibles en euros, les ménages seront fortement incités à adopter la solution.

Résultats

L’ association des « garbage collectors », de la collecte pneumatique, des « centres proxy », de la plateforme de gestion, du réseau de partenaires spécialisés, constitue un modèle performant dédié à la gestion des déchets.

Cette nouvelle chaîne de valeur répond aux attentes individuelles et collectives de manière évolutive, sécurisée, économique et conviviale, et ce, dans le respect et la préservation de l’environnement.

Bilan pour la ville 

  • diminution de camions (utilisation, maintenance, fabrication, trafic),
  • diminution des poubelles sur le trottoir et avec elles, les bruits, les odeurs, les nuisibles,
  • diminution du coût de ramassage donc des impôts.

Bilan pour le citadin 

  • corvée des sacs-poubelle allégée,
  • sentiment d’éco-responsabilité par l’éradication du gâchis alimentaire,
  • “points déchets” issus de la Plateforme, convertibles en euros.

Bilan pour l’environnement

pour les eaux :

  • économie drastique sur le traitement des eaux usées potentiellement praticables pour l’irrigation ou la baignade ! 
  • diminution de la pollution des eaux notamment des micropolluants, 
  • diminution du gaspillage en eau potable (perdue par la chasse d’eau notamment).

pour l’air :

  • économie drastique sur le fonctionnement des déchèteries,
  • diminution de la pollution (CO2, micropolluants) par la baisse de l’incinération des déchets et des boues,
  • diminution du gaspillage des matières recyclables car plus facile à extraire (papiers, cartons, plastiques…).   

pour les sols :  

  • production d’engrais de qualité en quantité, 
  • diminution de l’utilisation d’engrais chimique,
  • une meilleure préservation des terres arables. 

Le modèle est généralisable aux activités collectives par les collectors publics 

Jour de marché, 13 heures : c’est la fête aux biodéchets. Les légumes écrasés, les restes alimentaires jonchent le sol. Le nettoyage de la place de marché consiste à alimenter un collector public de biodéchets qui :

  • se présente sous la forme d’une borne sur la place publique,
  • assure automatiquement le broyage, le paquetage, l’étiquetage des déchets,  
  • réalise l’évacuation des paquets ainsi produits, dans le circuit pneumatique du quartier.
  • laisse rapidement une place de marché propre et des biodéchets en cours de valorisation.

De la même façon, nous pouvons réutiliser ce dispositif pour « digérer » :

  • les feuilles mortes,
  • les emballages, les cagettes…
  • les poubelles de rue : sandwiches, canettes, sacs…
  • le produit des voitures-balai : mégots, plastiques, détritus…
  • les biodéchets des cantines, des hôtels…
  • les toilettes publiques, 
  • etc…

Ainsi, le circuit pneumatique municipal est fortement rentabilisé par le traitement global des déchets de la ville.

En route vers la ville circulaire

Revenons à nos collectors ménagers. Nous avons vu qu’une tuyauterie unidirectionnelle (bleue par exemple) pouvait assurer la collecte de déchets de toute une ville, dans une approche écologique. 

Imaginons qu’une autre tuyauterie unidirectionnelle (rouge par exemple) soit présente à côté de la bleue, réservée, non pas à l’évacuation de déchets mais à la réception de petits biens de consommation : médicaments, produits Amazon, boissons, journaux, biscuits, fromages, miel, etc…  

Ce dispositif serait nécessairement conçu de manière adressable pour acheminer automatiquement les produits à la bonne adresse. Nous pourrions constater alors une très forte diminution de nos propres déplacements et de nos livraisons

Après nos déchets, c’est notre temps libre qui s’en trouverait valorisé.