Déchet biodégradable

vignette|Mélange de déchets verts et de déchets alimentaires.

vignette|Grande station d'épuration de Stammheim (Allemagne) et ses réservoirs de biogaz produit par méthanisation de la matière organique des boues d'épuration.

Un déchet biodégradable ou biodéchet est un déchet constitué, pour l'essentiel, de matière organique naturelle pouvant être décomposés, plus ou moins rapidement, par des bactéries et, ou des microchampignons, avant d’être réintégré par les écosystèmes.. On peut citer un déchet vert ou un déchet organique comme des types de déchet biodégradable.

Les déchets biodégradables sont principalement issus de l'agriculture, de l'industrie agroalimentaire, de la restauration, de la filière bois-papier, des jardins privés ou de collectivités (espaces verts) ou de cuisines.

La réglementation européenne, pourtant, considère uniquement les restes alimentaires et les déchets de jardins ou parc comme des biodéchets.

Au début des années 2000, ils représentent généralement environ un tiers des ordures ménagères, et s'y ajoutent, pour les collectivités chargées de la gestion des déchets, la matière organique issue du traitement des eaux usées (boues d'épuration) et les déchets agricoles et des industries agroalimentaire et papetière.

Tous ont des effets importants sur l'environnement et présentent un risque pour la santé s'ils ne sont pas correctement traités.

Dans le cadre du recyclage et d'une économie circulaire, ils peuvent être une source d'humus et de compost ainsi qu'une source d'énergie (sous forme de biogaz qui peut être injecté dans le réseau de gaz ou de chaleur) ; on parle alors de biomasse énergie. Certains de ces déchets (ratés de fabrication, ou produits à date limite de consommation dépassée) avant d'être méthanisés ou compostés doivent être déconditonnés, c'est-à-dire sortis de leur conditionnement.

Définitions

Les biodéchets se trouvent généralement dans les résidus urbains solides (parfois appelées ordures ménagères biodégradables). La législation européenne ainsi que sa transposition française donnent une définition des biodéchetsArticle 3 de l'ordonnance du 25 juillet 2020 modifiant l'article L.541.1.1. du code de l'environnement . : .

Discrimination des déchets

Déchets verts vignette|Déchets verts.

Leur production est très saisonnière et en outre liée à la météo.

Ce sont surtout des déchets ou sous-produits agricoles ou agroalimentaires ; des fruits et légumes invendus ; des déchets de jardins (municipaux, de collectifs ou de particuliers) et des déchets d'entreprises de paysage (selon l’ADEME (2010), la production des biodéchets du secteur de l'entretien des espaces verts était en France de vingt tonnes par an et par salariéAdeme (2013), « Réduire, trier et valoriser les biodéchets des gros producteurs », guide pratique réalisé pour le compte de l’ADEME par IDE Environnement. Contrat 1206C0033, novembre 2013, 1.4.1.5 « L’entretien des espaces verts ».).

Déchets alimentaires de cuisine vignette|Biodéchets : déchets de cuisine et déchets de capsules de café.

Les déchets alimentaires sont issus notamment des cuisines domestiques, des restaurants, des traiteurs et de cuisines de collectivités.

Parmi les déchets de cuisine, la législation européenne distingue les déchets alimentaires qui font partie des déchets biodégradables.

En tant que contribuant au gaspillage alimentaire, on cherche d'abord à en diminuer la production. Ensuite après un tri-sélectif, ces déchets peuvent être mieux valorisés au travers d'une des trois grandes voies que sont : Le compostage (au jardin, en compostière partagée ou sur des plate-forme spécialisées) ; La production de biogaz ou biométhane ; La production de molécules d'intérêt, via les bioraffineries qui se développent dans le cadre de l'économie circulaireIaquaniello, G., Centi, G., Salladini, A., Palo, E. et Perathoner, S. (2018), Waste to chemicals for a circular economy, Chemistry–A European Journal, 24 (46), 11831-11839.Dahiya S., Kumar A.N., Sravan J.S., Chatterjee S., Sarkar O. et Mohan S.V. (2018), Food waste biorefinery: sustainable strategy for circular bioeconomy, Bioresource technology, 248, 2-12.) ; cette filière est encore émergente.

Étant très fermentescible ils sont théoriquement une bonne source de biogaz. Mais à cause de leur dispersion spatiotemporelle avant la collecte et en raison de leurs propriétés physico-chimiques et biologiques très variées, leur fermentation en digesteur présente des rendements très irréguliers et une vitesse de biodégradation moins intéressantes que les grandes sources de biomasse agricoles. Le potentiel en CH de ces déchets varie selon leur composition et « fraicheur » ; Leur taux de glucides varie de 11,8 à 74 %, la part protéique varie de 13,8 à 18,1 % et les lipides varient de 3,78–33,72 %.

Le fonctionnement d'un digesteur de déchets alimentaires peut néanmoins être amélioré de plusieurs façons : par une gestion basée sur une bonne caractérisation de ces déchetsBong C.P.C., Lim L.Y., Lee C.T., Klemeš J.J., Ho C.S. et Ho W.S. (2018), The characterisation and treatment of food waste for improvement of biogas production during anaerobic digestion–A review, Journal of cleaner production, 172, 1545-1558, résumé., pour mieux maitriser le process de biodigestion, grâce notamment à une gestion plus fine des microbes actifs dans le digesteurLi, L., Peng, X., Wang, X. et Wu, D. (2018), Anaerobic digestion of food waste: A review focusing on process stability, Bioresource technology, 248, 20-28, résumé. ; par ajouts de micronutriments, pertinents et bien dosés (si le digesteur ne contient que du biodéchet alimentaire) ; par co-digestion avec d'autres types de déchets, tel que par exemple du fumier animal ou des boues d'épuration. Des études ont montré que le digesteur produit ainsi plus de biogaz à partir de déchets alimentaires qu'en mode mono-digestion ; alors qu'en mono-digestion de déchets alimentaires, le rendement n'est que de 0,27 à de CH/kg MVS (matière volatile en suspension), en codigestion avec d'autres substrats, il grimpe à 0,272– de CH/kg MVS ; par un prétraitement mécanique (broyage/mélange), qui s'avère le plus efficace dans le traitement des déchets riches en matériau cellulosique ; par un prétraitement par oxygénation ou passage dans un réacteur aérobie pour ensuite augmenter la teneur en méthane du biogaz ; par un prétraitement thermique : la cuisson permet outre une hygiénisation d'augmenter considérablement la production de biogaz, mais un traitement excessif peut inversement réduire la biodégradabilité des déchets alimentaires. Un autre traitement thermique est le refroidissement, voire congélation/décongélation ; par une bonne gestion des mousses qui se forment à la surface, dans le digesteur ; par un déconditionnement soigneux des aliments qui étaient encore sous sachets, bocaux ou embouteillé. Toutes ces opérations ont l'inconvénient d'être énergivore et/ou longues, mais elles peuvent aussi Karthikeyan O.P., Trably E., Mehariya S., Bernet N., Wong J.W. et Carrere H. (2018), Pretreatment of food waste for methane and hydrogen recovery: a review, Bioresource technology, 249, 1025-1039..

Selon Xu (2018), les processus biologiques et physico-chimiques associés à ce type particulier de déchet doivent encore être mieux compris, en particulier les effets combinés du taux de charge organique, du temps de rétention des solides, de la composition du biogaz, du rapport C/N (carbone/azote), de la libération d'acides gras volatils, de variations du pH, du taux de certains éléments nutritifsKondusamy D. et Kalamdhad A.S. (2014), Pre-treatment and anaerobic digestion of food waste for high rate methane production–A review, Journal of Environmental Chemical Engineering, 2 (3), 1821-1830 (résumé)..

Peu d'études ont concerné les effets de la variabilité de composition de ces déchets sur les paramètres opérationnels de la méthanisation et leur valeur d’inhibition et son effet sur l’efficacité des méthodes d’amélioration de la production de biogaz.

Déchets de papier/carton

Certains papiers sont biodégradables mais ne sont pas des biodéchets.

Cependant, les contenants alimentaires contiennent souvent des films en plastique ou en aluminium et des encres nécessitant un traitement séparé, après tri-sélectif.

Plastique biodégradable et emballage biodégradable

Les définitions législatives européennes des déchets biodégradables et des biodéchets n'incluent pas les emballages plastique mais depuis 2019 la législation européenne définit la notion de plastique biodégradabledirective (UE) 2019/904 du relative à la réduction de l’incidence de certains produits en plastique sur l’environnement https://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/PDF/?uri=CELEX:32019L0904&from=EN:

Plastique biodégradable

Toutefois, la législation de 2018 donne une définition des emballages biodégradablesdirective (UE) 2018/852 du parlement européen et du Conseil du modifiant la directive 94/62/CE relative aux emballages et aux déchets d’emballages https://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/PDF/?uri=CELEX:32018L0852 :

Emballage biodégradable

Peu de plastiques sont à ce jour rapidement ou réellement biodégradables. Le tri sélectif doit permettre de les distinguer. En effet, l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail recommande de privilégier la collecte des emballages plastiques biodégradables dans la poubelle jaune afin d’intégrer une filière industrielle plutôt que de les mettre au compost... De plus, l’Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie estime que le compostage du plastique compostable n'est pas du recyclage car la matière n’est plus disponible pour fabriquer un nouveau produit..

Le Québec a une norme pour les plastiques compostables : norme CAN/BNQ 0017-088..

Au Québec,

Autres déchets biodégradables

Déchets organiques Les déchets organiques ne sont pas définis avec les mêmes caractéristiques selon les pays, notamment en Amérique du NordCCE (2017), Caractérisation et gestion des déchets organiques en Amérique du Nord—Livre blanc, Montréal, Canada, Commission de coopération environnementale, 50, lire en ligne..

Ils comprennent : les eaux-vannes ; les boues d'épuration ; le fumier ; les eaux usées ; les déchets d’abattoir ou de poissons, de même que les animaux morts (cétacés échoués, cadavres d'animaux victimes du ), qui peuvent avoir été empoisonnés, être porteurs de parasites ou de microbes indésirables (botulisme) ; ils sont donc traités par des filières spécifiques dans les centres d'équarrissage, éventuellement après désinfection.

Utilisation Les déchets biodégradables ne sont qu’en partie reconnus comme une ressource naturelle, via trois grandes usages.

Production d'énergie vignette|L'usine de production de biogaz (ensuite transformé en biométhane) de Berlin fonctionne depuis 2013 avec des biodéchets provenant de préférence de ménages berlinois (cette installation se trouve dans le quartier Westend de Berlin).

Une valorisation énergétique des déchets organique est souvent possible : la combustion directe, surtout s'il s'agit de déchets secs, se fait dans des incinérateurs autorisés, le cas échéant dans des installations spéciales s'il s'agit de déchets pollués ou à risques sanitaires (selon des conditions précisées par des arrêtés préfectoraux en France) ; la méthanisation est une voie en plein développement ; elle transforme les déchets biodégradables en plusieurs produits dont le biogaz, source d'énergie renouvelable, qui une fois épuré donne du biométhane parfois utilisé pour dans des installations de chauffage, et en digestat, valorisable comme amendement du sol.

Production de compost vignette|upright|Différentes étapes de maturation dans un composteur domestique.