Étude des voies de valorisation des déchets ménagers au Bénin : cas de la ville d’Abomey-Calavi

Study of valorization methods for household waste in Benin : case of city of Abomey-Calavi

• Auteur / Autrice : Melhyas Kple
• Direction : Yann Rogaume, Malahimi Anjorin, Fanou Zinsou Benoît Fagla, Pierre Girods
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du bois et des fibres
• Date : Soutenance le 24/11/2015
• Etablissement(s) : Université de Lorraine en cotutelle avec Université d'Abomey-Calavi (Bénin)
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LERMAB - Laboratoire d'Études et de Recherche sur le MAtériau Bois (Vandoeuvre-lès-Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Jean Koulidiati
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean Koulidiati, Laurent Van de Steene

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biomasse -- Gazéification

Pyrolyse

Incinération

Déchets -- Valorisation

Abomey (Bénin)

Bénin

Déchets -- Élimination

Mots clés libres

Déchets ménagers

Déchet modèle

Valorisation

Environnement

Pyrolyse

Gazéification

Combustion

Household Waste

Model Waste

Valorization

Environment

Pyrolysis

Gasification

Combustion

Résumé

Dans l’ensemble de l’Afrique de l’Ouest, la gestion des déchets est un problème prioritaire principalement pour les villes qui accueillent une population toujours plus nombreuse. C’est le cas de la ville d’Abomey-Calavi, qui n’a pas un système organisé de gestion des déchets. Pour permettre une gestion optimisée des déchets, une politique globale basée sur des éléments tangibles et démontrés doit être mise en oeuvre. Il est ainsi primordial d’analyser le problème et ses caractéristiques, de tester différentes solutions envisagées, et d’optimiser les systèmes viables. L’objectif de cette étude est de fournir des pistes de solution pour le traitement des déchets d’Abomey-Calavi. Il s’agit ainsi d’étudier la problématique, depuis la caractérisation des déchets jusqu’à la proposition de solutions appropriées et les conditions de leur mise en oeuvre. Les voies testées dans cette étude sont thermochimiques (Pyrolyse, Combustion et Gazéification). L’hétérogénéité des déchets ne permet pas leur étude en laboratoire (cher et non représentatif), c’est la raison pour laquelle il a été mis en place un déchet modèle constitué de 88% de bois, 7% de Carton et 5% de plastique établi sur la base de la caractérisation typologique des déchets de la ville et des hypothèses chimiques. L’étude de la pyrolyse a été réalisée en deux parties : une première partie concerne la pyrolyse lente en ATG tandis que la deuxième partie s’intéresse à la pyrolyse rapide. Les études en ATG ont révélé que la pyrolyse rapide du DM ne peut s’effectuer qu’à une température supérieure à 500°C. Dans la continuité des résultats obtenus en pyrolyse, une étude de gazéification à l’air a été effectuée sur le bois et le DM à une température de consigne de 800°C dans un réacteur à lit fluidisé dense. Les essais ont permis d’observer que les résultats sur ces deux types de combustibles sont très proches. Un modèle simple a été élaboré pour la production de gaz, de condensables et de charbon pendant la gazéification. L’étude de la combustion du DM dans la chaudière à grilles mobiles du LERMAB montre que la combustion est de meilleure qualité lorsqu’elle a lieu dans un réacteur de puissance élevée. Par rapport au bois, la combustion du mélange combustible (DM) dans la chaudière ne présente pas d’effets négatifs. Ces résultats paraissent très intéressants quant au choix définitif d’une meilleure voie de valorisation des déchets de la ville d’Abomey-Calavi. Enfin, une filière de gestion des DSM de la ville d’Abomey-Calavi est proposée en trois étapes, elle est basée sur un traitement mixte biologique-thermochimique des déchets qui auraient été préalablement et éventuellement partiellement séchés

Generaly in West Africa, the waste management is a priority problem mainly for the cities which welcome a growing population. It is the case of the city of Abomey-Calavi, that has no organized system of waste management. To allow an optimized management of waste, an overall policy based on tangible and demonstrated elements must be implemented. It is so essential to analyze the problem and its characteristics, to test various envisaged solutions, and to optimize the viable systems. The objective of this study is to provied solutions for the waste treatment of Abomey-Calavi. It is so a question of studying the problem, since the characterization of waste until the proposal of appropriate solutions and the conditions of their implementation. The methods tested in this study are based on thermochemical ways (Pyrolysis, Combustion and Gasification). The heterogeneous nature of waste does not allow their study in laboratory (more expensive and not representative). Thus, a model waste (MW: wood 88 %, Cardboard 7 %; Plastic 5 %) was established and based on the typological characterization of the waste of the city and the chemical assumptions. The study of the pyrolysis was realized in two parts. Slow pyrolysis in TGA and fast pyrolysis. TGA shows that the fast pyrolysis of the model waste can be made only at temperatures above 500°C. In the continuity of the results obtained in pyrolysis, a study of air gasification was made on the wood and the model waste at temperature of 800°C in a fluidized bed reactor. The tests allowed to observe that the results on these two types of fuels are very close. A simple model for the production of gas, condensable and of char during the gasification in fluidized bed was developed.The study of the combustion of MW in the boiler of LERMAB shows that the combustion is better when it is made in a reactor of high power. Compared with the results obtained on the wood, the combustion of the combustible mixture (MW) in the boiler does not present negative effects. These results seem very interesting for the choice of a better way of thermochemical treatment of the waste of the city of Abomey-Calavi. Finally, a waste management chain of HSW of the city of Abomey-Calavi is proposed in three parts and based on a mixed biological – thermochemical process preceded by the sorting