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1 FORMATION INITIALE, 2 ème Année ************* Année académique 2005 – 2006 Par Joseph WETHE Expert, Eau et Environnement Volet 1 : Déchets solides municipaux

déchets solides municipaux

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Page 1: déchets solides municipaux

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FORMATION INITIALE, 2ème Année

************* Année académique 2005 – 2006

Par Joseph WETHE Expert, Eau et Environnement

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Volet 1 : Déchets solides municipaux

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OBJECTIF GENERAL DU COURS

L’objectif général de ce cours revêt trois aspects fondamentaux :

• permettre aux étudiants de mieux cerner tous les aspects liés à l’assainissement d’un

établissement humain donné ;

• les amener à pouvoir concevoir les ouvrages d’assainissement adaptés à un contexte donné ;

• et leur donner les outils nécessaires pour assurer une meilleure mise en œuvre des systèmes

d’assainissement choisis.

PLAN PROVISOIRE DE LA PREMIERE PARTIE :

L’ASSAINISSEMENT DES ORDURES MENAGERES

1. Généralités sur les déchets solides municipaux

2. Classification et composition des déchets solides urbains

3. Paramètres physico-chimiques des déchets solides urbains

4. Le cheminement global des ordures ménagères dans une ville donnée (la précollecte, la collecte,

la valorisation et le traitement)

5. Dimensionnement du matériel de précollecte et de collecte

6. Dimensionnement d’une décharge contrôlée

7. Principes de gestion des déchets solides municipaux.

8. Aspects financiers et économiques de la gestion des déchets solides municipaux.

CONTENU DU COURS ���� Cours, TD & TP.

Page 3: déchets solides municipaux

3

�Problématique de l’assainissement en Afrique

Le phénomène d’urbanisation en africain :

1. une croissance urbaine spectaculaire, proche du double de la moyenne mondiale ;

2. � doublement quasi décennal de la population et de l’espace urbain ;

3. non maîtrise du développement des villes : � multiplicité des tissus urbains avec cependant

prolifération des quartiers pauvres et illégaux ;

4. inadaptation des dispositifs juridiques et insuffisance de moyens matériels, humains et financiers

affectés au service d’assainissement,

5. incohérence des systèmes existants et faible taux de couverture du service d’assainissement

La Typologie urbaine des villes africaines :

Une typologie urbaine à deux vitesses depuis l’époque coloniale :

1. la ville spontanée (bidonvilles, quartiers à habitat spontané, quartier pauvre), consécutive à une

occupation anarchique de l’espace née des difficultés d’obtention des titres fonciers et d’accès

aux parcelles viabilisées, coûteuses pour les ménages pauvres ;

2. la ville planifiée et/ou administrée, anciens fiefs de la colonisation, quartiers résidentiels de haut

et de moyen standing, nouveaux centres administratifs et commerciaux avec immeubles à grande

hauteur et une trame de voirie urbaine bien fournie.

I/- GENERALITES SUR LES DECHETS SOLIDES MUNICIPAUX

I.1/- Définitions

Les déchets solides municipaux sont les résidus issus de la consommation ou des services qui ne

sont plus d’utilité dans nos activités socio-économiques et culturelles. Ce sont des éléments de

faibles dimensions que l’on peut rassembler dans des récipients faciles à manipuler en vue de leur

enlèvement régulier à l’aide de véhicules ordinaires.

Les déchets solides municipaux comprennent : les ordures ménagères (provenant des foyers : restes

de cuisines, papiers et verres usagers, vieux métaux et textiles, etc.), les déchets de marchés et

d’abattoirs, les déchets provenant des hôpitaux, de l’artisanat et de l’industrie, assimilables aux

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Page 4: déchets solides municipaux

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ordures ménagères, les déchets encombrants (encore appelés « monstres »), les déchets « inertes »

provenant de la démolition ou de la rénovation (gravats, bois, briques, tuiles) et les déchets

toxiques et les déchets radioactifs (par eux-mêmes ou alors contenant des éléments radioactifs).

I.2/- Classification et composition des déchets solides urbains

La composition des déchets solides urbains est généralement exprimée en pourcentage (%) de

poids. Elle varie d’un contexte à un autre. Le choix des différentes classes caractéristiques des

déchets dépend essentiellement des objectifs recherchés. Cependant, il existe dans la littérature

deux principales modes de classification des déchets solides municipaux :

1. Le premier mode propose les grandes classes d’ordures ménagères qui sont les suivantes :

• fines (φ < 20mm) • matière plastique/caoutchouc • matière organique (MO),

• papier ou le carton • verre/porcelaine/faïence • débris combustibles non classés (bois),

• chiffons • métaux/alliages (aluminium/fer, etc.) • débris non combustibles (gravats).

2. Le second mode de classification est basé sur le comportement des déchets et leurs effets sur

l’environnement lorsqu’ils sont abandonnés à eux-mêmes. Il permet de distinguer :

• les déchets inertes (fins ou encombrants) : gravats, carcasses de véhicules, verres et plastiques.

• les combustibles : papiers, textiles, bois, et plastiques, etc.

• les déchets biodégradables : matières organiques d’origine animale ou végétale.

• les déchets toxiques ou radioactifs issus des industries électrochimiques, des hôpitaux, etc.

Tableau : Exemple de composition (en 4 classes) des ordures ménagères dans certaines villes.

[GILET, 85], [ENDA, 90], [RAJAOMANANA, 96], [THUY, 98], [NGNIKAM et al, 98].

Villes Fraction fermentescible

Fraction inerte

Fraction combustible

Autres Total

Moyenne de 14 villes algériennes 77.3% 5.4% 15.7% 1.6% 100.0% Antananarivo (Madagascar) 15.0 5.9% 11.4% 67.7% 100.0% Douala (Cameroun) 78.7% 9.0% 11.0% 1.3% 100.0% Garoua (Cameroun) 42.8% 3.6% 11.2% 41.9% 100.0% Dakar (Sénégal) 41.0% 5.0% 19.0% 26.0% 100.0% France 25.0% 18.0% 42.0% 15.0% 100.0% Bamako (Mali) 35.0% 4.5% 19.5% 41.0% 100.0%

En résumé, les déchets varient en valeur absolue, en qualité comme en quantité selon la localisation

géographique, les aspects socio-économiques de la source de production.

I.3/- Paramètres physico-chimiques des déchets solides

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Ce sont des paramètres caractéristiques des déchets solides urbains pouvant influencer le choix

d’une filière de gestion dans un contexte donné. Les principaux paramètres physico-chimiques des

déchets solides urbains sont :

• la densité (densité en poubelle) : elle représente la masse des déchets solides rapportée au

volume qu’ils occupent. Sa connaissance est essentielle pour le choix d’une part, du type de

matériel de précollecte et de collecte et d’autre part, du type de traitement à préconiser. La

valeur de la densité des déchets n’aura de sens que si l’on définit les conditions dans lesquelles

elle a été déterminée. La densité en poubelle peut en effet varier fortement en fonction du

matériel de précollecte et de collecte : pour les sacs ou les seaux « poubelle », elle varie de 0,20

à 0,30 ; dans les bennes basculantes et les tracteurs agricoles, elle oscille entre 0,30 et 0,40 ;

dans les bennes tasseuses, sa valeur va de 0,45 à 0,55. La densité en poubelle varie également

en fonction du type de tissus : elle décroît des quartiers pauvres (bidonvilles) aux quartiers de

haut standing dans une même ville. La densité en poubelle varie enfin en fonction des saisons

climatiques ou agricoles : elle est élevé en saison pluvieuse et relativement moins en saison

sèche.

• le taux d’humidité : il représente le pourcentage en poids de l’eau contenue dans une masse de

déchets solides « frais », stockés à l’abri des intempéries et collectés dans un délai raisonnable.

Le taux d’humidité est variable suivant la nature du déchet (importance relative des matières

organiques), le lieu de production (type de tissus urbains), les saisons et les conditions sociales

du producteur. Il a une influence majeure sur le pouvoir calorifique des déchets et permet en

outre d’apprécier l’aptitude de ceux-ci au compostage : ainsi, pour un taux d’humidité compris

entre 50% et 70%, le compostage est possible. En milieu tropical, ce taux oscille autour de 65%

avec un minimum de 50% en saison sèche. [GILLET, 85], [NGNIKAM et al, 98].

• le rapport Carbone/Azote (C/N) : ce paramètre permet d’apprécier l’aptitude des déchets

solides à la biodégradation. Il garantit en quelque sorte la qualité du compost produit. C’est

ainsi qu’un compost est dit « valable » si les ordures ménagères de départ ont un rapport

C/N<35 ; dans ce cas, le rapport C/N du compost obtenu serait sensiblement compris entre 18 et

20. On parle aussi de la « fermentescibilité » du produit pour définir le rapport de la masse

organique (MO) sur azote organique (N). Dans ce cas, un compost sera « mûr » si MO/N est

suffisamment faible pour que les cultures ne subissent pas un effet dépressif appelé « fin

d’azote ». Si MO/N>60, alors le produit est encore frais ; si 50<MO/N<60, le produit est mi-

mûr ; si par contre MO/N<50 le produit est mûr. [HEBETTE, 96], pp.118.

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• le pouvoir calorifique inférieur (PCI) ou supérieur (PCS) d’un combustible : il mesure la

quantité de chaleur dégagée par la combustion complète de l’unité de masse de ce combustible à

une température et une pression de référence donnée. Le PCS prend en compte la chaleur de

vaporisation de l’eau contenue dans les ordures lors de la combustion. Le PCI est défini en

supposant que toute l’eau du combustible de combustion est sous forme vapeur au stade final.

Dans la pratique, on considère en général le PCI dans le cadre des études sur les ordures

ménagères. Sa détermination permet d’envisager la possibilité d’une éventuelle incinération des

déchets solides étudiés.

La relation qui existe entre PCI et PCS est la suivante :

PCIh = PCI des ordures humides (en kcal)

PCIs = PCS des ordures sèches (0 degré d'humidité) (en kcal)

ω = taux d'humidité des déchets solides considérés

La valeur du PCIs s'obtient par calcul en prenant comme référence le PCS des différentes

substances contenues dans les ordures ménagères

Tableau : PCI de quelques éléments contenus dans les déchets solides municipaux. [NGNIKAM, 00],

[GILLET, 85], [LPSS, 91]

Substance PCI (kcal/kg) Substance PCI (kcal/kg) Plastique 7 500 - 11 000th Papier/carton 4 200 - 5 200th tissus 4 200 matière organique sèche 4 000

II/- CARACTERISATION ET EVALUATION DE LA PRODUCTION DES DECHETS SOLIDES

MUNICIPAUX

La typologie urbaine des villes africaines est composée de deux grands ensembles. Le premier,

encore appelé ville spontanée, est le plus important en terme d’espace occupé et de population

concernée. Il représente les formes d’installations spontanées (bidonvilles, quartiers à habitat spontané,

quartiers pauvres), nées de suite d’une occupation anarchique de l’espace, des difficultés d’obtention

des titres fonciers et d’accès aux parcelles viabilisées coûteuses pour les ménages pauvres. Le

second, encore appelé ville planifiée et/ou administrée, regroupe les anciens fiefs de la colonisation,

les quartiers résidentiels de haut et de moyen standing, les nouveaux centres administratifs et

commerciaux avec immeubles à grande hauteur et une trame de voirie urbaine bien fournie. La

connaissance des caractéristiques des tissus urbains dans une ville donnée est importante lorsqu’on

envisage de mener des études sur les déchets solides en particulier

II.1/- Classification des déchets municipaux

PCIh = PCIs (________) - 5,835ωωωω 100- ωωωω ωωωω

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Les déchets solides municipaux sont extrêmement hétérogènes. Ainsi, pour mener à bien une

campagne de caractérisation de ceux-ci, il est fortement recommandé de disposer d’un échantillon,

aussi représentatif que possible, de l’ensemble des ordures ménagères de la zone à étudier. La

représentativité d’un échantillon d’ordures ménagères se mesure sous trois dimensions, à savoir :

• la dimension spatiale qui est fonction de typologie urbaine existante ;

• la dimension temporelle, qui fait intervenir ici l’influence des saisons climatiques (sèche ou

pluvieuse) et des saisons agricoles (périodes et types de récoltes, etc.) ;

• la dimension spécifique, qui prend en compte le paramètre que l’on veut estimer dans le tas

d’ordures ménagères.

Il est donc important de prendre en compte, simultanément, ces trois aspects dans la détermination

des caractéristiques propres des ordures ménagères à étudier.

Il existe plusieurs techniques d’échantillonnage des déchets solides municipaux parmi lesquelles la

Méthode de Caractérisation des Ordures Ménagères (MODECOM) développée par l’Agence

française pour le Développement et la Maîtrise de l’Energie (ADEME). Ces techniques sont

cependant difficilement applicables dans le contexte africain en raison de la multiplicité des tissus

urbains dans les villes, l’irrégularité voire l’inexistence de la collecte et le faible taux de couverture

du service de ramassage des ordures ménagères qui font que l’échantillon qui sera prélevé risque de

ne pas être assez représentatif de l’ensemble des déchets produits. Une des démarches adaptées serait

la suivante :

1- la stratification de la localité considérée en zones homogènes d’occupation du sol et d’habitat ;

pour cela, l’aire de prélèvement des échantillons devra être découpée et aménagée en tenant

compte de tous les types de tissus urbains rencontrés ;

2- la constitution de l’échantillon représentatif : le quartage, le prélèvement des échantillons

primaires et secondaires à étudier, la pesée des échantillons dans un volume de récipient donné

et la mesure directe de la densité en poubelle,

3- le tri manuel des déchets des échantillons selon les catégories adoptées, sur tamis de maille

égale à 20mm, la pesée de chaque composante principale et le calcul des pourcentages en poids

de chacune d’elle ;

4- le prélèvement d’échantillons pour les analyses ultérieures en laboratoire de certains paramètres

(taux d’humidité, PCI, C/N, etc.) ;

La stratification a pour but d’identifier et de définir d’une part, les activités socio-économiques

structurantes de la localité considérée et d’autre part, l’ensemble des tissus urbains existant dans

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cette localité. Elle se fait à partir de la photographie aérienne actualisée de cette localité, complétée

le cas échéant par des descentes de vérifications sur le terrain. C’est en fonction du poids de chaque

type de tissus identifiés que l’on déterminera la base de sondage et le pourcentage de prélèvements

d’échantillons par type.

La constitution de l’échantillon représentatif est une étape importante de la classification des

déchets solides. Compte tenu de l’extrême variabilité des déchets solides municipaux et de la

complexité des types de tissus rencontrés, il est important de connaître la quantité optimale

d’ordures ménagères qui doit être prélevées dans une zone homogène donnée. Pour connaître ce

poids optimum, il faut déterminer :

1. le poids des prélèvements élémentaires (Pe) à effectuer ; en général, ce poids varie entre 100 et

150 kg par zone homogène.

2. le nombre (N) de prélèvements élémentaires à faire ; pour cela, il faut tenir compte du coût ou

du budget alloué à la campagne d’échantillonnage.

3. la base de sondage, qui est fonction du poids de chaque strate identifiée, du poids et du nombre

des prélèvements estimés.

Dans une strate donnée, la prise de l’échantillon primaire ou de l’échantillon secondaire peut se

faire par prélèvement directe dans les conteneurs d’ordures ménagères fraîches ou par des sacs

poubelles remises aux producteurs la veille de l’opération. La collecte des échantillons ou des sacs

poubelles s’effectue par strate selon un itinéraire bien défini à l’avance. Pour chaque strate, il est

important de collecter une quantité suffisante de déchets : une moyenne de deux tonnes par strate

est conseillée pour constituer l’échantillon primaire. Le contenu du camion est déversé dans l’aire

des opérations et la prise des échantillons secondaires peut se faire soit par la méthode

d’échantillonnage par partage, soit par la méthode des « quarts ».

La première méthode consiste à subdiviser l’échantillon primaire en un certain nombre de fractions

de masses voisines et de propriétés similaires (échantillons jumeaux) et à sélectionner par la suite un

ou plusieurs échantillons réels par tirage au sort après partage.

La méthode par quartage consiste à subdiviser l’échantillon primaire, préalablement homogénéisé,

en quatre parties sensiblement égales et à retenir un quart après tirage au sort. Cette opération doit

être répétée une fois de plus pour obtenir l’échantillon secondaire final devant faire l’objet de tri

manuel. La figure ci-dessous schématise la méthode des quarts.

Etape 1 : Etaler les déchets sur une surface dégagée

et diviser le tas en quatre portions égales

EXEMPLE • Masse de l’échantillon

primaire = 20 kg

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Figure 1 : Processus de prélèvement d’échantillonnage par la méthode de quartage

II.2/- Evaluation de la production des déchets solides urbains.

Dans une agglomération donnée, la production d’ordures ménagères est définie en poids (en

kg/hab.) ou en volume (en m3/jour). Elle dépend des paramètres climatiques (saison pluvieuse ou

sèche), démographiques (croissance de la population), socioculturels (habitudes alimentaires, us et

coutumes, etc.), urbanistiques (typologie urbaine) et temporels (en semaine ou en week-end). Les

données nécessaires pour l’évaluation de la production des déchets solides produits dans une

localité sont les suivantes :

1- les paramètres permettant de connaître le milieu naturel et culturel : il s’agit du climat, la

température, la pluviométrie locale, les us et coutumes, l’hydrographie, l’hydrogéologie, la

nature des sols, le relief, la typologie de la végétation, la superficie de la zone géographique,

etc.

2- les données liées à la connaissance de l’établissement humain considéré : elles concernent la

démographie, la délimitation administrative de la localité, la typologie de l’occupation des sols

et de l’habitat, la répartition spatiale des activités socio-économiques, les infrastructures

existantes.

3- les paramètres de quantification et de qualification des déchets en fonction des saisons : les

quantités des déchets produits en fonction des saisons, des types de tissus et des types

d’activités rencontrées, la classification des déchets et leurs caractéristiques physico-chimiques.

4- les paramètres saisissant les pratiques actuelles de gestion des déchets municipaux dans la

localité : filière utilisée, moyens mis en œuvre, activités de récupération ou de recyclage,

principaux acteurs et leurs rôles respectifs, etc.

Page 10: déchets solides municipaux

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III/- ANALYSE DES SYSTEMES DE GESTION DES DECHETS SOLIDES DANS LES

VILLES AFRICAINES

III.1 Le cheminement global des ordures ménagères dans une ville donnée

Les principales étapes de la gestion des déchets solides municipaux sont celles présentées par

l’organigramme ci-dessous :

Figure 2 : Cheminement classique des déchets solides municipaux dans une localité donnée.

Dans les villes africaines, la gestion des déchets solides concerne essentiellement la salubrité du

domaine public. Les autres opérations étant prises en charge par les usagers (ménages, commerçants,

industriels, artisans) par apport volontaire ou par des intermédiaires rémunérés. Le schéma ci-dessous

montre quelque peu la complexité du cheminement des déchets municipaux dans les villes

africaines.

Précollecte Collecte et transport

Traitements

Valorisation (recyclage et récupération)

Production des déchets solides : Sources : ménages, PME, industries,

artisans, commerce, bureaux, équipements

Stockage banalisé au niveau du producteur (sac à poubelles, sachets,

récipients, etc.)

Stockage banalisé au niveau du point de collecte ou de regroupement (dépôts au

sol, murets maçonnés, bacs à ordures)

Collecte et transport des déchets en vrac

Mise en décharge en vrac (décharges sauvages, décharges contrôlées)

Tri des fractions valorisables

Commercialisation

Valorisation par les ménages, les artisans, les PME et industries locales

Act

ion

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usag

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Figure3 : Cycle des déchets solides municipaux dans les villes africaines

Page 11: déchets solides municipaux

11

III.2 La précollecte

La précollecte des ordures ménagères est l’opération qui consiste à ramener les déchets de la source

de production au point de regroupement ou de collecte (bac à ordures ou espaces aménagés). Ces

éléments doivent être judicieusement dimensionnés en fonction de la production journalière et de la

fréquence de collecte pour éviter tout débordement. La précollecte est adaptée dans les zones

densément peuplées et inaccessibles aux véhicules de collecte ou dans les zones de faible densité de

population et où l’habitat est dispersé. Elle peut se faire soit par apport volontaire de l’usager, soit en

porte à porte par un intermédiaire moyennant rémunération par l’usager.

1. Dans la précollecte par apport volontaire, les usagers transportent les déchets produits vers les

bacs à ordures ou les lieux de regroupement à l’aide de poubelles (poubelles classiques, sachets en

plastiques, vieux seaux, vieux récipients, brouettes, porte – tout, etc.). Ce système est à prévoir

lorsque les espaces nécessaires à l’installation des bacs à ordures ou des lieux de regroupement

sont disponibles à moins de 500m des usagers et accessibles aux véhicules de collecte.

2. La précollecte en porte à porte, qui exige que les usagers soient motivés pour payer le service rendu,

est envisageable lorsque d’une part, la zone n’offre pas d’espaces suffisants pour installer les bacs à

ordures ou les lieux de regroupement et d’autre part, dans les zones faiblement densifiées avec des

maisons éloignées les unes des autres.

Pour être économique, la précollecte doit se faire à l’aide de matériels et d’équipements produits

localement par les artisans locaux ou par les petites et moyennes entreprises locales. Parmi ces

équipements, on peut citer : les charrettes à traction animale, les pousse-pousses ou porte-touts à

traction humaine, les brouettes, pelles, râteaux, machettes, gants, bottes et cache-nez, etc.).

L’utilisation des moyens de transport « artisanaux » tels que les brouettes, les charrettes à traction

animale ou les tricycles pour la précollecte se développe dans certains secteurs des villes africaine.

Cette technologie reste cependant à rationaliser afin d’améliorer la qualité du service de ramassage

des déchets solides surtout dans les quartiers à habitat spontané et dans les zones périurbaines.

III.3 La collecte et le transport.

La collecte des ordures ménagères est l’opération qui consiste à ramasser les ordures ménagères des

bacs à ordures ou des lieux de regroupement vers la décharge contrôlée ou le lieu de valorisation.

Elle se fait au porte à porte dans les zones dotées d’un réseau de voirie en bon état et accessibles

Page 12: déchets solides municipaux

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aux véhicules de collecte. Elle peut également se faire à partir des bacs à ordures ou à partir des

lieux de regroupement aménagés, localisés et accessibles.

Le matériel de collecte est composé généralement de bacs à ordures (de volume variable selon les

localités), de plate-forme d’accueil aménagée (casier en ciment munis d’escaliers et d’une rampe pour

permettre l’accès des brouettes, des charrettes et de porte-tout). Leurs caractéristiques respectives sont :

Tableau : Caractéristiques de quelques éléments du point de collecte. [HEBETTE, 96].

Caractéristiques Conteneurs ou Bacs à ordures

Plate-forme d’accueil

Espace de regroupement aménagé

Volume (m3) 0,1 – 20 10 100 – 150 Hauteur (m) 0,5 – 1 1,2 1,5 – 2 Longueur (m) 1 – 6 4 1.000 – 2.000 Largeur (m) 0,9 – 2,3 2 2 Fréquence de vidange (jours) 2 – 3 3 – 4 3 – 4 Population desservie 100 – 2.000 2.000 20.000 Zone desservie (ha) - 100 - 200

Tableau : Comparaison des conteneurs utilisés en fonction du mode de précollecte.

Mode de précollecte

Type de conteneurs

Avantages Inconvénients

Démi – fût de 0,1 – 0,2m3

- technologie simple, car matériel de récupération

- manutention facile - accessibilité aux enfants - faible coût d’acquisition

- très faible durée de vie (moins de 3 – 6 mois)

- faible volume, donc nécessité d’en disposer beaucoup,

- lenteur lors du vidage et fréquence de vidage élevée.

Apport volontaire

Bacs à ordures de 1m3

- relativement peu encombrant - durée de vie relativement

élevé que les précédents (2 à 3 ans)

- nécessité d’une manutention mécanique

- peu accessible aux enfants - coût d’acquisition relativement élevé

Par des tiers rémunérés

Conteneurs de 6 – 20m3

- volume plus important, donc nombre réduit,

- durée de vie plus importante (en moyenne 3 à 5 ans),

- rythme de remplissage faible - important à l’entrée des

quartiers à habitat spontané et des marchés

- coût d’acquisition élevé, - nécessité d’espaces disponibles car

matériel encombrant (minimum 50m²/conteneur)

- exigence d’un socle de bétonné pour éviter l’infiltration de lixiviats

- nécessité d’une manutention mécanisée.

La démarche pour la détermination du nombre de conteneurs ou de bacs à ordures est la suivante :

1. on détermine la production totale des ordures de la localité (Q en m3) ;

2. on détermine la quantité d’ordures ménagères (Q1 en m3) par jour de service(N qui est

généralement pris égal à 6 jours de collecte par semaine) : Q1=Q/n (en m3/j) ;

3. connaissance du taux de remplissage (tr%), on détermine le volume total des conteneurs Vc (en

m3) qui est égal à Q1/tr% (en m3) ;

Page 13: déchets solides municipaux

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4. connaissant le volume d’un conteneur (v1), on calcule le nombre total de conteneurs (Nc) qui

est égal à Vc/v1, auquel il faudra ajouter le nombre de conteneurs supplémentaires de chaque

véhicule de collecte à déposer sur le point de collecte lors de la première rotation.

Les véhicules de collectes sont divers et variés. Leur choix dépend essentiellement des moyens

financiers disponibles, du personnel affecté à la collecte, de la distance à parcourir entre les points

de collecte et la décharge contrôlée, des caractéristiques et de la quantité des ordures à collecter et

du type de matériel existant au point de collecte. Parmi les véhicules de collecte les plus utilisés

dans les villes africaines on distingue :

1. Les véhicules spécialisés

• Le matériel à traction animale ou humaine : il est adapté pour les quartiers enclavés et ont une

durée de vie courte (entre 6 mois et 3 ans). Les distances de transport à parcourir ne dépassent

pas 1,5km pour les tractions humaines et 3km pour les véhicules à traction animale. Le

rendement de collecte est relativement faible (entre 5 et 20m3 d’ordures collectées par jour). Ils

sont complémentaires aux véhicules motorisés plus rapides.

• Les tricycles et les tracteurs : ils sont relativement plus chers que les précédants et adaptés pour

les petites distances. Ils ont une faible capacité, exigent moins d’éboueurs et sont envisageables

pour les petits centres.

• Les camions bennes d’entreprise : ils ont une capacité plus grande que les précédents et

parcourent des distances 4 à 5 fois plus importantes à des vitesses plus élevées. Ils sont adaptés

pour des espaces de regroupement aménagés, les points de transit et les plates-formes

d’accueil ; ils sont adaptés pour la collecte à main d’hommes ou motorisée (pelles chargeuses).

2. Les véhicules spécialisés

• les camions porte-conteneurs : ils sont équipés d’un bras hydraulique pour charger les

conteneurs pouvant transporter d’importantes de déchets. Ce type de véhicule est envisageable

pour les décharges contrôlées éloignées des grandes agglomérations.

• les camions Porte – Coffre, les multi-bennes, et les bennes compacteuses sont également des

véhicules très rapides qui offrent en outre la possibilité d’augmenter la quantité transportée par

compactage des déchets.

Tableau : Caractéristiques de quelques véhicules de collecte

Véhicules non - spécialisés Véhicules – spécialisés Caractéristiques Tricycles Tracteurs Bennes

d’entreprise Porte–conteneurs Ampliroll ou

Porte – Coffre Capacité (m3) 2,5 4,5 – 7 5 – 8 6 – 16

Page 14: déchets solides municipaux

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Nombre d’éboueurs 1 – 2 3 3 2 Rendement de collecte (kg/mn) 30 30 30 – 40 - Rendement au chargement (kg/mn) 15 – 20 15 – 20 15 – 20 - Vitesse moyenne (km/h) 30 30 30 – 40 30 – 40 Distance maximale admissible (km) 3 – 5 3 – 5 12 – 15 12 – 15

Les principaux paramètres à prendre en compte dans la détermination du nombre de véhicules

requis pour la collecte et de transport des ordures ménagères dans une localité donnée sont les

suivants :

• la quantité journalière d’ordures ménagères produites ;

• la fréquence de collecte choisie et le nombre de jours de service de ramassage ;

• la vitesse moyenne de circulation du camion (qui dépend étroitement de la fluidité du transport

et de l’état général de la voirie dans cette localité) ;

• la durée d’un cycle ou d’une rotation qui est la somme des temps de chargement du véhicule en

ville, d’un aller-retour vers le lieu de traitement ou de valorisation, les temps de chargement, de

manœuvrage de pesage, de pointage et de déchargement ;

• le nombre de rotations possibles par jour de service et par véhicule pour évacuer la quantité

produite ;

• le nombre de véhicules, qui est la production totale rapportée au volume que peut évacuer le

véhicule choisi.

Pour réduire les distances de transport, dont le coût représente selon les cas plus de 60% du coût

total de gestion des déchets solides dans une ville donnée, il est recommandé de prévoir des sites de

transit, qui constituent en fait des lieux de stockage provisoire des ordures ménagères. Cependant,

son installation ne devient nécessaire que si, dans des conditions économiques et opérationnelles

acceptables, le point de destination finale est trop éloigné et ne peut être atteint que par les mêmes

véhicules ayant servi à la collecte. Ainsi, pour des décharges contrôlées situées à moins de 15km

des points de collecte ou pour des villes produisant moins de déchets (<10t/j), ce genre de site n’est

pas rentable. Au-delà de 15km, surtout avec une production relativement élevée (>50t/j) le site de

transit devient intéressant sur le plan économique. [HEBETTE, 96].

Pour les villes africaines, il est souhaitable d’envisager des sites de transit aménagés (plate-forme,

fosse, etc.) dotés d’équipements moins sophistiqués pour éviter des investissements et des coûts

d’exploitation élevés. Les aménagements portent d’une part, sur la voie de desserte judicieusement

dimensionnée pour supporter les charges lourdes (camions de collectes), d’autre part sur les postes de

déversement, aires de manœuvre et de déchargement (quais aménagés et sécurisants) bien

dimensionnés pour éviter les pertes de temps. L’ensemble doit être clôturé, bien drainé et éclairé.

Page 15: déchets solides municipaux

15

On considère en général les grands conteneurs (au moins 30m3) pouvant être portés par des camions

spécialisés tels que les porteurs 2 essieux de plus de 19 t en charge.

III.4 Le traitement des déchets solides

En fonction des objectifs que l’on se fixe, il existe plusieurs types de traitement des déchets solides

municipaux. certaines sont encore au stade de la recherche expérimentale et n’ont pas encore été

éprouvée sur le terrain. Toutefois, la mise en décharge, le compostage et la méthanisation sont les

filières les plus utilisées en Afrique sub-saharienne.

III.4.1 La mise en décharge contrôlée des déchets solides

A/- Définition préliminaire

Une décharge contrôlée est un lieu d’élimination « définitive » des déchets solides urbains basée sur

le stockage rationnel des déchets solides dans le but d’éviter tout risque de nuisances sur la santé

humaine et l’environnement. Cette technique est le type de traitement le plus répandu en Afrique.

Cependant, l’insuffisance des moyens financiers disponibles oblige les municipalités à utiliser des

méthodes peu recommandables, notamment la mise en place des décharges « sauvages » où sont

regroupés de manière spontanée les déchets produits dans la ville.

B/- Classification des décharges contrôlées

En respect du souci de protection de l’environnement au sens strict du terme, les décharges

contrôlées devraient en principe recevoir des flux de matières qui ne nécessitent plus d’autres

formes de traitement ultérieures. Selon l’ordonnance Suisse du 01/02/1991 sur le traitement des

déchets, il existe, trois grands groupes de décharges contrôlées :

1- les décharges de matières inertes (ou décharge de Type A) sont réservées aux déchets polluants

ne nécessitant aucun traitement particulier avant leur « stockage définitif » (bris de verre, gravât,

excavation des routes, bris de béton, de tuiles et de parpaings de ciment, etc.);

2- les décharges de résidus (ou décharge de Type B) intéressent les déchets issus de l’incinération

de substances organo-chimiques et des déchets spéciaux respectant les critères stricts de la

qualité des « déchets aptes au stockage définitif » ; c’est à dire qu’au moment où ils sont

stockés, ils ne doivent pas rejeter des substances polluantes pour l’environnement ;

3- les décharges bio-actives (ou décharge de Type C) sont polyvalentes et réservées au stockage

des déchets provenant des usines d’incinération (scories), de gravât exempts de déchets

Page 16: déchets solides municipaux

16

spéciaux, des boues des stations d’épuration, des produits de vidange des fosses septiques dont

la teneur en eau ne dépasse pas 65%, des déchets urbains qu’il est impossible de brûler, des

déchets inertes de l’industrie et de l’artisanat. Cette catégorie est la plus utilisée en Afrique.

C/- Critères de choix d’une décharge contrôlée

Les critères de choix d’un site devant abriter une décharge contrôlée sont entre autres :

• la perméabilité du site : elle est liée à la nature des sols ainsi que leurs propriétés physiques,

chimiques ou biologiques. Selon le coefficient de Darcy, on distingue : les sols imperméables

favorables à l’installation d’une décharge sauvage moyennant un dispositif de drainage efficace

(exemple : les schistes argileux, les marnes, etc. dont le coefficient de Darcy<10-9m/s ou 0,1mm/j) ; les

sols semi-perméables envisageables pour l’installation d’une décharge contrôlée si le pouvoir

auto-épurateur est suffisant (exemple : sols sablo-argileux, grès, etc. dont le coefficient de Darcy est

compris entre 10-9 et 10-6m/s ou 0,1 et 10cm/j) ; enfin les sols perméables qui ne sont pas

conseillés pour une décharge contrôlée d’ordures ménagères (cas du gravier ou des alluvions, dont

le coefficient de Darcy>10-6m/s ou > 10cm/j).

• la localisation du site par rapport aux sources d’alimentation en eau et aux points de captage

d’eau : sauf cas exceptionnels nécessitant obligatoirement des aménagements stricts et onéreux,

toute décharge contrôlée doit être impérativement située en aval de points de captage ou des

sources d’alimentation pour éviter toute contamination de cette ressource naturelle.

• la capacité de stockage : elle caractérise la durée de vie de la décharge dont la moyenne varie

généralement entre 15 et 30 ans. La capacité d’une décharge dépend essentiellement de sa

superficie, de la hauteur d’entreposage (5 à 10m), de la densité des ordures, du volume des

ordures comparé au volume des matériaux inertes utilisés pour la couverture et enfin, de

l’épaisseur de la couverture finale. Par rapport au volume total de la décharge, un ratio moyen

de (70 à 100%) d’ordures ménagères contre (0 à 30%) de matériaux inertes de couverture est

recommandé pour exploiter de manière rationnelle la décharge contrôlée.

• les conditions climatiques : une décharge contrôlée ne doit jamais être orientée dans le sens des

vents dominants afin d’éviter l’envol des déchets légers et la propagation d’odeur vers les zones

d’habitation. Il est également recommandé d’éloigner la décharge des cours d’eau et des zones

inondables afin d’éviter le lessivage du dépôt lors des ruissellements. On conseille aussi de

limiter ou d’éviter le ruissellement des eaux dans le site de la décharge en construisant les

drains appropriés.

Page 17: déchets solides municipaux

17

• les contraintes socio-économiques et urbanistiques : la décharge contrôlée ne doit pas être trop

éloignée du centre de production (maximum 15 à 20 km) afin de minimiser les coûts de transport ;

au-delà de 25km commencer à envisager l’installation des sites de transit.

• l’intégration paysagère : une décharge contrôlée ne doit pas constituer une rupture de paysage

dans lequel elle est implantée. Des dispositions doivent être prises le cas échéant pour intégrer

le site dans son paysage initial pendant et après son exploitation définitive.

Une des conditions sine qua non de l’installation d’une décharge contrôlée est la réalisation sans

complaisance d’une étude d’impact environnementale selon les règles de l’art. (se conformer aux

cours d’EIE).

D/- Fonctionnement et structure d’une décharge contrôlée.

Une décharge parfaitement bien structurée et organisée est la garantie d’une exploitation efficace.

Elle doit à cet effet être équipée d’une balance à l’entrée, des dispositifs des espaces de tris des

matériaux recyclables, des dispositifs de collecte des déchets spéciaux, des salles et des bureaux

pour le personnel.

La mise en décharge des déchets consiste à les étaler en couches successives d’environ 1 à 2m dans

le site à l’aide d’un engin de génie civil, puis, à les compacter éventuellement après les avoir

recouverts d’une couche de matériaux inertes d’épaisseur de 20 à 30cm. La Ligue Pour la Propreté

en Suisse, pense que la densité des déchets mis en décharge avoisine 0,5 et qu’il faut attendre

environ 4 à 5 années pour observer un tassement différentiel et une diminution du volume des

déchets compactés de près de la moitié. [LPPS, 91].

Il existe selon la morphologie du site choisi, deux formes d’exploitation des décharges contrôlées :

1. lorsque le site est plat, on recommande de subdiviser l’espace disponible en casiers homogènes

et indépendants, encore appelés alvéoles ou parcelles séparées de digues, de superficies variant

entre 0,3 à 1 ha ; ces casiers peuvent être réalisés par la méthode des tranchées (qui consiste à

creuser des tranchées dans le sol) ou par la méthode des monticules (qui consiste à réaliser des

digues sur le sol) ;

2. en terrain accidenté, présentant soit des cuvettes soit des dépressions, il est recommandé

d’enfouir les déchets par couches successives légèrement inclinées et régulièrement recouvertes

jusqu’au remplissage de matériaux inertes prélevés immédiatement à proximité du site.

Le matériel roulant indispensable dans une décharge contrôlée d’ordures ménagères est composé

d’un chargeur à chaîne (qui ont une meilleure adhérence que les chargeurs sur pneus), et/ou bouteur

résistant pour l’épandage ou le poussage des déchets, soit alors d’un compacteur – épandeur équipé

Page 18: déchets solides municipaux

18

de godet – chargeur ou de lame de remblayage qui assure le compactage des couches de déchets

d’épaisseur variant entre 1 et 2m jusqu’à une densité de l’ordre de 0,8 à 1.

E/- Deux principales nuisances dans une décharge contrôlée : le biogaz et le lixiviat

E1/- Le biogaz

Le biogaz est un mélange de gaz carbonique inerte et de méthane combustible en des proportions

diverses qui varient selon la nature des déchets en présence et du taux de dégradation de la matière

fermentescible. Après un temps de stockage, les substances organiques présentes dans les déchets se

décomposent au contact de l’air (décomposition aérobie) et dégagent essentiellement du gaz

carbonique : c’est le cas des décharges non compactées. Dans une décharge d’ordures ménagères où les

déchets sont entassés par des compacteurs, en l’absence d’oxygène dans les couches compactées, il se

produit un processus de décomposition anaérobie dû à l’action de micro-organismes ; ce processus

s’accompagne de dégagement de méthane (CH4), de gaz carbonique (CO2), des gaz à l’état de trace tels

que l’hydrogène sulfuré (H2S, les gaz hydrochloriques et le fluorure d’hydrogène).

La gestion du biogaz des décharges représente une source d’énergie valorisable dans des conditions

techniques et économiques acceptables si le diagnostic préalable du gisement est effectué et si la

conception du réseau de collecte le rend pérenne. Les gaz des décharges peuvent être brûlés, utilisés

pour la décharge pour produire de l’électricité. Des précautions doivent être prises pour maximiser le

taux de récupération du biogaz dans la décharge1. Ces précautions sont absolument nécessaires car le

méthane non récupéré autant que le CO2, est un gaz à effet de serre dont le potentiel de réchauffement

est 24 fois supérieur à celui du gaz carbonique. En outre, le méthane est inflammable et parfois

explosif. En Afrique au sud du Sahara, il n’existe pas de décharge avec récupération de méthane.

E2/- Les lixiviats

Les lixiviats sont la conjonction de plusieurs phénomènes suivants qui se produisent dans la

décharge : mode d’écoulement de l’eau (percolation, infiltration ou diffusion), évolution du pH, du

pouvoir tampon, de la salinité, du potentiel d’oxydoréduction de la solution percollante à travers les

déchets, processus biologiques aérobies ou anaérobies. La composition des lixiviats dépend non

seulement des déchets en présence, mais surtout du temps et de l’âge de la décharge, en fonction

duquel, on relève une évolution de la composition du lixiviat.

Tableau : Composition des lixiviats en fonction de l’âge de la décharge.

Type de lixiviats Jeunes Intermédiaires Stabilisés Age de la décharge < 5 ans 5 – 10 ans > 10 ans pH < 6,5 6,5 – 7,5 > 7,5 DCO > 10 – 20 < 10 < 5 DCO/COT > 2.7 2 – 2.7 < 2

1 actuellement, le taux de récupération du biogaz ne dépasse que rarement les 50 à 70% dans les pays développés

Page 19: déchets solides municipaux

19

DBO5/DCO > 0.5 0.1 – 0.5 < 0.1 AGV (%COT) > 70 5 – 30 < 5

Les lixiviats des décharges d’ordures ménagères sont des sources dangereuses de pollution par les

métaux lourds. Il est donc fortement recommandé de bien s’assurer du drainage du socle de la

décharge de manière à renvoyer les lixiviats vers une zone centrale de traitement.

F/- Précautions à prendre lors de la mise en place d’une décharge contrôlée

Elle sont les suivantes :

1. bien délimiter l’emprise de la décharge et l’entourer d’une clôture pour éviter d’éventuels

accidents et empêcher l’accès dans le site des animaux et des personnes non autorisées ;

2. s’assurer de l’imperméabilité du site ; à défaut, prévoir un revêtement du sol (film plastique,

matières synthétiques, couche de revêtement en asphalte de 5 à 10cm d’épaisseur) ; une station

d’épuration des lixiviats doit être prévue dans le site de la décharge ;

3. drainer les eaux d’infiltration hors de la décharge en prévoyant des fosses de ceinture et

renforcer le socle sur lequel la décharge va se reposer pour éviter les glissements de terrain ;

4. prévoir, dans chaque carré de 50m de côté un système de captage, de traitement ou de

valorisation des gaz qui se forment dans les couches profondes de la décharge (exemple : buses

verticales à parois perforées empilées et lestées de pierres pour une bonne stabilité) ;

5. prévoir des systèmes de coupe-feu (digues ou tranchées) pour prévenir la propagation des

incendies ; il est conseillé d’avoir à proximité du site une réserve de terre suffisante pour lutter

efficacement contre les incendies éventuelles ;

6. prévoir des routes d’accès, les dispositif de pesage des camions, des bureaux et salle pour le

personnel, des ateliers de réparation des machines et des panneaux de signalisation.

7. en fonction des moyens financiers mis en jeu, s’équiper d’engins de tassement (compacteurs)

afin d’augmenter la capacité de la décharge ;

8. assurer un entretien et une maintenance régulières des infrastructures et équipements existants

et prévoir les travaux de restitution du site une fois la décharge exploitée (reboisement,

réaffectation du site pour d’autres usages tels que le loisir, etc.),

III.4.2 Le compostage des ordures ménagères biodégradables

A/- Définitions

Parmi les définitions existant dans la littérature, on peut en retenir deux :

Page 20: déchets solides municipaux

20

1. Le compostage peut être défini comme étant « l’ensemble des opérations par lesquelles on

prépare, à partir des ordures ménagères brutes, un composé appelé compost, ayant les caractères

généraux de l’humus (composé amorphe, hydrophile, de couleur noirâtre ayant l’odeur

caractéristique des terreaux) ». [GILLET, 1985].

2. Le compostage est également défini comme étant « un procédé biologique, contrôlé, de

conversion et de valorisation des substrats organiques (sous-produits de la biomasse, déchets

organiques d’origine biologique) en produits stabilisés, hygiénisés et semblables à un terreau et

riche en composé humique, encore appelé le compost ».

Tous les déchets contenant du carbone « éliminable » par voie biologique peuvent être compostés.

Il s’agit : des épluchures de fruits et légumes, les restes de repas, les déchets de cuisine en général,

plantes vertes, litières des animaux domestiques, pailles, poils, plumes, feuilles mortes, branches

d’arbres et de haies, etc. Ne peuvent être compostés les produits suivants : les papiers journaux avec

encre, les papiers peints, les déchets inertes (plastiques, métaux, verres, céramique, cailloux et gravât).

La durée du compostage dépend de plusieurs facteurs tels que la grosseur des éléments à composter,

l’importance du tas à composter, la proportion des matières organiques difficilement dégradables

(matières ligneuses végétales), la fréquence des retournements (plus le retournement est rare plus long est

le processus de fermentation), la teneur en eau dans le tas. Cependant, en région tropicale, si toutes les

étapes sont bien respectées, la durée du compostage est d’environ 3 mois.

Le ver de terre, les micro-organismes et les bactéries envahissent le tas en décomposition et

contribuent ainsi à l’accroissement rapide de la température de ce tas (jusqu’à 75°C). Ils dégradent

les glucides et les protides indispensables à leur croissance. Il se produit l’oxydation des composés

carboniques et l’émission d’eau et de dioxyde de carbone. Lorsque les substances facilement

accessibles sont consommées au maximum par les micro-organismes, la température du tas de

compost commence à baisser. Les substances difficilement dégradables sont ensuite éliminées par

d’autres formes de micro-organismes, moins nombreux et dont les besoins en oxygène sont

inférieurs. A ce stage, la chaleur se dissipe plus rapidement qu’elle ne se forme et entraîne une

baisse de température. Cependant à chaque retournement du tas la température peut augmenter

légèrement. La phase de mûrissement qui s’ensuit est caractérisée par la baisse sensible de la

température du tas de compost jusqu’à la valeur de la température ambiante. C’est à partir de ce

moment que l’on peut utiliser le compost. En fonction de l’évolution de la température dans le tas

en décomposition, on distingue trois principales phases de la dégradation de la matière organique

qui sont :

Page 21: déchets solides municipaux

21

• la phase mésophile, pour les températures variant entre 40 et 50°C, durant laquelle les protéines

sont attaquées en premier lieu ;

• la phase thermophile, caractérisée par un dégagement intense de la chaleur, libérant ainsi de la

vapeur d’eau et du CO2 ;

• la phase de mûrissement ou de maturation avec la disparition progressive des espèces

thermophiles et la baisse de la température jusqu’à la température ambiante ; cette phase est

caractérisée par la stabilité du compost produit qui prend ainsi l’aspect des terreaux.

Certains paramètres peuvent influencer le processus de compostage. On peut citer entre autres, la

taille des particule en décomposition, le taux d’oxygène lacunaire, la température, le pH, la teneur

en eau, la concentration du substrat, la présence ou non d’accélérateur ou d’inhibiteur des réactions

enzymatiques.

B/- Les précautions à prendre pour l’installation d’un site et les techniques de compostage

Les principales précautions liées au choix et à l’implantation d’une compostière sont entre autres :

1. l’accessibilité du site aux véhicules de collecte des ordures ménagères ; ce site doit en outre être

clôturé ;

2. le drainage parfait du site au moyen des caniveaux bien dimensionnés ; le site doit avoir en

outre une déclinaison suffisante (>0,2%) pour permettre l’écoulement des eaux de surface ;

3. le bon dimensionnement du site de manière à ce qu’il permette les opérations de compostage y

compris toutes les autres équipements utiles (hangar de broyage, magasin) ;

4. l’éloignement du site (> 200m) des habitations (pour éviter les bruits pendant le broyage

motorisé) ;

5. la possibilité d’avoir des espaces agricoles pour l’expérimentation du compost en vue de sa

promotion auprès des agriculteurs et jardiniers.

C/- Les différentes techniques de compostage

Il est nécessaire de distinguer le compostage à petite échelle, encore appelé compostage artisanal, et

le compostage industriel.

1. Le compostage artisanal (ou décentralisé), plus courant dans les pays africains, utilise du

matériel léger avec une forte intensité de main d’œuvre. Cette pratique est limitée au traitement

d’une quantité peu importante de déchets (maximum 20 tonnes/jour) et nécessite peu

d’investissement mais plus de besoins en terrain suffisant. Dans les pays en développement on a

Page 22: déchets solides municipaux

22

pu identifier cinq pratiques de compostage décentralisé dont les caractéristiques spécifiques sont

consignées dans le tableau ci-dessous. [NGNIKAM, 00], pp47.

Tableau : Comparaison des différentes méthodes de compostage décentralisé des ordures

ménagères.

Méthode Caractéristiques Points faibles Lieux d’application Récupération de terreau des décharges

• Tri par tamisage manuel de la matière organique en décomposition

• Pas de tri préalable des déchets ;

• Risques de contamination par les métaux lourds

• Bamako (Mali) • Niamey (Niger) • Cotonou (Bénin) • Kinshasa (Congo D.) • Yaoundé (Cameroun)

Compostage en tas

• Tri manuel des fractions non fermentescibles

• Formation de tas successifs de 1 à 5 m3 avec retournements périodiques.

• N’est pas adapté pour la production à grande échelle

• Nécessite plus d’espace

• Jakarta (Indonésie) • Lima (Pérou) • Olinda et Peixinhos

(Brésil)

Compostage en andins ouverts

• Tri manuel des fractions non fermentescibles

• Formation des andins (de 2 à 3.5m de large et 1 à 1.8m de hauteur) avec retournements périodiques.

• Nécessite un retournement plus fréquent et une main d’œuvre plus importante

• Porto Novo et Tohué (Bénin)

• Accra (Ghana) • Yaoundé (Cameroun) • Ouagadougou (Burkina

Faso) Compostage en lits

• Ouverture d’une fosse ou construction d’une structure murale sur le sol

• Tri manuel des fractions non fermentescibles

• Requiert plus d’investissement que la méthode des andins

• Louga (Sénégal) • Kano (Nigeria) • Ficksburg (Afrique du

Sud) • Guatemala City (Pérou)

Différentes activités du compostage décentralisé

Dans un système de compostage décentralisé, les principales opérations suivantes permettent

d’obtenir du compost à partir des ordures ménagères biodégradables :

• la collecte et le transport des ordures ménagères vers les sites de compostage ;

• le tri de séparation des composantes biodégradables de celles qui sont dites inertes ;

• le broyage ou le déchiquetage éventuel des déchets volumineux afin d’augmenter la surface

spécifique et la surface d’attaque des micro-organismes et faciliter la pénétration de l’eau et de

l’air à l’intérieur du tas constitué ;

• les différentes techniques permettant la bonne fermentation aérobie de la matière organique : la

mise en tas suivant des dimensions facilement « manipulables » par les éboueurs (exemple

H=1,5m et Φ = 1,5 à 2m) ; l’arrosage ou l’étalement du tas éventuel selon la teneur en eau dans

les tas et l’aération du tas pour augmenter la quantité d’oxygène ; les cycles de retournement et

brassage du tas (3 à 4 fois dans la période) afin d’accélérer et d’uniformiser la décomposition de

Page 23: déchets solides municipaux

23

la matière organique ; le contrôle régulier de la température du tas et enfin, le stockage en vue

du mûrissement du compost, la baisse de la température et du taux d’humidité du compost, etc. ;

• les diverses opérations d’affinage du compost produit en vue d’obtenir ou de faciliter son

transport, sa manipulation et son utilisation en agriculture ou en élevage selon le cas (le broyage

final et le tamisage pour faciliter l’épandage dans les champs, le conditionnement du compost, etc.).

Pour créer les conditions favorables à la dégradation biochimique, il est recommandé de veiller à ce

que la ventilation du tas soit appropriée de manière à faciliter le remplacement de l’air chargé de

CO2 dans le tas par de l’air frais. En outre, il faut que les ordures ménagères en dégradation soient

homogénéisées et réduites en petits morceaux (broyage ou déchiquetage d’éléments grossiers à l’aide

des machettes, des ciseaux de jardin ou de broyeurs) en vue d’augmenter les surfaces de contact entre

les déchets et la microflore.

Pendant le compostage des ordures ménagères, il est important de suivre les règles suivantes :

• bien mélanger le tas de matières organiques, car les résultats du compost sont fonction des

« input » : les déchets et les restes de cuisine apportent beaucoup d’éléments nutritifs et

favorisent la décomposition microbienne ; les branches d’arbres fraîches ou les haies, plus

difficilement dégradables et résistantes à la décomposition microbienne, conservent au compost

une structure plus légère et sont excellentes pour la formation de l’humus. Aussi, en fonction

des résultats que l’on souhaite obtenir, un dosage rationnel de ces composantes organiques dans

un tas de compost est intéressant.

• éventuellement y ajouter des adjuvants ou des accélérateurs de fermentation (bouses de vache,

fiente de poules, drêche de brasserie, etc.),

• retourner régulièrement les tas pour assurer une bonne oxygénation et veiller au taux d’humidité

dans les tas pour éviter toutes formes de pourritures (recouvrement des tas par temps de pluies,

arrosage des tas par temps d’ensoleillement).

Lorsqu’on respecte les règles minimales du compostage, on est à l’abri des odeurs. De nombreuses

expériences dans le monde et en Afrique ont montré que les rendements agricoles sont nettement

améliorés avec l’apport d’un compost de bonne qualité, et ces plantes résistent mieux aux maladies.

2. Le compostage semi-industriel ou industriel (ou centralisé) requiert par contre du matériel semi-

mécanisé ou totalement mécanisé, plus ou moins sophistiqué, et une main d’œuvre qualifiée. Ce

procédé, très peu répandu en Afrique, est généralement utilisé dans les grandes villes pour

traiter des quantités importantes de déchets municipaux. Les principales étapes de ce type de

procédé sont les suivantes :

Page 24: déchets solides municipaux

24

Le compostage sémi-industriel, dont la capacité peut atteindre 50t/j, est caractérisé par la

mécanisation des postes de réception et de transport interne des déchets ; par exemple, la

manutention et le retournement par des chargeurs sur pneus, les opérations de tri et quelquefois le

retournement peuvent être manuels. Le compostage industriel par contre peut être à fermentation

lente, avec apport d’air par retournement successif de la masse ou par aération forcée ; il peut

également être à fermentation accélérée dans une enceinte fermée munie d’un brasseur permanent

ou intermittent. La spécificité du compostage industriel est que le broyage se fait avant la

fermentation ; ce qui constitue un de ses inconvénients majeurs, car un élément indésirable peut être

broyé et dispersé dans la masse de déchets, rendant ainsi difficile les opérations de tri. L’absence de

tri avant broyage peut également entraîner la dispersion des métaux lourds dans le tas. Ce procédé

n’est pas adapté au contexte africain parce que d’une part, les déchets qui y sont produits sont très

humides et riches en sable, et d’autre part, les débouchés du compost sont quasi incertains. En

Afrique, les usines de compostage d’ordures ménagères souffrent des problèmes d’exploitation et

des problèmes techniques (inadéquation entre nature, composition des déchets et, technique utilisée,

politique de maintenance et d’entretien, etc.) et le problème de mévente du compost.

Le choix entre le compostage décentralisé et le compostage centralisé dépend essentiellement des

moyens financiers disponibles, de l’importance des infrastructures routières, de la disponibilité des

sites de compostages, des utilisations réelles du compost produit, du personnel technique disponible

sur place et des équipements. Chacune de ces variantes présente les avantages et des inconvénients

suivants :

D/- Les enjeux sanitaires du compost

L'accumulation des ordures ménagères dans les dépôts sauvages, comme c'est le cas actuellement

dans la plupart des villes de l'Afrique Centrale et de l'Ouest, constitue un danger pour la santé des

populations avoisinantes à cause des vecteurs d'infections que les déchets peuvent développer. Par

contre, le compostage lorsqu'il est bien conduit, permet d’une part, la destruction des germes

pathogènes (grâce à la chaleur et les réactions antibiotiques) et d’autre part, la réduction du nombre

Stockage des déchets

Broyage et Tri du « broyat »

Fermentation aérobie (lente ou accélérée)

Maturation

Affinage (Compost et Refus)

Figure 6 : Etapes du compostage industriel des ordures ménagères [NGNIKAM, 00], pp.49

Page 25: déchets solides municipaux

25

de dépôts sauvages des déchets, sites propices à la multiplication de mouches et de moustiques,

vecteurs du paludisme et d'autres maladies infectieuses.

La pratique du compostage a été inspirée par le souci d’améliorer les rendements agricoles.

L’utilisation des ordures ménagères brutes en agriculture présente des inconvénients du fait de la

présence d’éléments inertes. Les plantes et les légumes cultivés sur du compost « hygiénisé » ne

posent pas de problèmes épidémiologiques et peuvent en générale être consommés sans restriction.

Il en est de même des ouvriers agricoles qui utilisent le compost en agriculture [CROOS &

STRAUSS, 85]. Un problème hygiénique apparaît lorsque le compost utilisé est produit de manière

non professionnelle (matière organique triée directement sur une décharge). Des expériences ont révélé

que la destruction des germes pathogènes est efficace si le compostage aérobie est bien organisé,

c'est à dire si une température de 70°C est maintenue pendant 30 mm dans l'ensemble du tas, ou

65°C pendant plusieurs heures. Une phase thermophile (température élevée), à 65°C pendant 7 jours,

est recommandée pour le compostage en tas ouvert [BERTOLDI et al, 87].

E/- Les enjeux agricoles du compost

Les sols africains, surtout en zone de savane et sahélienne, deviennent de plus en pauvre par suite

de leur surexploitation et par manque d'apport de matière organique. L’apport de la matière

organique sous forme d'humus2 améliore les conditions physiques, chimiques et biologiques des

sols [SEGURA, 84]. Il stabilise et structure le sol tout en augmentant sa perméabilité. Il a un

pouvoir tampon tout en régulant et en stimulant la nutrition minérale des plantes ; ce qui conduit à

l’augmentation de l’activité biologique de celles-ci. Incorporé au sol, il réduit et annule les effets

désastreux de l’érosion hydrique et éolienne. Il exerce sur les sols une action chimique permettant

une meilleure utilisation des engrais chimiques. Le compost ne sera toutefois rentable que si son

coût de revient au niveau de l’utilisateur est supportable. Pour cela, il faudra réduire le coût de

transport, en produisant le compost là où la demande est réelle (proche des maraîchages), où la main

d’œuvre est disponible et bon marché, et enfin, là où il y aura possibilité d’acquérir à moindre coût

des additifs (tels la drêche des brasseries, la fiente de poule) qui permettent d’enrichir le compost.

L'azote présent dans le compost sous forme organique et en faible quantité est non lessivable. Il est

lentement et progressivement minéralisé, ce qui lui vaut le pouvoir d’être facilement assimilé par

les plantes en croissance. L'incorporation du compost urbain dans les champs a globalement des

effets favorables sur les cultures. L'application du compost à 30 ou 50 t/ha sur certaines cultures

(maïs, Laitue, Folon, Zoom3) généralement pratiquées en zone périurbaine au Cameroun a montré une

multiplication des rendements de récolte par 1,5, 2 ou 3 [NGNIKAM et al, 95]. Ainsi, le

2 une tonne de compost urbain à maturation produit 57 kg d'humus. [SEGURA, 84].

Page 26: déchets solides municipaux

26

compostage, en plus des effets sanitaires, peut permettre d’améliorer les rendements agricoles en

zone périurbaine, créant ainsi une plus value chez les maraîchers. Cependant, le compost ne

trouverait pas encore de débouché important et durable en Afrique. [LPPS, 91].

F/- Les enjeux environnementaux du compost

Les principales nuisances liées au compostage sont dues au non respect des règles minimales en

matière de compostage, à la pollution des eaux de surface ou souterraines suite à l’infiltration des

lixiviats provenant des tas de compost non protégés et mal drainés. Mais une bonne maîtrise du

processus de compostage (bonne aération, protection contre les infiltrations des eaux de pluie,

imperméabilisation du fond de tas, etc.), peut permettre de limiter cette pollution.

En plus de la limitation de la pollution physique du milieu récepteur, un autre bénéfice essentiel du

compostage est la limitation des émissions des gaz à effet de serre. Une étude menée récemment

montre que le compostage et l'utilisation rationnelle du compost en agriculture permettent d'éviter

les émissions de gaz à effet de serre de 7,8 tEC à l'horizon de 20 ans en zone forestière, 5.2 tEC en

zone de savane : ceci nécessite un investissement de 1 200 fCFA par tonne de carbone évité dans

les conditions de Yaoundé. Cet investissement semble être dérisoire comparativement aux autres

procédés utilisés pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre, comme le boisement qui

coûterait 35 000 fCFA par tonne de carbone évité, le développement de l'hydroélectricité qui

coûterait entre 50 000 et 100 000 fCFA par tonne de carbone évité, etc.[CHARTIER, 85]. Ainsi, le

compostage artisanal apparaît comme une technologie adaptée pour limiter les émissions des gaz à

effet de serre et à moindre coût.

III.4.3 La récupération et le recyclage des déchets solides municipaux

A/- Définition

Une certaine confusion règne sur la définition des ces deux termes :

• le recyclage peut être défini comme étant l’utilisation des résidus et des déchets, ainsi que

l’introduction de matières déjà utilisées dans le cycle de consommation et de production

économique. Il s’agit également de la séparation d’un résidus ou d’un groupe de résidus

spécifiques de la masse totale des déchets solides municipaux, et la transformation de ces

déchets en produits utiles à la fabrication d’autres produits, lesquels peuvent ou non ressembler

au produits d’origine.

3 nom local de certains légumes très prisé dans les marché camerounais

Page 27: déchets solides municipaux

27

• la récupération des déchets est l’extraction de ces déchets de la matière ou de l’énergie, en vue

d’utilisation économiquement rentable.

Il en découle que le recyclage des déchets peut permettre d’économiser les matières premières.

Cependant, le recyclage de certains déchets est très coûteux en ce qu’il nécessite une quantité

d’énergie considérablement élevée et des procédés de raffinage sophistiqués. En outre, les produits

dérivés des déchets n’offrent pas toujours une qualité de finition satisfaisante.

La récupération des déchets est assez pratiquée en Afrique mais beaucoup plus à petite échelle

(secteur informel) à cause de la main d’œuvre bon marché et de la rareté des ressources financières.

C’est en cela qu’elle ne réduit que de très peu la quantité des déchets produits sur l’ensemble de la

localité. Elle se déroule au niveau du producteur lui-même, dans les points de collecte, les lieux de

regroupement ou dans les décharges. Les récupérateurs (directs, intermédiaires) de déchets, utilisent

du matériel artisanal pour la collecte de leurs « produits » qu’ils revendent aux ménages, à des

transformateurs, des réutilisateurs ou des commerçants. Ces derniers peuvent soit directement les

réintroduire dans le circuit de consommation sans aucune forme de transformation, soit par des

techniques simples, fabriquer des objets utilitaires revendus sur le marché local. La récupération et

le recyclage intéressent les sous-produits suivants :

1. Le cas des vieux papiers/cartons : (journaux, déchets à base de papiers et de cartons usagés ou non,

imprimés ou non, provenant des industries, du commerce, de l’administration, des bureaux, de

l’artisanat et des ménages). La récupération des vieux papiers est de plus en plus vulgarisée et

permet d’économiser la cellulose. Cette récupération permet d’en fabriquer d’autres papiers ou

alors des objets utilitaires à base de papier ; elle nécessite beaucoup d’eau pour le lavage,

l’apport en produits chimiques (soude caustique, peroxyde d’hydrogène, du savon ou de l’acide

oléique) et de l’air insufflé pour la séparation des impuretés (encre, colles, etc.). Ces impuretés

sont transférées dans une station d‘épuration prévue à cet effet. La pâte purifiée peut également

être séchée et stockée sous forme de ballots ou de feuilles. En Afrique, des expériences de

recyclage « artisanal » des vieux papiers et cartons existent. Les principaux produits issus de ce

recyclage sont les papiers recycler, les mannequins, les alvéoles d’œufs, etc.

2. Le recyclage des verres usagers : il nécessite des investissements importants, une technicité

élevée, une quantité importante d’énergie fossile (fuel lourd, gaz, électricité) pour la cuisson et la

fusion dans les fours. Le recyclage du verre est une activité rentable pour les industries

concernées et les pertes lors du recyclage sont faibles. La qualité du nouveau produit issu du

recyclage de verre est toujours conservée. En Afrique seul la récupération des verres usagers est

Page 28: déchets solides municipaux

28

développée : les bouteilles de boisson, les dames-jeannes, etc. sont réutilisés à d’autres fins

(vente détaillée d’huile, de pétrole, de sels, etc.).

3. Le cas des vieux métaux ferreux ou non ferreux : le recyclage des métaux est trop coûteux et

s’effectue de manière industrielle dans les pays du Nord. Il nécessite que les déchets soient

préalablement bien triés et propres. L’incinération des métaux entraîne le plus souvent des

émanations de gaz toxiques. En Afrique, le recyclage de l’aluminium est très développé dans les

grandes villes. Il permet de fabriquer des ustensiles de cuisine (casseroles, marmites, plats,

cuillères, etc.).

4. Le cas des plastiques : Les matières plastiques, parce que très diversifiées, ont des applications

multiples. Elles interviennent de plus en plus dans notre mode de vie et de consommation. Leur

récupération permet d’économiser la matière première. Les matières les plus utilisées sont le

polyéthylène, le polyvinyle de chlorure (PVC), le polyamide et le polystyrène. Ceux-ci

appartiennent à la catégorie des thermoplastiques (films d’emballage, sacs en plastiques, pots

de yaourt, bouteilles d’eau minérale ou d’huiles, etc.). Le second groupe des matières plastiques

sont les thermodurcissables, (résines phénoliques ou mélanines et polyesters non saturé dans les

produits tels que les interrupteurs, les couverts de table, les boîtiers de perceuses, les manches de poêles,

etc.). Le troisième groupe est constitué des élastomères qui se situent entre les thermoplastiques

et les thermodurcissables ayant une plasticité élevée : chargés, ils s’étendent et déchargés, ils

reprennent leurs formes initiales. On regroupe dans cette classe, le caoutchouc naturel ou de

synthèse, les polyuréthannes tels que la gomme, les éponges, etc.

La fonte des thermoplastiques permet leur réutilisation plusieurs fois dans le secteur des emballages

et la fabrication d’autres produits tels que les cintres, les pots de fleurs, les ustensiles de cuisine, les

seaux, les gaines de protection des câbles, les tubes et boîtiers électriques, les tuyaux d’irrigation,

les sachets et films d’emballage, les sacs poubelles, les mannequins et poupées, les jouets pour

enfants, etc. La principale difficulté rencontrée reste cependant la présence d’impuretés et de saletés

dans les déchets plastiques, du fait de l’absence de collecte sélective des déchets à partir des

ménages : on note ainsi un encrassement des déchets de plastiques par les huiles, les graisses, les

peintures, les produits détergents, les produits chimiques, la matière organique, etc. Cette situation

nécessite un nettoyage supplémentaire et donc des coûts additifs non négligeables. Les coûts de

collecte des matières plastiques sont en outre trop élevés pour un volume de collecte important

malheureusement avec un poids relativement faible. Enfin, la diversité des matières plastiques rend

également difficile leur récupération directe et leur recyclage.

Outre la transformation des déchets de matières plastiques en granulés (encore appelée refonte, bien

adaptée aux polyéthylènes, polypropylènes et polystyrènes), il existe deux procédés (chimiques) de

Page 29: déchets solides municipaux

29

recyclage des matières plastiques permettant de les réintroduire dans le cycle des matières

premières. Ce sont, la pyrolyse et l’hydrolyse.

• La pyrolyse est adaptée au recyclage des matières plastiques fortement imprégnées d’autres

substances et parfois sales. Elle se fait dans un réacteur à combustible fluidisé. Le procédé est

simple et consiste dans un premier temps à séparer, en l’absence de l’air dans le réacteur fermé

et chauffé entre 400 et 800°C, les plastiques en fonction de leur composition chimique initiale.

Ce procédé s’achève ensuite par le stockage de la nouvelle matière première (méthane, éthylène,

benzène et substances aromatiques liquides réutilisables dans les industries chimiques) et l’énergie

(sous forme de gaz, huile, houille).

• L’hydrolyse est adaptée pour le recyclage des polyuréthannes (mousse de polyesters, matelas,

revêtements, pièces de véhicules, etc.), des polyamides et des polyesters (textiles, revêtement de sol,

pièces techniques). Grâce à la vapeur d’eau, une forte pression et une température élevée, les

matières plastiques se décomposent et produisent des matériaux de base de bonne qualité.

5. Le cas des batteries et piles usagées : Les solutions de recyclage des piles et des batteries

usagées sont très onéreuses. Les deux principales méthodes de recyclage utilisé en Suisse son

les procédés Récytec et Sumimoto [LPPS, 91] :

• le procédé « Récytec », est conçu pour tous les types de piles sèches. Il consiste à briser les

piles par pyrolyse (à 650°C), à récupérer et à retraiter toutes les matières par lavage des restes

de piles dans de l’eau bouillante, par sédimentation du bioxyde de manganèse et par séparation

par voie magnétique des restes métalliques (extraction des éléments ferreux des non-ferreux). A la

suite de ces opérations, il est procédé à la dissolution de l’ensemble dans un bain de tétrafluore

et au tri sélectif de zinc, de cadmium, de cuivre et de nickel. Les déchets « ultimes » sont mis en

décharge ;

• le procédé « Sumimoto », avait été élaboré au Japon ; il accepte tous types de piles mais

n’offre pas un rendement acceptable si la pile ou la batterie a une teneur accumulateur NiCd

inférieure à 5%. Les déchets de piles passent dans un four vertical à pyrolyse où est extraite une

bonne quantité de mercure transformée en mercure liquide ou métallique. Pendant cette phase,

les éléments organiques sont décomposés en combustibles liquides ou en résidus solides

carbonifères et en composés halogènes organiques. Le chauffage de ce mélange, à base de métal

et d’oxyde à une température élevée dans un four de fusion par induction, transforme

respectivement le bioxyde de manganèse et l’oxyde de fer en manganèse et en fer réutilisables

dans la production d’acier. Le zinc quitte le four de fusion sous forme de gaz pour être par la

Page 30: déchets solides municipaux

30

suite condensé et transformé en barres. Les scories (matériaux réfractaires) sont enfin mises en

décharge ou peuvent être réutilisées dans le secteur du génie civil.

6. Le cas des huiles usagées : Les huiles usagées (huiles de graissage usagées, des émulsions d’huiles,

des huiles de moteur et d’engrenage, des résidus venant des conteneurs d’huiles et de carburants, etc.),

sont des déchets spéciaux boueux contenant des substances huileuses et graisseuses qui

proviennent des secteurs de la mécanique automobile, des industries électrotechniques et

électromécaniques, etc. Les huiles usagées sont rejetées dans le milieu naturel, principalement

dans les caniveaux de drainage sans traitement et posent ainsi d’énormes problèmes sur

l’environnement en polluant durablement la ressource en eau par infiltration dans le sol. Le

recyclage des huiles usagées peut être possible, à condition qu’elles ne soient pas mélangées à

d’autres impuretés : il est nécessaire que les huiles minérales (lubrifiants) et les huiles

organiques soient séparées au départ. L’incinération des huiles contenant des impuretés telles

que les polychlorures de biphényle (PCB) utilisés dans l’industrie des machines-outils pour

éliminer les copeaux des pièces d’usinage, libèrent de la dioxine et requiert des procédés trop

coûteux. Il existe deux procédés de récupération des huiles usagées minérales, à savoir :

• le raffinage : il est envisageable pour des résidus « propres », exempts de PCB ; le raffinage

conduit à la fabrication de nouvelles huiles de base qui, après traitement, permettent d’obtenir

de nouveaux combustibles utilisables en entreprise ;

• l’incinération : elle produit de la chaleur que l’on peut récupérer et réutiliser comme

combustible sur le lieu d’émission ou dans d’autres industries situées à proximité. Cependant

l’incinération des huiles minérales libère des gaz et des substances très toxiques contenant du

zinc, du plomb et autres composés métalliques. Les huiles organiques, telles que les huiles de

fritures ne peuvent être récupérées que pour la fabrication de nourritures pour les animaux, des

graisses et des savons à usages techniques et domestiques.

7. Le cas des pneus usagés : L’accroissement rapide du parc automobile dans les villes génère

des vieux pneus encombrants. Ces derniers peuvent être recyclés par plusieurs approches :

• par rechapage ou regommage ou encore recaoutchoutage, : à chaud, le rechapage des pneus

usagés consiste à revêtir d’une bande de roulement neuve après avoir enlevé la bande de

roulement usagée et apposé du caoutchouc brut que l’on reprofile et chauffe à 150°C pendant

40mn. Le rechapage à froid consiste à apposer sur la carcasse une bande de roulement reprofilée

au départ puis à introduire l’ensemble dans un four chauffé à 90°C. Les pneus rechapés coûtent

moins cher (25% du prix de revient) et permettent de réaliser des économies d’énergie

Page 31: déchets solides municipaux

31

considérable (moins de 50% de carburant utilisé lors du rechapage qu’à la fabrication de pneus

neufs) ;[LPPS, 91].

• par incinération et récupération d’énergie : ce procédé est très utilisé dans les cimenteries ou

pour la production d’eau chaude ou de vapeur d’eau ; le PC d’une tonne de pneus usagés

équivaut à 850kg de fuel de chauffage. Cependant, l’incinération des pneus usagés pose le

problème de rejet d’importante quantités de soufre, de zinc et de suies dont l’élimination est

onéreuse.

• comme matériaux de construction : les vieux pneus sont utilisés dans les travaux de génie civil

pour le remblaiement des zones marécageuses, comme supports d’ancrage (étayage) en

assainissement des talus, pour le soutènement des pentes, comme granulats en caoutchouc, et

comme éléments de répartition des charges dans la voirie en cas de sol de fondation peu

résistant.

D’une manière générale, la récupération ne sera envisageable en Afrique que si les déchets solides

produits sont suffisamment « riches » en résidus à récupérer ; ce qui n’est pas le plus souvent le cas.

[ENDA, 90]. La participation du secteur informel dans le circuit de récupération est remarquable en

Afrique. Cependant cette participation n’est pas encore suffisamment pris en compte dans les

différents plans d’action des municipalités, alors qu’elle pourrait avoir une influence notable sur

l’économie des investissements à effectuer dans la gestion globale des déchets solides municipaux.

- Le recours à la récupération et au recyclage des ressources comme méthode de traitement des

déchets devra se justifier dans les cas de figure où l’analyse économique de cette filière n’est

économiquement rentable pour la municipalité, comparée à la méthode conventionnelle (en

l’occurrence la mise en décharge) de traitement que l’on voulait substituer ou combinée.

L’évaluation des flux des matière recyclées demeurent très complexes en Afrique Sub-

saharienne. Elle nécessite en effet des enquêtes de longue durée, et plusieurs études effectuées dans

ce sens ne se sont intéressées jusqu’ici, qu’aux volets domestiques de la récupération4, au niveau

des décharges municipales ou dans les décharges sauvages. Les déchets provenant des secteurs

industriels et administratifs sont souvent oubliés

III.4.4 L’incinération des déchets

4 Eveline WASS et O. DIOP : Economie populaire du recyclage des déchets à Dakar. in [ENDA, 90], pp 105-128.

Page 32: déchets solides municipaux

32

L’incinération des déchets solides municipaux est une autre forme de valorisation de ces derniers.

Cette méthode est trop coûteuse et contraignante.

A/- Les conditions requises

L’incinération des déchets municipaux exige avant son adoption que certaines conditions soient

respectées. Parmi ces conditions, on peut citer entre autres :

1. le PCI des déchets doit être approprié ;

2. la possibilité de récupérer, de valoriser ou de réutiliser la chaleur issue des incinérateurs ;

3. l’existence de mesures d’intervention ou d’atténuation en cas de pannes dans les installations ;

4. la possibilité d’éliminer les résidus d’incinération (encore appelés scories) et de traitement des

eaux usées ;

5. la nécessité de disposer d’équipements de dépoussiérage et d’épuration des fumés ;

6. l’exigence que les résidus d’incinération comportent au maximum 3% de substances imbrûlées ;

7. l’exigence de collecter et de transformer les scories en produits réutilisables ou traités en vue de

leur stockage définitif dans une décharge contrôlée.

Le respect de ces conditions est nécessaire bien que les coûts y afférents soient élevés.

B/- Fonctionnement d’une usine d’incinération et bilan des flux dans un incinérateur

Les principales étapes suivies par les déchets solides urbains dans une usine d’incinération sont les

suivantes :

• les déchets collectés sont acheminés dans l’usine par des camions qui sont pesés à l’entrée sur

un pont à bascule prévu à cet effet ;

• le contenu de chaque camion est vidangé dans des silos à déchets sous pression pour empêcher

les échappés de poussières5 ;

• les déchets sont ensuite mélangés et broyés ou déchiquetés puis, introduits régulièrement dans

une trémie du four pour brûlage entre 800 et 1000°C ;

• les scories sont enfin extraites dans des bassins remplis d’eau froide avant d’être transportées

dans des silos de stockage puis vers la décharge.

Le schéma général des flux à l’intérieur d’une usine d’incinération est celui présenté par la figure

ci-dessous. [LPPS, 91].

5 en Suisse, 1 tonne de déchets municipaux regorge environ 25 à 30kg de poussières. [LPPS, 91].

770 kg de: gaz pur et de vapeur d’eau

substances organiques

1000

kg

de

déch

ets

Page 33: déchets solides municipaux

33

Figure 7 : Flux de matières à l’intérieur d’un incinérateur. [LPPS, 91].

C/- La récupération de chaleur produite dans un incinérateur

La première fonction d’une usine d’incinération est de brûler les déchets et la seconde est la

récupération optimale de la chaleur qui y est produite. Dans une usine d’incinération, on peut

convertir la chaleur produite pour des besoins en électricité ou de chauffage thermique. La

conversion en énergie électrique se fait grâce à la vapeur d’eau qui actionne une génératrice par le

biais d’une turbine ; cependant le rendement reste encore faible à nos jours6. La conversion en vue

du chauffage thermique se fait par la transmission directe de chaleur sous forme de vapeur d’eau

chaude ; les rendements sont relativement élevés et varient entre 70 et 75%.

Le pouvoir calorifique (PC) varie essentiellement en fonction de la composition et du taux

d’humidité dans les déchets.

Tableau : Ordres de grandeur de PCI de certaines matières en Suisse.

Matières Valeur du PCI (en kJ/kg) Matières Valeur du PCI (en kJ/kg) déchets urbains 13.000 bois de chauffage 16.000 fuel de chauffage lourd 38.000 fuel de chauffage léger 41.000 gaz naturel 65.000

D/- Les contraintes majeures dans une usine d’incinération

Dans une usine d’incinération, on est toujours confronté à plusieurs types de contraintes dont les

plus marquantes sont entre autres :

• les émissions dans l’atmosphère de substances polluantes très dangereuses (anhydride sulfureux,

acide chlorhydrique, fluorure d’hydrogène, plomb, zinc, cadmium, mercure, etc.) ;

6 Ce rendement n’est que 17% en Suisse où 1 tonne de déchets incinérés produit seulement entre 350 et 400 kWh d’électricité.

Page 34: déchets solides municipaux

34

• les difficultés éprouvées pour épurer les fumées avant leur rejet dans le milieu récepteur ;

Tableau : Teneur et charge annuelle en substances polluantes relevées dans les différents résidus

par les usines d’incinération en Suisse. [LPPS]. pp 229.

Déchets Scories Cendres (électrofiltres)

Boues (épuration des fumées)

Eléments

Teneur (en ppm)

Charge par an (en tonnes)

Teneur (en ppm)

Charge par an (en tonnes)

Teneur (en ppm)

Charge par an (en tonnes)

Teneur (en ppm)

Charge par an (en tonnes)

Chlorure 8.000 20.000 2,80 1.680 55 2.200 5 30 Plomb 500 1.250 1,30 780 7,7 308 3 18 Cadmium 10 25 0,01 6 0,5 20 0,1 0,6 Mercure 4 10 0,0002 0,12 0,02 0,8 1 6 Zinc 1.500 3.750 2,8 1.680 26 1.040 8 48 Cuivre 400 1.000 1,6 960 1,5 60 0,3 1,8

Comme l’indiquent les données du tableau ci-dessus, plusieurs types de substances très toxiques et

dangereuses sont rejetées dans l’atmosphère en des teneurs élevées. Les fumées des incinérateurs

sont ainsi composées de plusieurs substances toxiques ; on distingue entre autres :

• les poussières constituées de la suie et des composés métalliques dont l’augmentation de la

concentration peut entraîner la formation de nuages toxiques ;

• les métaux lourds : ce sont le mercure, le cadmium, l’étain, le zinc, le plomb, le cuivre, le

chrome, etc. ; bien que certains de ces métaux lourds soient indispensables à l’homme (cuivre,

zinc, manganèse) lorsqu’ils se présentent en quantités infimes, la plupart d’entre eux sont selon la

forme et la quantité, toxiques et présentent des conséquences néfastes sur le système nerveux, le

foie et les reins. Ils s’accumulent dans la chaîne trophique.

• le chlorure d’hydrogène (ou acide chlorhydrique) et autres composés chlorés provenant de

l’incinération des matières plastiques, des matériaux composite, sont néfastes à l’homme et

irritent les yeux ;

• le fluorure d’hydrogène, est un gaz incolore et toxique s’il est fortement concentré ;

• l’anhydride sulfureux et l’oxyde d’azote (NOx) sont en quantité relativement peu élevée.

En Afrique, l’incinération est généralement pratiquée à petite échelle au niveau de la source de

production des déchets où chez les « artisans-récupérateurs ». Cette forme d’incinération est

cependant pratiquée de manière anarchiques surtout dans les quartiers pauvres non desservis par le

service de ramassage des déchets solides qui sont malheureusement « impropres » à l’incinération à

cause du taux d’humidité élevé et de la prépondérance de la matière organique biodégradable ayant

un très faible pouvoir calorifique. Etant un procédé onéreux pour des municipalités pauvres,

l’incinération ne peux être prescrite dans les grandes villes africaines que si l’option de la mise en

décharge contrôlée est contraignante, sur le double plan économique et environnement ; en

Page 35: déchets solides municipaux

35

particulier s’il est constaté le manque de terrain suffisant pour accueillir les déchets produits sur une

durée acceptable ou bien si le prix d’acquisition de se terrain n’est pas économiquement rentable.

III.4.5 La biométhanisation

A/- Généralités sur la biométhanisation

La biométhanisation est une autre méthode de traitement biologique des ordures ménagères par

dégradation de celles-ci en l’absence d’oxygène. Ce processus conduit à la production de biogaz et

d’amendement organique Comme le présente la figure ci-dessous, la digestion méthanique

s’effectue en quatre phases :

Figure 8 : Etapes biochimiques de la digestion anaérobie. [HEDUIT, 93], [DE LA FARGE, 95], (in [NGNIKAM,

00], pp. 52]. Remarque : les vitesses de réaction de chaque phase sont telles que Vh<Vm1<Va<VA<Vm2

1. la phase d’hydrolyse par laquelle les macromolécules organiques se trouvent décomposées en

produits simples ;

2. la phase d’acidogénèse qui conduit à la formation d’acides gras volatiles (AGV) ; dans ces

deux premières phases, les molécules sont hydrolysées en monomères aux côtés des autres

molécules simples, et transformées principalement en acides gras volatiles, en H2 et CO2.

Matières organiques particulaires (sous forme de

molécules complexes)

Matières organiques solubles (molécules simples : peptides, acides

aminés, sucres, etc.)

Hyd

roly

se

(vite

sse

Vh)

Acides gras volatiles (AGV) et alcool

Acé

togé

nèse

(v

itess

e V

a) A

cidogénèse (vitesse V

A)

Acétates CO2, H2 Homoacétogénèse

CH4 + CO2 (70%)

Vm

1

Vm

2

CH4 + H2O (30%)

Méthanogénèse

Page 36: déchets solides municipaux

36

3. la phase d’acétogénèse qui transforme les AGV en acide acétique et les intermédiaires

métaboliques en acétate, en hydrogène et en gaz carbonique grâce à l’action des bactéries

méthanogènes qui métabolisent les acétates et l’hydrogène avec le gaz carbonique. ;

4. la phase méthanogénèse qui représente la phase ultime de production de méthane à partir

d’acide acétique, du gaz carbonique et de l’hydrogène produits aux étapes précédantes. Elle est

plus lente et peut conduire à l’accumulation d’acide acétique.

B/- Principaux paramètres influençant le processus

Les paramètres suivants influencent le processus de méthanisation :

1- la température : selon les préférences de la flore et de la faune anaérobies, on distingue les

bactéries psychrophiles dont la température optimale de croissance varie entre 15 et 25°C, les

mésophiles (entre 30 et 45°C) et les thermophiles (entre 55 et 65°C). La température optimale

pour une bonne méthanisation est d’environ 35°C ;

2- le pH optimale : pour la méthanisation, le pH se situe autour de 6,5 et 8 ; la chute du pH est

signe du dysfonctionnement caractérisé par la production d’AGV supérieure à la

consommation ; ce qui peut bloquer la production du gaz en l’absence d’intervention rapide ;

3- la charge organique : elle caractérise la composition de substrat : plus les substrats sont très

fermentescibles, plus il faut éviter les surcharges qui risquent de déséquilibrer le processus et

acidifier le milieu par suite de la production accrue d’AGV ;

4- le taux d’humidité : un taux d’humidité élevé dans les déchets entraînerait une augmentation du

taux de production de gaz. La production serait maximale pour un taux d’humidité proche de la

saturation, et elle serait inhibée pour des valeurs inférieures à 10%. Le taux optimal est compris

entre 60 et 70%. [HEDUIT, 93] ;

5- les besoins nutritionnels : un rapport C/N voisin de 20 – 30 ou un rapport C/P entre 100 et 150

serait optimum pour une bonne méthanisation. Trop de sulfate réduirait les populations

méthanogénes. [DE LA FARGE, 95].

C/- Différents type de digesteurs

La méthanisation se déroule dans des réacteurs digesteurs qui peuvent être de types continus, semi-

continus ou discontinus.

Page 37: déchets solides municipaux

37

1- Le digesteur discontinu : il fonctionne selon le cycle suivant : charge � fermentation jusqu’à

épuisement du substrat � opérations de déchargement. Il est adapté aux produits tels que les

fumiers et les ordures ménagères. Le processus est lent, irrégulier et nécessite l’utilisation de

trois réacteurs au minimum et des batteries de cuve pour maintenir une production constante de

gaz. En 40 jours, on peut obtenir un rendement volumique moyen journalier de 1m3 de biogaz

par m3 de réacteur. Un de ce prototype a été réalisé au Burkina Faso par la CIEH. [HEDUIT, 93].

2- Le digesteur semi-continu : le modèle indien ou chinois est caractérisé par un chargement de

substrat en quantité et en qualité variables, une évacuation fractionnée des digestats et la

nécessité de les arrêter pour les nettoyer. Il est adapté aux effluents liquides ou solides à faible

teneur en composés lignocellulosiques. Il peut, comme les précédents, être enterré. Le temps de

séjour est d’environ 100 jours. Il est simple de conception et de construction et peut être réalisé

avec des matériaux locaux (briques de terre, etc.). L’inconvénient réside sur le stockage des

boues qui réduit le volume du réacteur et le temps de séjour. Il demande donc un curage

régulier. Le rendement moyen journalier est d’environ 0,5m3 de biogaz par m3 de digesteur.

3- Le digesteur continu : il est le plus fréquent en Afrique de l’Ouest et utilise le « procédé

piston ». Il est simple et n’est pas muni de système d’agitation des substrats. Il ne chauffe pas

en général.

D/- Quelques expériences de méthanisation en Afrique et dans le monde

Les expériences de méthanisation en Afrique ont porté sur les résidus de récolte et d’élevage en

zone rurale, à l’échelle familiale ou communautaire, en appui pour la lutte contre la désertification

dans les pays du Sahel. Les principaux exemples en Afrique sont localisés entre autres :

1. au Bénin, l’expérience de production du biogaz a démarré en 1983 avec des unités pilotes de

type chinois dans le cadre du projet « Création et développement d’unités de biogaz ». Celle du

centre Songhaï à Porte Novo est un bel exemple à suivre et à développer.

2. au Burkina Faso où les premiers travaux de méthanisation datent de 1976, avec le soutien du

Comité Inter-Africain d’Etudes Hydrauliques (CIEH), de l’Institut de recherche Agronomique

Tropicale (IRAT) et le CIRAD sous financement du Commissariat à l’Energie Solaire

(COMES). Ce programme a rencontré les difficultés d’ordre technique (surcharge de la cuve,

fissuration et fuite de gaz au niveau des digesteurs, insuffisance de la matière organique à

proximité, éloignement du point d’eau pour l’immersion de la matière organique, etc.) et

socioculturel (manque d’information et de motivation des usagers, insuffisance du personnel

d’animation et d’encadrement, etc.)

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3. au Cameroun, où le Centre National d’Etudes et d’Expérimentation du Machinisme Agricole

(CENEEMA) a installé depuis 1979 plus de 29 installations de biogaz (de 1 à 10m3) en zone

rurale pour mettre à disposition à partir des ressources localement disponibles, de l’énergie

issue du biogaz et de l’amendement provenant du compostage des digestats. Malheureusement

ce programme sera arrêté en 1986, suite aux difficultés financières.

4. au Mali où le programme biogaz avait été lancé en 1984 suite à l’Atelier Technologique de Sira

Kéfé. Jusqu’en 1995, 70 digesteurs (de types chinois) ont été réalisés avec la formation de 200

stagiaires ruraux dont 12 spécialistes villageois. L’objectif était de satisfaire aux besoins

d’éclairage et de cuisson à travers de petites unités familiales ou communautaires au niveau

des villages. Malheureusement ces unités n’ont pas fonctionné longtemps du fait de l’absence

d’entretien du système, de l’insuffisance de la sensibilisation, de l’animation et de l’information

des usagers, et de l’insuffisance d’organisation communautaire dans les villages et de

motivation des spécialistes villageois chargés de la maintenance des systèmes.

5. au Niger, le programme biogaz a démarré en 1980 avec l’installation du centre pilote de Lossa

constitué de trois digesteurs de 5m3 et de deux gazomètres. D’autres unités de 5 à 60m3 sont

prévues dans certains villages.

6. au Tchad, un centre pilote a été expérimenté avec succès par la Faculté des Sciences de

l’Université de N’Djamena, pour traiter les déchets d’abattoirs et des marchés de la ville.

[BINTOU, 95]

7. au Togo, trois unités ont vu le jour à Avelon (50m3) Mango (10m3) depuis 1979 lors du début

des recherches sur le biogaz entreprises par l’Université du Togo (Ecole d’Agronomie). Il est

prévu de construire 25 unités de 10m3 dans le pays.

Les expériences de méthanisation sont réalisées en Afrique dans le cadre des financements par des

bailleurs de fonds internationaux, et ne survivent pas pour la plupart après l’arrêt des subventions.

La non-implication des usagers dans le processus de choix technologique n’encourage pas

l’appropriation de la gestion de l’installation par les bénéficiaires. Une des causes des échecs

constatés est d’une part, l’insuffisance des études de faisabilité socio-économique, culturelle et

technique avant le choix et la mise en place du système et d’autre part le mauvais dimensionnement

des installations (choix arbitraire des volumes des digesteurs sans connaissance de la quantité de substrats

disponibles et des besoins énergétiques réels de la communauté bénéficiaire).

VI/- PARAMETRES D’ANALYSE ECONOMIQUE D’UN SYSTEME DE GESTION DES

DECHETS SOLIDES

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L’étude économique du système de gestion est une partie importante pour le choix définitif de la

filière adapté au contexte considéré. Il s’agit d’un instrument essentiel permettant la prise de

décision en matière de gestion des déchets solides urbains. L’analyse économique de ce système

doit prendre en compte :

• les investissements au niveau de toutes les étapes de la filières : précollecte, collecte,

aménagement des sites de transit (lorsque cela s’impose), installation de la décharge contrôlée ;

• les frais de fonctionnement concernant : les salaires du personnel, les carburants et lubrifiants,

le matériel de rechange, les frais d’entretien et de maintenance des équipements, les taxes

diverses, les assurances, les frais d’administration du système, etc.

L’analyse économique permet donc d’évaluer systématiquement les coûts et les profits avant toute

action.

VI.1/- Finalité de l’évaluation économique du projet

L’étude économique du système de gestion des déchets solides doit aboutir à la détermination de

deux paramètres importants :

• la dépense moyenne par habitant (sur une période journalière, mensuelle ou annuelle) ;

• la dépenses moyennes par tonnage selon la période adoptée ; cette dernière doit intégrer

l’amortissement des équipements acquis dans le cadre du projet.

Le calcul des amortissements dépend essentiellement du type de matériel et les ratios suivants sont

souvent utilisés pour l’estimer. [HEBETTE, 96], [NGNIKAM et al, 97].

Tableau : Ratios d’amortissement utilisés pour quelques équipements.

Type d’équipements Période d’amortissement petit matériel de précollecte et de collecte (équipements des éboueurs, pelles, râteaux, pioches, machettes, fûts de 50-100 litres, etc.)

2 à 3 mois

matériel de précollecte (charrettes, etc.) 1 à 2 ans véhicule de collecte 5 à 10 ans conteneurs (6 – 16 m3) 2 à 3 ans décharges contrôlées 15 à 30 ans sites de transit 15 à 20 ans

VI.2/- Paramètres à considérés

L’évaluation financière d’un système de gestion des déchets solides tiendra compte des rubriques suivantes :

Rubriques Paramètres nécessaires

Investissements coût d’acquisition des différents types de matériel (conteneurs, pont–à bascule éventuellement, pelles chargeuse, compacteur, bulldozer, etc.) ;

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mise en place d’un site de transfert et/ou d’une décharge contrôlée : achat de terrain, branchement aux réseaux d’eau et d’électricité, travaux de génie civil divers (études hydrogéologiques, études d’impact, , réhabilitation, etc.). personnel (chauffeurs, mécaniciens, éboueurs) et charges sociales (assurances, etc.) ; amortissement du matériel utilisé ; entretien et maintenance des équipements ; carburants et lubrifiants pour transport aller – retour (points de collecte � décharge) ;

Exploitation

exploitation des décharges contrôlées, éventuellement des sites de transite et de valorisation (compostière) ; information des acteurs y compris les usagers ; administration (cadres administratifs, personnel d’appui, communications, etc.) ; immobilisation du matériel roulant de secours (10-15% du matériel roulant) ;

Frais divers

pièces de rechange (10 - 15% du coût total du parc) ;

Les étapes conduisant à l’évaluation financière du système choisi sont les suivants, [HEBETTE, 96],

[NGNIKAM, et al., 95], [GILLET, 85] :

Tableau : Paramètres à considérer dans l’évaluation économique d’une filière de gestion des

déchets solides municipaux.

Paramètres Détails Unité • effectifs de la population (et éventuellement le nombre de ménages) hab.

• production moyenne journalière par tête d’habitant kg/hab./j

• densité moyenne des ordures kg/m3

• production totale journalière t/j

• coefficient de pointe du lundi %

• nombre de jours de service de ramassage par semaine (en général =6) j/sem.

• volume total hebdomadaire d’ordures ménagères m3/sem.

Production locale des déchets

• volume total par jours de service m3/j

• distance moyenne par rapport à la décharge km

• vitesse moyenne d’une rotation km/h

• rendement du chargement du camion de collecte kg/mn

• temps mis pour la collecte (entre points de regroupement) mn

• temps de transport vers la décharge contrôlée mn

• temps de manœuvrage (pesage et vidage) dans la décharge mn

• nombre de chauffeurs Hoe.

• nombre d’éboueurs Hoe.

• effectif total du personnel de terrain pers.

• personnel technique dans la décharge Hoe.

• personnel administratif (cadres et assistants d’appui) Hoe.

• nombre d’heures de travail par jour pour le personnel h

• nombre total de jours de travail par semaine du personnel H-J

• nombre total de jour de service par an jours

• prix d’achat du matériel fCFA

• durée d’amortissement ans

• prix du carburant (gasoil ou essence) fCFA/l

• pièces détachées %

Technique et matériel de

collecte

• consommation de carburant pour la collecte l/h

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• consommation de carburant pour le transport l/km

• prix pneumatique fCFA

• nombre de rotation des véhicules par jour de service tours/j

• nombre de véhicules en service

• nombre de véhicules immobilisés

• nombre total de véhicule

• distance moyenne journalière d’un véhicule km/j

• distance moyenne annuelle d’un véhicule km/an

• distance totale des véhicules par an km/an

• consommation journalière d’un véhicule litres/j

• consommation annuelle des véhicules litres/an

Résultats des calculs

• quantité totale annuelle d’ordures mises en décharge tonnes/an

Paramètres Détails Unité • coût d’amortissement technique (pour chaque type de matériel) fCFA

Fonctionnement des équipements

• frais de carburant

• frais de lubrifiant (5 – 10% des frais de carburant) fCFA

• frais d’entretien et de réparation divers (15% prix d’achat du parc) fCFA

• frais de remplacement de la pneumatique (une unité/30.000km) fCFA

• assurance des équipements (4 – 5% du prix d’achat) fCFA

Personnel

• salaire et primes du personnel a fCFA

• charges sociales (50 – 75% des salaires et primes) b fCFA

• provision pour congé (15% de a+b) c fCFA

• frais d’administration et d’encadrement (15% de a+b+c) fCFA

Coût d’exploitation annuel du système

• coût d’exploitation annuel des véhicules

• coût d’exploitation annuel du personnel

• coût des investissements

• coût total des véhicules

• coût total des pièces de rechanges (10% du coût des véhicule)

Ratios annuels

• dépenses annuelles par habitant fCFA/hab./an

Coût d’exploitation

• dépenses annuelles par tonnage fCFA/t/an

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