Technologies plasma : applications au traitement des déchets

Présentation

RÉSUMÉ

Dès leur naissance, les technologies plasma ont permis la destruction des produits toxiques militaires et industriels, le traitement des solides contaminés et des déchets nucléaires faiblement actifs, la décontamination des sols, etc. Maintenant, ces techniques en pleine expansion sont utilisées pour le traitement des déchets municipaux. Cet article reprend l’état actuel de développement des plasmas thermiques. Quelques généralités sur le traitement des déchets par plasma sont rappelées. Pour terminer, la technique est étudiée en profondeur pour les différents types de déchets : toxiques liquides, solides, métallurgiques, etc.

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AUTEUR(S)

Pierre FAUCHAIS : SPCTS – Axe 2 – UMR 6638 CNRS - Faculté des Sciences et Techniques, Université de Limoges

INTRODUCTION

Dans le domaine des déchets, après des débuts industriels dans les années 1980 relativement balbutiants, avec des travaux essentiellement limités aux poussières métallurgiques, dès les années 1990 les techniques plasma ont commencé à trouver des débouchés dans la destruction des produits toxiques militaires et industriels, le traitement des solides contaminés et des déchets nucléaires faiblement actifs, la décontamination des sols... Depuis les années 2000, ce développement est en passe de devenir exponentiel, en particulier pour les déchets municipaux, le gaz de synthèse produit étant très intéressant.

Par rapport aux techniques conventionnelles de combustion, les avantages des plasmas thermiques sont les suivants :

températures élevées (plus de 6 000 K) entraînant des cinétiques réactionnelles d’au moins deux ordres de grandeurs supérieures à celles obtenues en combustion ;
la possibilité de pyrolyse avec un déficit en oxygène (formation de CO au lieu de CO ₂ ) ;
un pourcentage d’énergie disponible de près de 90 % au-delà de 1 500 K, contre 23 % pour les flammes ;
des réacteurs beaucoup plus compacts du fait des densités d’énergie ;
des débits de gaz beaucoup plus faibles (un à deux ordres de grandeur) ;
enfin des temps de démarrage et d’arrêt du plasma de l’ordre de quelques dizaines de secondes.