IV - Première approche: Plate-forme de compostage

                          Image: www.syndicat-centre-herault.org

Sommaire

Introduction
1.
Objectifs
2.
Hypothèses de travail
3.
Choix du procédé
4.
Description de la plate-forme de compostage retenue
5.
Choix du matériel et infrastructures, dimensionnement et coûts
6.
Subventions
7.
Plan type d'une plate-forme de compostage
8.
Notre plate-forme vue par un professionnel
9.
Choix de l'emplacement
Conclusion


Introduction

Dans une première approche nous souhaitons réaliser une plate-forme de compostage mécanisée pouvant traiter tous les biodéchets de l'écoquartier et les déchets verts de la déchetterie. Pour ce faire nous avons suivi les préconisations de l'ADEME disponibles dans l'ouvrage « La gestion des déchets verts, 2002 ». La plate-forme de compostage sera exploitée par la collectivité et emploiera une personne de la brigade d'insertion espace vert de Champeix.
Nous aborderons alors dans cette partie, l’emplacement de la zone de compostage, le procédé choisi et le coût global de la plate-forme.


1. Objectifs

Nous souhaitons dimensionner une plate-forme de compostage permettant de traiter 250T/an de déchets verts issu de la déchetterie la plus proche, ainsi que 33T/an de biodéchets issu des foyers de l’écoquartier.
La perte de masse due à l’évaporation et à la dégradation de la matière organique s’élève à peu près à 2/3. Nous tablons alors sur la production d’environ 94T/an de compost.
Afin de limiter les coûts, le procédé doit être le plus simple possible avec un appareillage réduit au maximum.
L’emplacement de cette plate-forme doit être à proximité de l’écoquartier tout en apportant le moins de gêne possible à la population notamment en terme d'odeurs.






2. Hypothèses de travail

- L'Insee indique que le nombre de personne dans un foyer français en 2005 est de 2,3. Néanmoins nous prendrons 4,0 personnes par foyer car l'écoquartier est voué à drainer des familles et de jeunes couples souhaitant fonder une famille. Partant des 40 foyers qui composent l'écoquartier, on obtient 162 habitants auxquels s'ajoutent les 62 résidents de la maison de retraite et les 40 employés de cette dernière. On arrive alors à 262 personnes générant selon l'ADEME 125kg de déchets fermentescibles, soit environ 33T/an.

- Nous admettrons que la participation à l’action d’apport de matières premières de la population de l'écoquartier est de 100%. Nous pensons en effet que les personnes souhaitant vivre dans un écoquartier auront une démarche volontaire par rapport au compostage collectif.

- Nous considérons un apport de déchets régulier et constant tout au long de l’année.


3. Choix du procédé

Après quelques recherches bibliographiques, nous pensons que le procédé le plus simple est un compostage en andains avec retournement et arrosage manuels. Après avoir avancé dans notre dimensionnement nous soumettrons notre premier jet à un bureau d'étude "Inddigo" spécialisé entre autres dans le compostage afin de revoir notre copie le cas échéant.


4. Description de la plate forme de compostage retenue

Les déchets verts seront amenés par les particuliers et les services municipaux directement à la plate-forme de compostage.

Afin de déterminer au mieux les quantités et types de déchets entrés, l’acquisition d’un pont à bascule est nécessaire.

Les déchets selon leur nature seront ensuite stockés dans des aires spécifiques avant d’être broyés. L'acquisition d'un chargeur est alors nécessaire.

Les déchets seront ensuite broyés et mis en andains. Pour ce faire la commune devra faire l’acquisition d’un broyeur.

Les andains doivent être retournés afin de permettre une bonne oxygénation. Cela se fera à l'aide d'un retourneur qu'il faudra acquérir.

Un bassin de rétention sera creusé afin de recueillir les lixiviats et les eaux de pluie.

Enfin la totalité des aires de réception, stockage, manutention devront être en enrobé afin de ne pas polluer les sols. L'enrobage permettra de drainer les lixiviats et les eaux de pluie vers le bassin de rétention.






5. Choix du matériel, dimensionnement et coûts

Afin d'être proche de la réalité nous avons contacté des bureaux d'études et vendeurs d'engins pour chiffrer et dimensionner la plate-forme de compostage.
Néanmoins les coûts obtenus sont des ordres de grandeurs car un chiffrage précis aurait dû être fait sur plans et devis. Ne pouvant pas réaliser de devis dans le temps imparti, nous avons alors demandé aux bureaux d'études, sur base de nos calculs de nous donner par mail ou téléphone une estimation du coût de l'engin en question.
Le coût global que nous obtenons est donc approximé tout en permettant néanmoins de garder un ordre de grandeur réaliste.


5.1. Personnel

L’ADEME indique qu’il faut une personne à plein temps pour 2600T/an de déchets traités.

Notre cas d’étude impose de traiter environ 283T/an, soit un employé qui travaillerait un jour ouvré sur 10. Après concertation avec la mairie de Champeix, il semble alors possible de confier cette tâche à un un employé issu de la brigade d'insertion espaces verts. Ce dernier se verra dispenser une formation pour la manutention des engins présents sur la plate-forme ainsi que des notions en biochimie du compostage afin qu'il soit performant et réactif dans son travail.

Le coût net annuel s'élèverait alors un environ 10% du SMIC annuel soit environ 1730€.

Ce chiffre ne tient pas compte du coût des formations. Ce n'est qu'une estimation basée sur le SMIC de 2007 pour une entreprise ayant un effectif de moins de 10 personnes. Il tient compte de  l'exonération ZRR (Zone de Revitalisation Rurale), sans la réduction Fillon. Source:http://www.lentreprise.com/3/1/2/smic-le-cout-reel-d-rsquo-un-salarie-paye-au-salaire-minimum_5680.html

A noter: Les formations pourront être dispensées par les ouvriers communaux et les élus après documentation et donc sans surcoût notable.


5.2. Pont à bascule

Il permettra de peser les déchets amenés par les particuliers et la commune. Il permet ainsi de connaître avec une bonne précision les différents types de déchets présents et d’optimiser le rapport C/N.
Le pont à bascule doit pouvoir supporter les voitures des particuliers ainsi que les camionnettes.

Le coût d’un tel équipement se situe autour de 20k€ TTC posé. (Estimation de Claus Pesage et fils, AGINCOURT).


5.3. Le chargeur

Un tracteur agricole peut réaliser le chargement du broyeur et assurer les retournements ainsi que le transport des déchets. La commune de Champeix ne disposant pas de tracteur il faudra en faire l'acquisition.
Il ne semble pas utile d'acheter un tracteur agricole neuf pour le peu d'heures d'utilisation mensuel. Une solution serait d'acquérir un tracteur agricole d'occasion soit environ 3k€. (Vu sur un site internet d'achat de matériel agricole de deuxième main: http://www.materiel-agricole.com/).


5.4. Le broyage

La quantité annuelle de déchet vert à broyer définit le type de broyeur nécessaire.
Il en existe plusieurs, de technologie différente. Ayant un tonnage inférieur à 1000T/an et souhaitant un bon défibrage on se tourne vers un broyeur à marteau.

A noter: Seuls les déchets verts ligneux sont broyés. Les déchets fermentescibles de cuisine apportés par les habitants de l’écoquartier ainsi que les tontes et feuilles mortes sont,  eux,  directement mélangés aux andains.
La figure 1 ci-dessous détermine la puissance de ce broyeur en fonction du volume qu'il peut broyer par heure.


 


Figure 1: Puissance nécessaire en fonction du volume broyé/h, (ADEME).

Interprétation

Afin de choisir le broyeur le moins coûteux nous nous plaçons à l'extrémité gauche de la droite. Ainsi nous optons pour un broyeur de 40kw pouvant broyer 12m3/h.

L'ADEME indique alors un coût à l'achat d'environ 15k€ TTC.

A noter: La densité des déchets verts est d'environ 0,2. 250T/an représentent alors un volume à broyer de 250/0,2=1250m3/an. Il faudra donc 1250/12=104h/an de temps de broyage.

Le prestataire actuelle pour la communauté de commune des Puys et Couzes demande 40€ pour broyer une tonne de déchet vert. Nous économisons alors 10k€/an. Le broyeur est alors rentable au bout d'un en et demi si nous omettons sont coût de fonctionnement. L'acquisition d'un broyeur parait donc plus intéressant que l'appel à un prestataire.





5.5. Le retournement

Il existe plusieurs méthodes de retournement des andains. La moins chère permettant de traiter 283m3/an est l’épandeur à fumier dont le coût s’élève à 8k€ TTC, (ADEME).


5.6. Humidification des andains

Dans notre cas il suffira d’arroser l’andain juste avant son retournement. L’arrosage pourra se faire au jet d’eau et nous négligeons alors le coût de cette opération. Un andain à besoin d'un apport d'eau correspondant à environ 40% de sa masse initiale. Avec 283T/an à mettre en andains, nous devrons utilisés environ 113m3 d'eau.


5.7. Le criblage

Cette opération est réalisable à l’aide de trois types de matériels. Les trommels, les cribles à plans vibrant et les tamis à disques. La bibliographie indique que les plus répandus et les mieux adaptés à notre production sont les trommels.

On rappel que lors du compostage on observe une perte de masse d'environ 2/3. Nous aurons alors à cribler 283/3= 94T/an de compost. La figure 2 ci-dessous nous permet de caractériser le trommel adéquat.

 


Figure 2: Puissance nécessaire en fonction du volume criblé/h.

Interprétation

Nous souhaitons, tout comme pour le broyeur, choisir le trommel le moins cher. Néanmoins un bref échange avec la société Starloc basé à Narvick nous à orienté vers un trommel de 25kW ayant une capacité de 35m3/h. Les dimensions de ce trommel serait d'environ 4m de longueur pour 1,5m de diamètre. Le coût quant à lui serait de l'ordre de 40k€ TTC.

Le compost à une densité d'environ 0,5, (ADEME). La quantité de compost annuel produite est de 94T soit 188m3. Le temps annuel à consacré au broyage est alors de 94/35=5,4h. Cette valeur est très faible et on peur alors déjà remettre en question le besoin de réaliser une plate-forme pour seulement 250T/an de déchets verts. Le crible devra alors être loué. Cette location à un coût annuel de 3k€ (ADEME). Contrairement au broyeur l'achat d'un crible n'est pas intéressant, il faudrait plus de 13 années pour le rentabiliser sans compter le coût engendré par son utilisation.


5.8. Voirie

Il faut prévoir une dizaine de mètres de voirie en macadam. Le coût de la voirie sera intégré au PVR (Participation pour Voirie et Réseaux) et est négligeable par rapport à l’ensemble du coût de la voirie de l’écoquartier.


5.9. Les équipements périphériques

Il est nécessaire de disposer d’un atelier équipé du matériel classique pour ce type d’activité : Compresseur, poste de soudure, chalumeau, extincteur, citernes, bacs…une partie des équipements périphériques peut être commun à celui de la commune.
Nous considérons alors le coût des équipements périphériques comme négligeable.




5.10. Détermination des surfaces de la plate forme de compostage

La densité des déchets de cuisines est de 0,5 (ADEME) ce qui représente alors ici: 33/0,5=66m3. De même la densité des déchets verts est de 0,2 (ADEME), ce qui représente ici 250/0,2=1250m3. Nous faisons alors face à un volume annuel de 1316m3 arrondi à 1300m3.

Pour un volume de 1300m3/an de biodéchets à traiter l'ADEME préconise les surfaces suivantes:

Surfaces en mètre carré des différentes aires pour un flux annuel de 1300 m3.

Aire de stockage/broyage des déchets bruts (arrondi) 55
Aire de fermentation (arrondi) 132
Aire de maturation (arrondi) 162
Aire de stockage du compost affiné (arrondi) 69
Sous total (arrondi) 418
Surface à réserver pour les manoeuvres et la circulation = 20% (arrondi) 84
Total ( arrondi) 502

Toutes les aires doivent être en enrobé afin de ne pas souiller le sol avec les lixiviats. L'enrobage permet aussi un déplacement plus aisé des engins motorisés. L'ADEME indique un coût de 18€/m2.

Le coût est alors d'environ 502*18=9k€.


5.11. Infrastructure

Un hangar est nécessaire pour protéger les engins motorisés et réaliser leur entretien. Cet hangar servira aussi de bureau. Pour notre installation on peut se limiter à 100m2. L'ADEME nous indique un coût de 230€ par m2. Le coût total est alors de 23k€. La clôture sera posée par les ouvriers municipaux.


5.12. Bassin de décantation

Un bassin de décantation est nécessaire afin de recueillir les lixiviats. Les lixiviats peuvent être recueillis pour servir d'amendement du fait qu'ils sont riches en MO.

Le dimensionnement du bassin peut être réalisé par la méthode suivante (valeurs reprises de la partie 5.10. ): Tout d'abord nous avons dimensionné ce bassin en fonction de la plus grosse pluie décennale majorée de 10%. Nous avons demandé cette valeur au binôme: "Récupération et Réutilisation de l'eau de pluie". La valeur est de 88,4*1,1= 97,24mm (Météo France).

1- Calcul du volume d'eau de ruissellement:

Nous avons 84 m2 de surface de manoeuvre plus les 100m2 du hangar, soit 184m2

On a alors 97,24*184 = 17,9m3 qui iront au bassin de décantation.

2- Calcul du volume d'eau ayant traversé les andains, les déchets présents dans les zones de stockage, fermentation et maturation:

Ces aires représentes 418m2. 60% de l'eau de pluie annuelle va être absorbé par les déchets présents dans ces zones. Le volume non absorbé allant dans le bassin de décantation sera de 418*97,24*0,4=16,3m3.
 

Le volume total surdimensionné lui aussi de 10% donne alors environ (17,9+16,3)*1,1 = 34,2m3.

Il faudra donc un bassin de décantation de 34,2m3. Pour une profondeur de 2m, il faut une base carrée d'environ 4,15m. L'ADEME indique un coût de 10€/m3 soit un coût de 342k€ TTC.


5.13. Clôture

Une clôture devra être édifiée tout autour de la plate-forme de compostage afin de repousser les animaux attirés par les restes de repas, os…. La clôture permet aussi d’éviter des accidents impliquant les civils et de limiter les actes de malveillance.
Au 502m2 s'ajout les 100m2 du hangar soit 602m2. En supposant une plate-forme de compostage de 30m sur 20m on obtient 100m à clôturer.

Pour 182€ TTC on trouve le package suivant :

Clôture hauteur de 1,20 m et d'une longueur de 4 m se compose de :
- 2 panneaux Bekafor Classic à plis : largeur de 2 m ; maille de 100 x 50 mm ; diamètre de fil de 4,5 mm ; deux plis.
- 3 poteaux Bekafor à feuillure : à sceller ; hauteur de 1,70 m ; diamètre de 48 mm ; munis d'un capuchon.
- 2 blisters de 6 colliers Bekafor pour fixer le panneau sur les poteaux. Chaque poteau devra recevoir 3 colliers. Les colliers sont fournis avec les vis nécessaires à la pose.
Source: http://www.directclotures.com/kit.php?pro_id=11&uni_id=2&tracker=leguide-11

Ce qui impose un coût d’environ (100*182/4)= 4,5k€. La pose de la clôture sera effectuée par les ouvriers communaux.


5.14. Coût global

Le coût global de notre plate forme de compostage est alors d'environ 124k€. Cette estimation ne tient pas compte des raccordements électriques et du réseau amenant l'eau nécessaire au bon fonctionnement de la plate-forme. Il faut aussi compter sur le coût des analyses laboratoire et sur l'achat de consommables, difficilement évaluable du fait de notre manque de recule. Ces deux derniers points ont un coût de moins de 5K€ annuel si on prend l'exemple de la plate-forme de Saudrune.


6. Subventions

Des subventions peuvent être obtenues par un contrat de plan établit entre l'état, le région et l'ADEME. Ce dernier fixe les aides aux collectivités et leur légataires sur les critères de l'Agence.
D'autres financements peuvent être obtenus auprès des conseils généraux, de l'agence de l'eau et des fonds européens.
Sans avoir réalisé un dossier il est difficile de connaître le montant de la subvention qui pourrait être attribué à notre projet. Néanmoins un ordre d'idée nous à été donné par le responsable de la plate-forme de Saudrune. Nous pourrions tabler sur 25%. Notre plate-forme verrait alors son coût passer à 93k€.


7. Plan type d'une plate forme de compostage de compostage 

 Ci-dessous le plan qu'adopterait notre plate-forme de compostage:
 

Image: ADEME
 

A noter: Une pente de 1 à 2 pourcent amenant les eaux de ruissellement au bassin de décantation est nécessaire (voir schéma ci-dessus).



8. Notre plate-forme vue par un professionnel


Afin de confronter notre projet à la réalité nous nous sommes rendu au bureau d'études Inddigo à Houleuse, spécialiste entre autres du compostage. De cette entrevu est ressorti que notre projet est trop largement surdimensionné par rapport au 250T/an de déchets verts. Inddigo nous alors orienté sur une aire de compostage manuelle peu onéreuse.
Nous avons alors décidé de réaliser une seconde approche visant à traiter exclusivement les biodéchets de l'écoquartier via une aire de compostage manuelle construite au coeur même de l'écoquartier.
Vous trouverez cette seconde approche dans la partie VI.
Néanmoins afin d'aller au bout de notre première approche dimensionnant une plate-forme de compostage nous avons réalisé une 5ème partie traitant l'exploitation de la plate-forme.


9. Choix de l’emplacement

Le vent vient de l’Ouest, Nord-Ouest. La zone sera donc implanter à l’Est, Sud-Est de l’écoquartier. Nous n'essaierons pas de placer avec plus d'exactitude la plate-forme de compostage du fait que cette première approche n'est pas adéquat.




Conclusion


Le dimensionnement de la plate-forme s'est montré riche en enseignements. De part notre envie de dimensionner le maximum d'engins, surfaces... nous nous sommes d'emblée lancés dans un procédé surdimensionné et beaucoup trop complexe par rapport à ce que demande la réalité. Le coût exorbitant de la plate-forme que nous proposons par rapport au volume traité, nous à amené à soumettre notre projet à un bureau d'études spécialisé.
Ce dernier à confirmé notre mauvaise approche. Une plate-forme telle que nous l'avons pensé est plus adaptée à un flux annuel supérieur à 3000T/an, ce qui représente plus de 40k équivalents habitants. Ayant mené le dimensionnement à son terme nous proposons dans la prochaine partie d'expliquer comment peut être exploitée une telle plate-forme. Nous proposons dans la partie VI le dimensionnement d'une aire de compostage placée au coeur de l'écoquartier, impliquant tous les habitants.
Nous souhaitons insister sur le coût global trouvé, qui est une succession de coûts approximés dont certains date de 2002. De plus nous n'avons pas inclus le coût de revient de chaque appareil  Néanmoins notre premier dimensionnement constitue une approche réfléchie et documentée qu'il convient de compléter.