Généralités sur les tanneries

 

Généralités sur les tanneries

 

I. Le procédé de fabrication du cuir

 

Le travail de transformation des peaux animales en cuir se compose de nombreuses étapes, chacune ayant ses besoins en intrants (eaux, produits chimiques) et ses caractéristiques de rejets (quantité d'eau, de polluants). 

Tout d'abord, après avoir été séparées des carcasses à l'abattoir, les peaux sont salées ou séchées pour leur conservation, avant d'être acheminées vers une tannerie.

Les peaux dites "brutes" sont traitées par un travail de rivière, dont les étapes mènent à leur transformation en peaux blanches, souples et encore putrescibles. Ce travail de rivière consiste en une étape de rognage où la peau est débarrassée des restes d'animaux encore accrochés, puis en une étape de trempe où les peaux sont immergées dans de grandes cuves pour être réhydratées, déplissées, assouplies, et débarrassées des souillures éventuelles. Vient ensuite le pelanage, où l'on procède chimiquement (à l'aide de chaux, de sulfate de sodium ou d'un autre produit épilatoire) ou mécaniquement au retrait des poils. Puis, l'écharnage permet d'éliminer le tissu sous-cutané, la viande et les graisses, généralement à l'aide de rouleaux coupants.

Les étapes de tannage ont ensuite lieu. Dans un premier temps, les peaux subissent un déchaulage et un confitage, pour enlever les produits chimiques à l'aide d'ajouts d'acides et d'enzymes chimiques dans des tonneaux. Une étape d'acidification et de salage, le picklage, suit ces étapes. A ce stade la peau est toujours putrescible mais est prête à réagir avec les tanins qui sont ajoutés dans des bains avec les peaux. Le tannage peut se faire de façon végétale ou minérale.  Le tannage végétal est beaucoup plus ancien, et les tanins utilisés sont variés, à base d'écorces d'arbres, de bois, ou de feuilles. L'intérêt pour la préparation du cuir vient alors des propriétés des polyphénols qui réagissent avec le collagène de la peau, la rendant imputrescible. Le tannage végétal peut paraître plus écologique du fait qu'il est extrait d'élément naturels, cependant, une part importante des polyphénols se retrouve ensuite parmi les rejets chargés en matières organiques, et augmente ainsi la demande biologique en oxygène des effluents. Depuis la fin du 19ème siècle, les tanins minéraux ont remplacé dans la plupart des cas les tanins végétaux. En particulier, le sel de chrome, le plus utilisé, permet une réaction rapide et l'obtention d'une plus large gamme de teintures en finition.

Après les étapes de tannage, le cuir imputrescible subit des étapes de corroyage-finissage, afin de le rendre travaillable et commercialisable. Ces étapes peuvent être composées de nombreuses opérations manuelles, mécaniques et chimiques, dépendant des caractéristiques que l'on cherche à obtenir. Il y a notamment un retannage éventuel, un essorage mécanique pour éliminer l'eau, une neutralisation, une nourriture des peaux, une teinture par ajout de colorants,  etc. 

Les rejets aqueux de tanneries sont discontinus puisqu'ils correspondent aux vidanges des bains de traitement, où les peaux trempent plus ou moins longtemps.

 

II. Hypothèses et simplification des étapes de fabrication

 

Pour ce projet nous nous limiterons à un procédé industriel simplifié, que l'on supposera commun à toutes les tanneries dont nous traitons les rejets. Nous considérerons que toutes les tanneries fonctionnent avec des procédés de tannage au chrome. Cette hypothèse est nécessaire à la simplification des calculs, et permet de généraliser les caractéristiques des effluents venant de chaque tannerie.

Figure 7 : Schéma simplifié du procédé de fabrication considéré

 

Aussi, nous ne considèrerons que les rejets des sept étapes du schéma simplifié ci-dessus, auxquels on associera les caractéristiques de quantités (volumes) et de qualités (concentration en un nombre limité de polluants) trouvées dans les données de l'ONUDI (cf. Informations techniques sur les processus industriels, Polluants des effluents de tannerie, O.N.U.D.I) du tableau 3 ci-dessous. En effet, ces caractéristiques correspondent à des valeurs internationales et peuvent donc s'appliquer à nos tanneries argentines. Concernant les effluents composites, nous ferons l'hypothèse qu'ils sont issus du nettoyage des bains des différentes étapes unitaires, et nous redistribuerons les volumes et les concentrations en polluants de ces effluents sur chacune des étapes, comme cela sera expliqué.

 

Tableau 3 : Caractéristiques des eaux usées de tanneries de l'état brut au cuir fini  (Source : M. Bosnic, J. Buljan, R. P. Daniels, S. Rajamani, (O.N.U.D.I.), Informations techniques sur les processus industriels, Polluants des effluents de tannerie, Vienne, 2003)

 

Afin d'estimer les volumes de rejets produits par jour à partir des volumes par tonne de cuir produit donnés dans le tableau de base, nous utiliserons les informations extraites des articles du site de l'ACUMAR (sources: articles en ligne publié par l'ACUMAR, le 23 septembre 2013 et le 7 novembre 2013). Ainsi, nous considérons que la station envisagée servira au traitement de 6000 m3 d'effluents provenant des rejets moyens journaliers des vingt-deux tanneries du site.

Le volume moyen d'effluents rejetés par tonne de cuir étant de 57 m3/t (cf. Tableau 3), nous allons considérer que l'ensemble des tanneries traite $ \frac{6000}{57} =\underline{105}$ tonnes de peaux par jour. (Cette donnée nous est nécessaire pour connaître le volume maximum d'effluents qui sera envoyé vers la station. Cette valeur correspond à une production de 4,8 tonnes de cuir par jour et par tannerie, ce qui semble être une bonne moyenne. D'après les informations recueillies, nous avons pu en déduire que le débit journalier maximal d'effluents arrivant à la station est de 7140 m3/jour, ce qui équivaut à un débit de 0,083 m3/s. C'est un peu plus que ce que prévoit l'ACUMAR, mais pour nos estimations cela ne pose pas de problème.

Nous nous limiterons à l'étude et à l'élimination des polluants que l'on retrouve le plus souvent dans la bibliographie et que l'ACUMAR cherche à traiter, à savoir:

- La demande biologique en oxygène (DBO)

- La demande chimique en oxygène (DCO)

- Les solides (dissous et en suspension)

- Les sulfures (S2-)

- Le chrome (Cr)