Les mâchefers, sous-produits de la valorisation énergétique, manquent de débouchés. La France en produit chaque année près de trois millions de tonnes. On ne valorise que deux millions de tonnes sous forme de graves. Malgré les contrôles drastiques sur l’environnement et les avancées réalisées sur la qualité, les collectivités n’en veulent pas sous leurs routes. Souvent le fruit de réticences injustifiées et d’une méconnaissance du produit. En Ile-de-France, le Syctom de Paris veut surmonter ces obstacles. Il vient de lancer un projet de R&D pour étudier de nouveaux débouchés avec quatre partenaires industriels et scientifiques. Les travaux s’échelonneront sur quatre ans.

Depuis 2011, un arrêté relatif au recyclage en technique routière des MIDND (mâchefers d’incinération de déchets non dangereux) a remplacé une circulaire ministérielle de mai 1994. Selon l’ANGM (Association nationale pour la promotion des graves de mâchefers), cet arrêté du 18 novembre vient mieux cadrer la préparation et l’utilisation des mâchefers avec l’augmentation de paramètres d’analyse et de traçabilité. Ces contraintes visent à rendre le matériau irréprochable d’un point de vue technique et environnemental. Les mâchefers sont riches en silicium, aluminium et calcium. Ils contiennent entre 20 et 25 % d’eau et des métaux de 6 à 10 %.

Si elle obéit à toutes les conditions requises, la grave issue de mâchefer est non polluante, apte au recyclage en travaux publics, assimilable à une grave légère et considérée comme un matériau alternatif à part entière. Soutenue par les orientations de la Loi de Transition Ecologique de 2015, elle est aussi encouragée à l’emploi à travers un guide technique éditée en 2016 par la DGPR et le Cerema, intitulé « Les graves de mâchefer en technique routière : un matériau à valoriser ». En préambule du document, Marc Mortureux directeur général de la prévention des risques écrivait : « l’exemplarité des maîtres d’ouvrage publics doit se traduire notamment dans l’écriture des appels d’offre, afin de promouvoir l’usage de ces matériaux en solutions de base et non plus en variante ». Dans la réalité, ce matériau fait toujours l’objet de réticences et ce, depuis 2011.

Usages tolérés en technique routière

Les graves de mâchefers peuvent à ce jour être valorisées en deux catégories d’usage routier : sous-couche de chaussée et remblais techniques. Des limitations peuvent être accordées en fonction des caractéristiques physico-chimiques des mâchefers, de l’environnement immédiat de l’ouvrage et de la réglementation. Au-delà de ces restrictions, restent quelques situations à débloquer, bien souvent en raison d’une méconnaissance du matériau, déplore Patrick Szymkowiak, vice-président de l’ANGM. Une enquête menée en 2017 et 2018 par l’ANGM, Amorce et l’UNPG, montre ainsi l’existence de plusieurs freins qui ne relèvent pas obligatoirement d’aspects techniques. Pour une majorité d’exploitants d’installations de maturation et d’élaboration (IME), les premiers obstacles rencontrés concernent la réticence des acteurs publics, la concurrence avec d’autres matériaux, des appels d’offre publics non adaptés et le maintien du statut de déchet. En interrogeant les conseils départements français (hors Dom-Com) sur les raisons qui les empêchent de recourir à de la grave de mâchefers, l’enquête met en lumière au moins trois facteurs : le manque d’offre par les entreprises du TP, le manque de connaissance du matériau et la concurrence avec d’autres matériaux recyclés. Selon les conseils départementaux, il faudrait donc plus d’informations sur les caractéristiques et l’innocuité de ce matériau ; des retours d’expériences dans d’autres départements et plus d’échanges entre producteurs et utilisateurs.

Malhonnêteté intellectuelle

« Dans le domaine public, nous avons malheureusement à faire à une sorte d’inertie et de malhonnêteté intellectuelle, dès lors que certaines collectivités, exploitantes d’unités de valorisation énergétique, refusent de recycler leurs propres mâchefers sous prétexte qu’elles méconnaissent ce matériau. Au-delà de cet obstacle, il faut reconnaître que la construction des routes et les budgets publics sont en baisse. Nous devons donc continuer de sensibiliser les collectivités locales sur d’autres débouchés possibles dans la construction », soutient Patrick Szymkowiak.

A ce titre, l’ANGM participe actuellement à deux groupes de travail. Le premier pourrait déboucher sur la publication d’ici à la fin de l’année, d’un Guide Construction, animé par le Cerema sous la tutelle de la DGPR, pour étendre les usages des matériaux alternatifs. Le second porte sur la communication et animé par Amorce au sein du Comité mâchefer national en vue de promouvoir le recyclage du mâchefer. L’information technique sur ces matériaux semble plus jamais nécessaire pour déployer de nouveaux marchés, notamment dans le secteur privé : « nous travaillons pour que l’intégration de mâchefers soit dorénavant autorisée sous bâtiment, par exemple sur des plateformes industrielles » explique-t-on à l’ANGM.

Procédés de traitement incomplets

Suez fait partie des principaux acteurs français du traitement de mâchefers. Le groupe exploite ou co-exploite 18 IME pour traiter environ chaque année, 820 000 tonnes de mâchefers. La grave produite est valorisée à 98 % en technique routière. Pour l’opérateur, il existe toujours un frein psychologique tant pour la maîtrise d’ouvrage que pour la maîtrise d’oeuvre (impacts environnement, pas de retours d’expérience, nature des matériaux). Les problèmes de synchronisation entre les besoins et la fourniture de la matière (stock, logistique) peuvent également limiter l’emploi de graves de mâchefers. Pourtant ses caractéristiques géotechniques, sa compétitivité, sa traçabilité assurée et son recyclage à l’échelle locale pourraient assurer un avenir meilleur à ce matériau. Le problème aujourd’hui, porte sur le traitement proprement dit jugé incomplet et qui conduit à mettre en enfouissement encore un tiers du gisement ou à proposer des solutions de valorisation à faible valeur ajoutée.

« Avant de promouvoir la grave de mâchefer dans de nouvelles applications, il faut s’assurer que les lignes de traitement des mâchefers disposent des techniques suffisantes pour produire une grave exempte de toute fraction métallique, aussi minime soit-elle et apporter la garantie de l’innocuité environnementale de la matière dans le temps », insiste Benjamin Constant, co-fondateur de l’entreprise Neo-eco. A l’heure actuelle, quelques unités de traitement en France peuvent élaborer une grave de qualité, pouvant sortir du statut de déchet, mais peu en réalité sont en mesure de fournir un matériau capable d’intégrer des bétons pour la construction. L’entreprise Neo-eco dans les Hauts-de-France travaille depuis dix ans sur la valorisation des mâchefers et à la purification des graves pour en faire des éco-matériaux de qualité. En 2013, Neo-eco a réalisé la route du MIOM, une portion de route intégrant des graves de mâchefers sous la couche d’asphalte. « Ce démonstrateur est la preuve que ce matériau a du potentiel si les procédés de traitement et de séparation sont mis en œuvre, explique Benjamin Constant, co-fondateur de l’entreprise. Et nous souhaitons montrer aujourd’hui que l’on peut aller encore plus loin dans la valorisation ». Des expérimentations prometteuses voient le jour. Depuis dix ans, l’acceptation des mâchefers valorisées oscille entre avancées et reculades.

Face à un coût de gestion (transport, traitement et stockage) de l’ordre de 250 millions d’euros par an, une TGAP en augmentation, et des centres de stockage saturés, la valorisation des mâchefers en nouvelle matière première a tout son sens aujourd’hui. Sa sortie de statut de déchet pourrait être justifiée lorsque les procédés de traitement permettent de produire un éco-matériau compétitif et inoffensif pour l’environnement et la santé humaine.

Flou juridique

Filiale du groupe Moulin TP, Modus Valoris recycle et valorise les mâchefers près de Lyon. En 2018, l’entreprise a produit 90 000 tonnes de graves. En 2016, elle a investi 2,1 millions d’euros dans une ligne de tri nouvelle génération, pour produire la maturite, un nouveau granulat de haute qualité. Modus Valoris peut éliminer les métaux non ferreux d’une taille supérieure à 2-3 mm et tous les métaux ferreux. Cette année, un nouvel investissement de 1,2 million d’euros sera engagé pour doubler l’étape de granulométrie et optimiser l’extraction des non ferreux, en particulier l’aluminium, par courant de Foucault. Ce métal étant responsable de gonflements ou de fissures. « Notre grave peut être utilisée actuellement à 50/50 en technique routière et pour des usages privés, à travers l’aménagement de plateformes industrielles, explique Guy Moulin, dirigeant de Modus Valoris et président de l’ANGM. Aujourd’hui, la législation autorise l’emploi de graves de mâchefers dans certaines techniques routières, mais rien n’interdit en réalité la possibilité de l’utiliser sous bâtiment ».

Eviter de nouveaux écueils

Grâce ou à cause de ce flou juridique, l’entreprise peut diversifier ses débouchés. En contrepartie, elle garantit à son client un niveau de désaluminage suffisant pour un tel usage. « Les travaux sur l’élaboration d’un nouveau guide technique pour la construction devrait cadrer un peu plus la valorisation de la grave de mâchefers et surtout convaincre les plus réticents, à savoir les bureaux de contrôle, toujours très frileux à cet égard, par crainte ou méconnaissance », insiste Guy Moulin. D’ici à deux ou trois ans, la situation pourrait devenir ainsi plus radieuse dans la filière mâchefers, à condition d’apporter les garanties techniques et de qualité suffisantes au niveau du traitement. Toutes les IME ne sont pas forcément équipées pour cela. « Il faudrait, ajoute le président de l’ANGM, inscrire dans la procédure, des critères de performances élevés et exiger un niveau minimum d’équipement. Car de nouveaux écueils dans ce domaine plongeraient la filière dans une situation dont elle aurait sans doute du mal à se relever ».

715 000 tonnes en Ile-de-France

En Ile-de-France, la gestion des mâchefers connaît des difficultés croissantes. La région traite chaque année 3,7 millions de tonnes de déchets dans 18 UVE (Unité de valorisation énergétique). Sur ce gisement, il en ressort 715 000 tonnes de mâchefers dont 40 000 de métaux ferreux et non ferreux. La région dispose actuellement de huit IME, principalement en Seine-et-Marne et une située près du Havre. Plus gros syndicat francilien, le Syctom de Paris produit à lui seul près de la moitié des mâchefers (300 000 t/an) dans trois UVE (Isséane, Saint-Ouen et IPXIII). La plupart des gisements de mâchefers sont acheminés par voie fluviale vers les installations de traitement.

Des coûts de gestion multipliés par deux

Les opérateurs d’IME sont confrontés à des problèmes d’ordre commercial et économique. En effet, les débouchés se raréfient en Ile-de-France et les collectivités territoriales continuent en général de freiner des quatre fers. Les opérateurs sont donc contraints d’aller chercher plus loin des sites susceptibles d’intégrer de la grave de mâchefer. Si la région est soumise à une forte pression foncière où la construction de routes n’est plus vraiment d’actualité, les chantiers du Grand Paris pourraient au contraire redonner du souffle à la valorisation des mâchefers. « L’opportunité ne serait en fait qu’apparente puisque l’excavation de milliers de tonnes de terres inertes entre en concurrence avec l’emploi des graves de mâchefers » explique Catherine Boux, directrice générale adjointe Exploitation et Prévention des Déchets au Syctom. Tout cela a un coût que les syndicats de traitement de déchets ont vu grossir en moins de dix ans. Entre 2009 et 2017, chaque UVE du Syctom a vu le coût de transport et de traitement par tonne de mâchefer passer de 22 à 45 euros, les débouchés étant plus rares et plus éloignés. En face, les recettes liées à la valorisation matière de ces mâchefers, intégrant la captation et la revente des métaux, ont faiblement évolué, allant de 4,5 à 13,3 euros la tonne sur la même période.

Eco-matériaux

Pour sortir de l’impasse, le Syctom de Paris a pris les devants, en signant une convention de R&D au printemps 2018. Pendant quatre ans, des travaux scientifiques et des expérimentations seront menés afin d’identifier d’autres options de valorisation des mâchefers que la technique routière. Les nouveaux débouchés seraient alors validés par des laboratoires indépendants, capables de démontrer l’innocuité de ces sous-produits et définir jusqu’à quel taux, on peut les intégrer. Pour ce faire, le Syctom s’est associé à l’entreprise Neo-éco, experte dans la mise au point de méthodologies de valorisation des déchets minéraux dont les mâchefers : « avec ce projet francilien, nous allons investir un nouveau territoire avec des flux de matières, des acteurs et des besoins différents explique Benjamin Constant. Nous nous positionnons sur du multi-filière, dès lors que selon les procédés de traitement utilisés, plusieurs applications seront envisagées ». Grave routière premium, bétons préfabriqués, matériaux composites pour revêtements de sol ou muraux, l’ objectif du projet de R&D est d’ouvrir le champ des possibles. « Aujourd’hui, nous savons que la grave de mâchefer peut intégrer des bétons. Nous pensons aussi qu’elle peut s’associer au ciment ; cela fait l’objet d’un programme de R&D actuellement au sein de Neo-éco», souligne Benjamin Constant.

Le Syctom s’est entouré d’Insavalor, filiale de R&D, valorisation et formation continue de l’Insa de Lyon. Ce centre de recherches est compétent sur la caractérisation chimique et minéralogique de matériaux comme les mâchefers ainsi que sur les méthodes d’évaluation environnementale. Egalement dans la boucle, le laboratoire de recherches Armines, basé à Douai, travaille sur la caractérisation physique des mâchefers et étudie l’aptitude de ces matériaux à une valorisation multi-filières BTP. Enfin, la convention rassemble la Semardel, société d’économie mixte, qui exploite entre autres des installations de valorisation énergétique et de maturation de mâchefers dans l’Essone. Complémentaire aux autres partenaires, la Semardel dispose d’une expérience opérationnelle du traitement des mâchefers. Pour financer ce projet, le Syctom contribue à hauteur de 426 000 euros, Neo-éco pour 260 000 euros, Armines et Insavalor à raison de 120 000 euros chacun. Un comité de pilotage assurera le suivi de l’étude et se réunira au moins une fois par semestre.

Plateforme publique à l’étude

Le Syctom souhaite entraîner dans ce projet d’autres syndicats de traitement comme le Smitom-Lombric (77), le Sitreva (78) ou encore le Sietrem (77). L’idée étant de garantir la viabilité et la pertinence de l’étude scientifique à partir de flux hétérogènes, produits dans la région francilienne. Les prototypes d’éco-matériaux pourraient ainsi faire l’objet d’un suivi dans diverses situations. Pour préparer ces matériaux, trois prestataires sont également de la partie : Eurovia, Veolia et MBS basé au Havre. Pour son entrée en matière, la convention prévoit plusieurs actions cette année : « nous allons réaliser un état des lieux de l’emploi des mâchefers, un benchmark français et européen sur les réglementations nationales en vigueur et une caractérisation des mâchefers en vue de leur valorisation » explique Catherine Boux.

Au-delà du projet, le Syctom souhaite engager les donneurs d’ordre dans la valorisation, grâce à des cahiers des charges incitatifs à l’emploi de mâchefers. Le syndicat propose d’étudier la pertinence d’une bourse des mâchefers à l’instar des sous-produits du BTP. Il s’agit d’une approche régionale et de fait cela pourrait être mentionné dans le PRPGD (Plan régional de prévention et de gestion des déchets). Entre autres propositions d’actions, le Syctom préconise aussi l’analyse de faisabilité des marchés distincts des prestations maturation et commercialisation. Dans cette perspective, un projet de plateforme publique de maturation et d’élaboration des mâchefers serait à l’étude. Les IME de la région étant jusqu’à présent confiées à des acteurs privés. Le Syctom, associé au Sietrem, réalisera cette année une première étude de faisabilité technique et économique.

L’INEC lance une étude

Les mâchefers n’intéressent pas que les exploitants d’UVE, les opérateurs et les recycleurs. L’institut national de l’économie circulaire (INEC) a choisi d’en faire le thème d’une prochaine publication prévue au premier semestre 2019. Montrer ce qui fonctionne et ce qui ne fonctionne pas dans la filière ; tel est l’objectif de cette étude transversale qui donnera la parole à l’ensemble des acteurs publics et privés concernés. Une série de recommandations conclura ces travaux en vue de promouvoir les techniques et les procédés les plus efficients dans une logique d’économie circulaire. « Nous souhaitons apporter un contenu pédagogique pour inciter les collectivités à franchir le pas, explique Adrian Deboutière, chargé d’études au sein de l’INEC. La gestion des mâchefers se trouve à la croisée des chemins entre le principe de précaution dicté par les risques sanitaires et environnementaux et la transition écologique incitant à l’emploi de matériaux alternatifs, pour préserver les ressources naturelles ».

Rappel :

Le Syctom regroupe 84 communes réparties dans cinq département franciliens : Paris, Hauts-de-Seine, Seine-Saint-Denis, Val-de-Marne et Yvelines. Il dessert 5,8 millions d’habitants, soit la moitié de la population d’Ile-de-France. En 2017, le Syctom a traité près de 2,3 millions de tonnes de déchets ménagers et assimilés dans trois UVE et six centres de tri de collecte sélective (papiers et emballages).

Crédits : Neo-éco, Laurent Mignaux, ANGM

En savoir plus :

Document Cerema – DGPR : Les graves de mâchefers en technique routière

Projet Demaart

Yprema sous franchise