Quelles solutions techniques utilisent les industriels pour réduire les émissions de polluants dans l’atmosphère ?

Contexte

Il existe de nombreuses solutions techniques appliquées par les industriels depuis plusieurs décennies. Elles se sont mises en place graduellement, et il reste toujours des progrès à faire, au bénéfice de l’évolution des technologies et sous la pression des règlementations. Celles-ci ont également évoluées au fil du temps en étant également de plus en plus contraignantes et en nécessitant souvent des investissements très importants.

Néanmoins, il n’y a pas une seule entreprise de la zone Fos-Etang de Berre, concernée par des émissions à l’atmosphère, qui n’aurait pas fait d’investissement et progressé de manière notable, notamment ces 20 dernières années.

Règlementation

Le cadre règlementaire est essentiel pour le contrôle des émissions à l’atmosphère. Il s’articule sur la base de la règlementation européenne IED (Directive relative aux Émissions Industrielles), basée sur la mise en place des Meilleures Techniques Disponibles, celles-ci étant définies de manière très précise pour chaque type d’industrie et de procédé de fabrication.

À ce cadre général s’ajoutent les objectifs régionaux, voire locaux, qui se déclinent dans les PPA (Plan de Protection de l’Atmosphère) et dans les Arrêtés Préfectoraux appliqués individuellement aux entreprises en fonction du contexte local. Le plus remarquable est l’Arrêté « COV » dont la mise en place débutée en 2018 a pris en compte des polluants non règlementés (au sens de la règlementation nationale et européenne) pour tenir compte de la spécificité locale en matière de densité industrielle.

Les 4 principaux polluants visés par ces règlementations sont :

• Le SO₂ (dioxyde de soufre) dont l’origine provient essentiellement de l’usage de combustible fossile ;
• Les PM10 et PM2,5 (particules fines) dont l’origine provient en partie de l’usage de combustible fossile mais aussi de l’utilisation de minerais et de produits pulvérulents ;
• Les NOx (oxydes d’azote) issus essentiellement de la combustion d’hydrocarbures ; 
• Les COV (composés organiques volatils) représentent une grande variété d’hydrocarbures ou de molécules chimiques qui se diffusent dans l’atmosphère par évaporation. Leur origine est variée, tant en fonction du type de fabrication que de l’usage même de produits volatils (solvants, aérosols…).

À savoir :

• La pollution à l’ozone résulte de la combinaison de 3 facteurs, la présence de NOx et de COV sous l’effet du rayonnement solaire. NOx et COV sont donc des précurseurs d’ozone.
• Le CO₂ est émis lors de l’utilisation de combustibles fossiles, mais ce n’est pas un polluant impactant la santé. Il est règlementé dans le cadre des émissions de gaz à effet de serre (GES) qui ont un effet global sur le climat de la planète. Il fait aujourd’hui l’objet de considérations spécifiques dans le cadre des programmes visant la neutralité carbone.

Solutions techniques

Il existe de nombreuses solutions techniques qui peuvent être adaptées en fonction des spécificités de l’entreprise et des produits qu’elle fabrique. Mais nombre d’entre elles sont génériques et peuvent s’appliquer de manière plus ou moins systématique à la plupart des procédés industriels, notamment lorsqu’il s’agit de générer de la chaleur ou de la vapeur. On peut distinguer 3 types de solutions :

1. Changer de combustible : abandonner le charbon et le fioul lourd au profit du gaz naturel. Même s’il s’agit d’un combustible fossile, le gaz permet une réduction conséquente des émissions de SO₂, de particules fines et de NOx (70 à 90% de réduction). Néanmoins les investissements réalisés sont majeurs, car il s’agit de grands équipements industriels (chaudières et fours industriels) dont la conception doit être entièrement revisitée.

La plupart des installations de la région ont été converties au gaz, la plus remarquable d’entre elles étant la centrale électrique de Ponteau, dont les anciennes cheminées utilisées du temps de l’utilisation de fioul lourd sont en cours de démantèlement.

Pour aller plus loin, l’électrification complète des processus industriels est envisagée dans le cadre des grands projets liés à la décarbonation des activités. L’effet secondaire de la réduction des émissions de CO₂ dans l’atmosphère sera une amélioration de la qualité de l’air. Il est aussi envisagé d’utiliser l’hydrogène produit de manière décarbonée dans les procédés industriels, avec les mêmes effets (réduction des émissions de CO₂ et amélioration de la qualité de l’air).

2. De multiples actions pour « chasser » les émissions de COV :

• Renforcement des programmes de surveillance et détection des émissions fugitives : recherche systématique et périodique de fuites suivi des réparations (resserrage de brides, changement de joints…) ;
• Mise en place de technologies plus performantes : couverture des bassins/réservoirs pour réduire l’évaporation, canalisation des évents et retraitement de leurs effluents, mise en place de pompes à rotor noyés sur les fluides sensibles (technologie de construction des pompes réduisant le risque de fuite) ;
• Mise en place de solutions spécifiques à la source sur les installations pouvant émettre des COV classés critiques pour la zone Fos-Etang de Berre (benzène, butadiène, dichloroéthane ou DCE). Par exemple, sur le site Ineos Petroineos de Lavéra, des toits fixes avec écran flottant ont été installés sur les bacs susceptibles d’émettre du benzène.

3. Mise en place d’équipements spécifiques étudiés « sur mesure » :

• Installation de bruleurs « bas NOx » permettant de réduire d’environ 40% les émissions de NOx ;
• Nouvelles technologies d’analyseurs en ligne sur les fumées permettant un renforcement de la surveillance ;
• Installation de traitement chimique (à l’urée) des fumées pour réduire les NOx ;
• Installation de dépoussiérage (filtration) des fumées pour réduire les particules ;
• Traitement du combustible avant brulage pour limiter les polluants dans les fumées (SO₂, particules).

L’inventaire de ces solutions n’est pas exhaustif, notamment concernant la réduction des émissions de poussières. En effet, dans le cas des poussières et particules fines, voire ultrafines, les solutions dépendent essentiellement du type d’industrie et du procédé de fabrication. Quand les solutions de réduction « à la source » ne sont pas possibles ou insuffisantes, des dispositifs de dépoussiérage par filtration peuvent être mis en place.