1-COV : UNE LUTTE TOUS AZIMUTS Réduire les émissions de composés organiques volatils passe notamment par la substitution des produits les plus toxiques et la lutte contre les émissions diffuses. Les émissions de composés organiques volatils (COV) sont en baisse constante depuis 1988, notamment grâce à l'adoption de produits à plus faible teneur en solvants et aux progrès dans le stockage des hydrocarbures. Ce sont les entreprises produisant ou utilisant des peintures et des vernis qui en émettent le plus (hors méthane), suivis par les industriels de la chimie et de la pétrochimie, de l'impression et du dégraissage. Récupérer ou détruire : tels sont les deux stratégies de lutte contre les COV. La condensation consiste à les récupérer sous forme liquide ou solide, en diminuant leur température. On capte ainsi jusqu'à 92 % des substances. On peut aussi les absorber dans un liquide en faisant circuler le gaz et le liquide à contre-courant dans une colonne de lavage. Il faut ensuite régénérer le liquide par distillation pour récupérer les COV, avec un rendement total allant jusqu'à 98 %. Enfin, ils peuvent être récupérés sur du charbon actif, lui-même régénéré par chauffage. Une fois séparés, les solvants sont recyclés ou détruits. L'autre famille de technique est la destruction directe. Dans l'oxydation thermique récupérative, on brûle les COV à haute température (750 °C minimum), avec un rendement de 95 % environ. L'oxydation catalytique consiste à oxyder à plus basse température (200 à 450 °C) en présence de catalyseurs, avec un rendement de 70 %. Cependant, la présence de chlore ou de fluor dans les solvants peut entraîner la formation de produits agressifs (acides) et toxiques (dioxine), qui nécessitent d'installer des matériaux résistants et/ou un traitement des fumées supplémentaire. D'autres techniques plus originales ont vu le jour, comme le traitement biologique, où des micro-organismes (bactéries, champignons, algues...) consomment les COV préalablement dissous dans l'eau, avec des rendements pouvant atteindre 90 %. Les micro-organismes sont fixés sur un matériau comme la tourbe ou le bois (technique de biofiltres) ou sur un matériau inerte (cas des filtres percolateurs). Ils peuvent également être laissés libres dans un bassin d'activation dans les biolaveurs. Ce traitement nécessite de maintenir des conditions propices à ces organismes, notamment une température entre 20 et 40 °C, et des concentrations de COV relativement stables. Tant que les émissions de COV sont canalisées, on sait les traiter. Le plus compliqué, ce sont les émissions diffuses, par exemple dans les canalisations défaillantes. La réglementation impose un plan de gestion des solvants pour toute installation en consommant plus d'une tonne par an. Lorsque la consommation est supérieure à 30 tonnes, ce plan doit être transmis à l'Inspection des installations classées. Il s'agit de faire un bilan des solvants entrant dans l'usine et de ceux en sortant. « L'industriel comptabilise les rejets canalisés dans l'atmosphère, les solvants présents dans les produits finis, ceux dans les déchets, ainsi que ceux recyclés, explique Serge Collet, spécialiste des plans de gestion des solvants à l'Ineris. Ce qui manque dans le décompte correspond aux émissions diffuses. » La lutte contre ces émissions diffuses est un vaste combat : il faut traquer les fuites, capter les solvants lors des opérations de nettoyage, améliorer les techniques d'application des peintures, installer autant que possible des circuits fermés, chercher des produits à plus faible teneur en solvants, etc. « Depuis 2001, nous imposons une surveillance aux responsables de raffineries, qui doivent mesurer ces émissions diffuses, indique Jean-Luc Ruhl, en charge de l'air à la Dreal Paca. Chaque année, des circuits sont contrôlés, des prélèvements sont effectués sur des points sensibles (vannes, pompes...). En mesurant la concentration de COV à quelques centimètres de la fuite, on en déduit son débit. Au-delà d'une certaine valeur, il est nécessaire de resserrer les boulons ou de remplacer le matériel, mais il faut pour cela attendre l'arrêt de l'unité. » Les stockages et les transferts d'hydrocarbures sont une autre source d'émission de COV. « Sur les sites pétroliers, des technologies de récupération de vapeur et de condensation sont mises en place, constate Jean-Luc Ruhl. En revanche, il n'existe toujours pas de récupération lors du chargement des bateaux. Il faut trouver une solution adaptable pour tous les navires. On y travaille avec le port de Marseille. » En outre, certains solvants particulièrement toxiques doivent être comptabilisés individuellement. C'est le cas du benzène et des hydrocarbures polyaromatiques (HAP) déjà présents dans le premier Plan national santé environnement (PNSE 1). Ils devraient faire l'objet de mesures plus sévères, puisque le PNSE 2 propose de « réduire de 30 % entre 2007 et 2013 les émissions aqueuses et atmosphériques de six substances prioritaires ». Ces COV toxiques doivent ainsi être substitués ou utilisés en circuit fermé. Pour Martine Ramel, de la direction des risques chroniques de l'Ineris, « ces exigences très fortes vont poser des problèmes pour l'industrie, notamment les raffineries et les cokeries. » 2-NOx : MAÎTRISER LA COMBUSTION La formation d'oxydes d'azote est indissociable de la combustion, mais plusieurs techniques existent pour limiter leurs émissions. Elles doivent être pilotées finement pour éviter la formation de polluants secondaires. Les centrales thermiques, les cimenteries, la sidérurgie : tel est le palmarès des plus gros émetteurs industriels d'oxydes d'azote. Ces polluants, le dioxyde d'azote (NO2) et le monoxyde d'azote (NO), désignés sous l'appellation de NOx, se produisent lorsqu'on brûle un combustible contenant de l'azote, mais ils résultent aussi de la combinaison de l'oxygène et de l'azote de l'air lors d'une combustion à haute température. Or, les NOx sont toxiques et sont également responsables de la formation de l'ozone sous l'effet du rayonnement solaire. Malheureusement, leur formation reste difficile à éviter. Outre l'utilisation de combustibles pauvres en azote, deux types de techniques permettent de réduire les NOx. Les techniques dites primaires ont pour but d'éviter leur formation, en intervenant directement lors de la combustion, grâce à des brûleurs dits « bas NOx », tandis que les techniques secondaires consistent à détruire les NOx une fois qu'ils se sont formés. Les techniques primaires jouent principalement sur deux principes : limiter la température dans l'enceinte de combustion et contrôler la richesse en combustible. Pour cela, on réalise une combustion étagée, soit en créant une zone de combustion pauvre en air (riche en carburant), alliée à une injection d'air en aval, soit au contraire, en créant une zone de combustion en excès d'air, et une zone secondaire riche en combustible. La technique de recirculation des gaz de combustion (20 à 30 % des fumées sont réintroduites dans le four) permet aussi de réduire la formation des NOx en diluant le mélange air-combustible et en abaissant la température de combustion. Deux méthodes plus originales ont récemment vu le jour. La combustion sans flamme vise à répartir la combustion dans l'ensemble du four grâce à une forte recirculation interne, ce qui diminue la température, donc la production de NOx. Enfin, la combustion catalytique consiste à oxyder le combustible à la surface d'un matériau recouvert d'un catalyseur, ce qui offre une combustion très homogène, sans point chaud, donc pratiquement sans formation de NOx ni d'imbrûlés. Mais les coûts d'investissement et la durée de vie du catalyseur restent problématiques. « Les brûleurs bas NOx de première génération réduisent de 20 à 50 % la formation des NOx selon les principes mis en oeuvre et les combustibles considérés, tandis que les brûleurs bas NOx de seconde génération montent entre 40 et 60 %, indiquait Nadine Allemand, chef d'unité au Citepa, lors d'une journée d'étude en novembre 2008. Mais il faut bien les maîtriser : si on n'injecte pas assez d'air, la combustion est incomplète et produit alors du monoxyde de carbone et des poussières. » De plus, la recirculation des gaz de combustion consomme de l'énergie. Si l'installation de technologies bas NOx est simple dans une usine nouvelle, c'est en revanche plus difficile, voire impossible, sur d'anciennes installations. De même, lorsque les combustibles sont de qualités très variables, par exemple en incinération ou en cimenterie, la maîtrise de la combustion est difficile. Restent les techniques secondaires. Le principe est de faire réagir les oxydes d'azote pour les transformer en azote (N2, le gaz qui compose l'air à près de 80 %). La réduction sélective non catalytique consiste à injecter de l'urée ou de l'ammoniac dans les fumées, et permet une réduction de 50 à 70 % des NOx. La réduction catalytique est la même réaction en présence d'un catalyseur. Elle offre jusqu'à 90 % d'abattement des NOx, mais elle est bien sûr plus coûteuse, car le catalyseur est cher. « Ces techniques peuvent rejeter de l'ammoniac : attention alors au transfert de pollution, rappelle Jean-Luc Ruhl, en charge de l'air à la Dreal Paca. L'ammoniac est donc un paramètre à surveiller lorsqu'on met en oeuvre des technologies secondaires contre les oxydes d'azote. » Enfin, la recombustion, à la frontière entre traitement primaire et secondaire, permet de brûler le monoxyde d'azote (NO) en présence d'hydrocarbures et d'air. Que ce soit pour les oxydes d'azote ou pour tous les autres polluants, les exploitants disposent de documents techniques très complets, définissant les meilleures techniques disponibles pour diminuer leur impact sur l'environnement : les Bref. Il en existe un par branche professionnelle, soit 33 en tout, qui mentionnent tous les polluants et tous les milieux concernés. « Ces technologies sont définies en collaboration par des organismes d'État, des industriels et des ONG, et doivent être économiquement acceptables pour les industriels », explique Olivier Perrou, expert à la direction valorisation de l'Ineris. Mais ces Bref sont assez peu utilisés, car trop compliqués : ce sont des pavés de 300 à 800 pages. « Nous avons donc fait un travail de vulgarisation avec l'Ademe, et rédigé des documents de synthèse d'une vingtaine de pages résumant l'essentiel du Bref et renvoyant au document principal pour des explications plus complètes. » Les industriels ont l'obligation de justifier qu'ils mettent en oeuvre les techniques définies dans les Bref. 3-SO2 : RÉSOUDRE LES POLLUTIONS La pollution au dioxyde de soufre a bien diminué depuis vingt ans grâce aux efforts des industriels et à la baisse de la quantité de soufre dans les carburants. Mais des points noirs demeurent. La pollution au dioxyde de soufre serait-elle en voie d'être réglée ? On pourrait le croire, au vu des chiffres des émissions globales en France. Selon l'Union française des industries pétrolières (Ufip), les émissions industrielles ont en effet été divisées par deux entre 1990 et 2007, et les émissions totales divisées par quatre, grâce à la réduction du soufre dans les carburants. Pourtant, le dioxyde de soufre (SO2) reste une préoccupation majeure dans certaines régions, au point que la Commission européenne a engagé une procédure de mise en demeure contre la France à cause du nombre de jours de dépassement des valeurs limites de SO2 en 2005 et 2006. « La Commission demande un respect strict des valeurs limites à très court terme, indique la Drire de Provence-Alpes-Côte d'Azur (Paca) dans son bilan 2008 de l'état de l'environnement industriel. Il y a donc obligation de résultats et pas seulement de moyens. » « Dans le passé, la pollution au dioxyde de soufre concernait tout le territoire, rappelle Martine Ramel, de la direction des risques chroniques de l'Ineris. Aujourd'hui, c'est une pollution très locale. Les derniers points noirs sont très coûteux à effacer. » Ce polluant est essentiellement lié aux activités pétrolières. Ainsi, en Paca, les raffineries, les sites pétrochimiques et les installations de combustion sont responsables d'environ 90 % des émissions de SO2. Sur la base des meilleures techniques disponibles, qui permettent de récupérer jusqu'à 99,5 % du soufre produit, une étude de 2005 a préconisé d'abaisser les limites d'émission de SO2 dans le raffinage à 850 mg/m3 de fumée rejeté, au lieu de 1 700 mg/m3 actuellement. Ces objectifs ont été repris au niveau national dans l'arrêté ministériel du 21 juin 2005 modifiant celui du 2 février 1998. « Nous avons des plans de gestion des périodes de pollution, indique Dominique Becouse, directeur technique du raffinage à l'Ufip. Lorsque les conditions sont défavorables, par exemple en cas d'anticyclone prolongé, les raffineries passent en mode ralenti ou traitent du pétrole moins chargé en soufre. Elles peuvent aussi installer un étage supplémentaire sur les systèmes de désulfuration. Ces systèmes piègent les composés soufrés et les transforment en soufre (solide) grâce à des catalyseurs. Mais nous ne pouvons faire ces travaux que lors des arrêts pour maintenance, tous les cinq ans. » « Bientôt, les industriels devront réagir de manière anticipée en cas de risque de dépassement », indique Jean Luc Ruhl, en charge de l'air à la Dreal de la région Paca.