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Cendres volantes


Les cendres volantes sont un produit de combustion du charbon. Elles font partie d'un ensemble de produits qui constituent les déchets les plus abondants dans le monde.[1] S'ils ne sont pas récupérés, ces déchets sont évacués avec les gaz de combustion d'une centrale électrique alimentée au charbon. Les cendres volantes existent après la combustion parce que les cendres adhèrent au charbon, représentant entre 1 à 15 % de son poids. Environ 90 % des cendres sont des cendres volantes, tandis que 10 % sont des cendres résiduelles.[2] Les cendres volantes sont composées de minuscules particules en suspension dans l'air et sont donc considérées comme un type de matière particulaire ou de pollution particulaire.[3] Vous trouverez ci-dessous une comparaison des cendres volantes et des cendres résiduelles, afin de montrer la différence de taille des particules et la différence dans la texture.

  • Figure 1. Cendres volantes.[4]

  • Figure 2. Cendres résiduelles.[4]

Pour éviter que les cendres ne s'échappent complètement lors de la combustion du charbon, des précipitateurs électrostatiques sont utilisés pour collecter les cendres volantes. De plus, d'autres dispositifs de filtration à la cheminée, tels que les dépoussiéreurs à sacs et les épurateurs, sont utilisés pour réduire les émissions de cendres volantes. Ces méthodes permettent de capturer la plupart des cendres, mais pas toutes, car elles sont incapables de capturer les particules dont le diamètre est inférieur à un micromètre. De manière générale, environ 1 % des particules sont libérées dans l'air.[5] Ces petites particules s'échappent des cheminées dans l'air.[2] Les cendres volantes capturées sont analysées pour déterminer si elles contiennent des substances chimiques dangereuses pour la santé humaine. Si elles sont jugées dangereuses, elles sont éliminées. Si les cendres volantes sont jugées non dangereuses, elles sont recyclées et utilisées dans la production de béton ou d'asphalte.

Parallèlement aux impacts des cendres volantes sur la santé et l'environnement, un autre problème est qu'elles existent en quantités massives. La quantité de charbon brûlé et sa teneur en cendres déterminent la quantité totale de cendres de charbon générée chaque année. La quantité de cendres de charbon est en augmentation depuis 1996.[1]

Effets sur la santé

Les cendres volantes peuvent avoir une composition chimique différente selon l'endroit où le charbon a été exploité.[6] De manière générale, les cendres volantes sont des polluants, qui contiennent des matières acides, toxiques et radioactives.[2] Ces cendres peuvent contenir du plomb, de l'arsenic, du mercure, du cadmium et de l'uranium.[7] L'EPA[8] a constaté qu'une exposition importante aux cendres volantes et aux autres composants des cendres de charbon augmente le risque de développer un cancer et d'autres maladies respiratoires. Les bassins de cendres humides peuvent polluer les eaux souterraines et, en cas d'ingestion, l'eau contaminée par l'arsenic augmente le risque de développer un cancer. Les inhalations ou les ingestions de toxines contenues dans les cendres volantes peuvent avoir des effets sur le système nerveux, entraînant des défauts cognitifs et des problèmes comportementaux, tout en augmentant le risque de développer des maladies pulmonaires, rénales et gastro-intestinales.[6]

Élimination et recyclage

La simple quantité de cendres volantes qui existe est un problème. L'EPA estime que 140 millions de tonnes de cendres de charbon sont produites chaque année, les cendres volantes constituant la majorité de ces cendres.[6]

Certaines centrales électriques éliminent les cendres de charbon dans des bassins de surface - appelés bassins de cendres humides parce que les cendres sont maintenues humides pour éviter qu'elles ne s'envolent - ou dans des décharges, tandis que d'autres se débarrassent des cendres en les déversant dans un cours d'eau. Elles peuvent également être recyclées en plusieurs matériaux différents. Les cendres volantes sont depuis longtemps utilisées comme additif dans le ciment, le coulis et le béton ou pour stabiliser les couches routières en tant que matériau de remplissage.[7] Environ 43 % des cendres volantes aux États-Unis sont recyclées.[7] La réutilisation de ces cendres de charbon réduit les émissions de gaz à effet de serre, et réduit l'espace occupé par ces cendres dans les décharges. La fabrication du béton et des briques libère une quantité importante de gaz à effet de serre. L'utilisation de cendres volantes dans le processus de fabrication réduit ces émissions. La réutilisation des cendres volantes présente également des avantages économiques, notamment la réduction des coûts associés à leur élimination, l'augmentation des revenus provenant de la vente de nouveaux produits à base de cendres de charbon et les économies réalisées grâce à l'utilisation de cendres de charbon au lieu d'autres matériaux plus coûteux. Bien que la réutilisation de ces cendres réduise les effets sur l'environnement, certains critiques affirment que l'utilisation de cendres volantes dans les matériaux de construction est dangereuse, car il pourrait y avoir une contamination de l'air par la lixiviation de produits chimiques.[1]

Effets environnementaux

Figure 3. Des tas de cendres volantes.[9]

Lorsque les cendres sont éliminées dans des décharges sèches ou des bassins humides, il y a des effets environnementaux associés. Les bassins de surface humides représentent un cinquième de l'élimination des cendres de charbon. Ces bassins humides peuvent poser problème s'ils ne sont pas équipés de revêtements appropriés pour éviter les fuites et le lessivage. Les fuites et la lixiviation entraînent la contamination des eaux souterraines. La lixiviation est un processus qui se produit lorsque les cendres volantes sont humides, et cela signifie simplement que les composants toxiques des cendres se dissolvent et s'infiltrent dans l'eau. Cette contamination des eaux souterraines peut être dangereuse pour la santé humaine si les eaux souterraines sont une source d'eau potable.[6] En plus du lessivage, les substances toxiques contenues dans les cendres volantes peuvent se déplacer dans l'environnement sous l'effet de l'érosion, du ruissellement ou de l'air sous forme de poussière fine. C'est le fait que les produits chimiques contenus dans les cendres puissent s'échapper et se déplacer dans l'environnement qui rend les cendres volantes nocives.[6]

En savoir plus

Références

  1. ↑ 1,0 1,1 et 1,2 A.Alva, T. Punshon, K.Sajwan,I.Twardowska. Coal Combustion Byproducts and Environmental Issues, 1st Ed. Springer Link, 2006
  2. ↑ 2,0 2,1 et 2,2 J.Fay, D. Golomb. Energy and the Environment, 1st ed. New York, U.S.A.: Oxford, 2002.
  3. ↑ SourceWatch. (July 28, 2015). Particulates and Coal [Online]. Available: http://www.sourcewatch.org/index.php/Particulates_and_coal
  4. ↑ 4,0 et 4,1 Photo taken by a member of the Energy Education team.
  5. ↑ EPA. (July 14, 2015). Fly Ash [Online]. Available: http://www.epa.gov/radiation/tenorm/coalandcoalash.html
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 et 6,4 PSR. (July 14, 2015). Coal Ash: Hazardous to Human Health [Online]. Available: http://www.psr.org/assets/pdfs/coal-ash-hazardous-to-human-health.pdf
  7. ↑ 7,0 7,1 et 7,2 Ed Dodge. (July 13, 2015). Can Coal Fly Ash Waste Be Put to Good Use? [Online]. Available: http://breakingenergy.com/2014/02/18/can-coal-fly-ash-waste-be-put-to-good-use/
  8. ↑ Consulter le site web de l'EPA, https://www.epa.gov/. L'équivalent français de l'acronyme est le suivant : l'agence pour la protection de l'environnement
  9. ↑ Derek Dye. (July 13, 2015). Fly-Ash Removal [Online]. Available: http://www.geograph.org.uk/photo/3405466
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