Par José Miguel Muñoz Gómez – Les revêtements en polyéthylène haute densité sont réputés pour leurs performances de confinement dans les décharges, les mines, les eaux usées et d'autres secteurs vitaux. L'empreinte carbone supérieure offerte par les géomembranes en PEHD par rapport aux barrières traditionnelles comme l'argile compactée est moins discutée, mais mérite d'être évaluée.
Un revêtement en PEHD de 1,5 mm (60 mil) peut fournir une étanchéité similaire à 0,6 m d'argile compactée homogène de haute qualité et donner une perméabilité inférieure à 1 x 10-11 m/s (selon ASTM D 5887). La géomembrane HDPE dépasse donc les mesures globales d'imperméabilité et de durabilité lorsque l'on examine l'ensemble du dossier scientifique, en tenant compte de toutes les ressources et de l'énergie nécessaires à la production d'argile et de géomembranes HDPE destinées à être utilisées comme couche barrière.
L'approche géosynthétique offre, comme le montrent les données, une solution plus respectueuse de l'environnement.
CARACTÉRISTIQUES DE L'EMPREINTE CARBONE ET DE LA GÉOMEMBRANE HDPE
Le composant principal du PEHD est le monomère éthylène, qui est polymérisé pour former du polyéthylène. Les principaux catalyseurs sont le tétrachlorure de trialkylitatanium et l'oxyde de chrome.
La polymérisation de l'éthylène et des comonomères en HDPE se produit dans un réacteur en présence d'hydrogène à une température allant jusqu'à 110 °C (230 °F). La poudre HDPE obtenue est ensuite introduite dans un granulateur.
SOTRAFA utilise un système de calandre (filière plate) pour fabriquer sa géomembrane primaire HDPE (ALVATECH HDPE) à partir de ces pellets.
Identification des GES et équivalents CO2
Les gaz à effet de serre inclus dans notre évaluation de l'empreinte carbone étaient les principaux GES pris en compte dans ces protocoles : le dioxyde de carbone, le méthane et l'oxyde nitreux. Chaque gaz a un potentiel de réchauffement global (PRG) différent, qui mesure la mesure dans laquelle une masse donnée d'un gaz à effet de serre contribue au réchauffement climatique ou au changement climatique.
Le dioxyde de carbone a par définition un GWP de 1,0. Pour inclure quantitativement les contributions du méthane et de l'oxyde nitreux à l'impact global, la masse des émissions de méthane et d'oxyde nitreux est multipliée par leurs facteurs GWP respectifs, puis ajoutée aux émissions massiques de dioxyde de carbone pour calculer une masse « équivalente en dioxyde de carbone ». émission. Aux fins de cet article, les GWP ont été tirés des valeurs répertoriées dans les lignes directrices de 2010 de l'EPA des États-Unis « Mandatory Reporting of Greenhouse Gas Emissions ».
Les GWP pour les GES considérés dans cette analyse :
Dioxyde de carbone = 1,0 GWP 1 kg CO2 eq/Kg CO2
Méthane = 21,0 GWP 21 Kg CO2 eq/Kg CH4
Oxyde nitreux = 310,0 GWP 310 kg CO2 eq/kg N2O
En utilisant les PRG relatifs des GES, la masse d’équivalents de dioxyde de carbone (CO2eq) a été calculée comme suit :
kg CO2 + (21,0 x kg CH4) + (310,0 x kg N2O) = kg CO2 eq
Hypothèse : Les informations sur l'énergie, l'eau et les déchets provenant de l'extraction des matières premières (pétrole ou gaz naturel) jusqu'à la production de granulés de PEHD, puis la fabrication de géomembranes en PEHD :
Géomembrane HDPE de 5 mm d'épaisseur, densité 940 Kg/m3
L'empreinte carbone du PEHD est de 1,60 kg de CO2/kg de polyéthylène (ICE, 2008)
940 Kg/m3 x 0,0015 mx 10 000 m2/ha x 1,15 (déchets et chevauchements) = 16 215 Kgr PEHD/ha
E = 16 215 Kg PEHD/Ha x 1,60 Kg CO2/kg PEHD => 25,944 Kg CO2 eq/ha
Hypothèse Transport : 15,6 m2/camion, 1 000 km de l'usine de fabrication au chantier
15 kg de CO2/gal diesel x gal/3 785 litres = 2,68 kg de CO2/litre de diesel
26 g N2O/gal diesel x gal/3 785 litres x 0,31 kg CO2 eq/g N2O = 0,021 kg CO2 eq/litre diesel
44 g CH4/gal diesel x gal/3 785 litres x 0,021 kg CO2 eq/g CH4 = 0,008 kg CO2 eq/litre diesel
1 litre de diesel = 2,68 + 0,021 + 0,008 = 2,71 kg d'équivalent CO2
Émissions du transport routier de produits par camion :
E = TMT x (EF CO2 + 0,021∙EF CH4 + 0,310∙EF N2O)
E = TMT x (0,972 + (0,021 x 0,0035)+(0,310 x 0,0027)) = TM x 0,298 Kg CO2 eq/tonne-mile
Où:
E = Émissions totales d'équivalent CO2 (kg)
TMT = Tonnes Miles parcourues
EF CO2 = facteur d'émission de CO2 (0,297 kg CO2/tonne-mile)
EF CH4 = Facteur d'émission CH4 (0,0035 gr CH4/tonne-mile)
EF N2O = facteur d'émission de N2O (0,0027 g N2O/tonne-mile)
Conversion en unités métriques :
0,298 kg CO2/tonne-mile x 1,102 tonnes/tonne x mile/1,61 km = 0,204 kg CO2/tonne-km
E = TKT x 0,204 kg CO2 eq/tonne-km
Où:
E = Émissions totales d'équivalent CO2 (Kg)
TKT = tonne – kilomètres parcourus.
Distance entre l'usine de fabrication (Sotrafa) et le chantier (hypothétique) = 1 000 km
Poids typique du camion chargé : 15 455 kg/camion + 15,6 m2 x 1,5 x 0,94/camion = 37 451 kg/camion
641 camions/ha
E = (1 000 km x 37 451 kg/camion x tonne/1 000 kg x 0,641 camion/ha) x 0,204 kg CO2 eq/tonne-km =
E = 4 897,24 Kg CO2 éq/ha
Résumé de l'empreinte carbone de la géomembrane HDPE 1,5 mm
CARACTÉRISTIQUES DES REVÊTEMENTS EN ARGILE COMPACTÉE ET SON EMPREINTE CARBONE
Les revêtements en argile compactée ont été utilisés historiquement comme couches barrières dans les lagunes d’eau et les installations de confinement des déchets. Les exigences réglementaires courantes pour les revêtements en argile compactée sont une épaisseur minimale de 0,6 m, avec une conductivité hydraulique maximale de 1 x 10-11 m/sec.
Le processus : L'argile à la source d'emprunt est extraite à l'aide d'équipements de construction standard, qui chargent également le matériau sur des camions-bennes à trois essieux pour le transport jusqu'au chantier. Chaque camion est supposé avoir une capacité de 15 m3 de terre meuble. En utilisant un facteur de compactage de 1,38, on estime que plus de 550 camions de terre seraient nécessaires pour construire une couche d'argile compactée de 0,6 m d'épaisseur sur une superficie d'un hectare.
La distance entre la source d'emprunt et le chantier dépend bien entendu du site et peut varier considérablement. Aux fins de cette analyse, une distance de 16 km (10 miles) a été supposée. Le transport depuis la source d’emprunt d’argile et le chantier constitue une part importante des émissions globales de carbone. La sensibilité de l’empreinte carbone globale aux changements de cette variable spécifique au site est explorée ici.
Résumé de l’empreinte carbone du revêtement en argile compactée
CONCLUSION
Même si les géomembranes HDPE seront toujours sélectionnées pour leurs performances avant les avantages en matière d'empreinte carbone, les calculs utilisés ici soutiennent une fois de plus l'utilisation d'une solution géosynthétique pour des raisons de durabilité par rapport à d'autres solutions de construction courantes.
Les géomembranes telles que ALVATECH HDPE 1,5 mm seront spécifiées pour leur haute résistance chimique, leurs fortes propriétés mécaniques et leur durée de vie à long terme ; mais il faut aussi prendre le temps de reconnaître que ce matériau offre une empreinte carbone 3 fois inférieure à celle de l'argile compactée. Même si vous évaluez une argile de bonne qualité et un site d'emprunt à seulement 16 km du site du projet, les géomembranes HDPE provenant de 1 000 km de distance surpassent toujours l'argile compactée en termes d'empreinte carbone.
Tiré de : https://www.geosynthetica.net/carbon-footprint-hdpe-geomembranes-aug2018/
Heure de publication : 28 septembre 2022