Recyclage des pneus

Depuis le 16 juillet 2006, il est interdit en Europe de mettre en décharge tout pneumatique usagé (hormis pneus de bicyclette et de diamètre extérieur supérieur à 1400 mm)[4].

Comme le montre ce graphique sur les pneus nouvellement mis sur le marché français de 2012 à 2016, le nombre de pneumatiques à traiter en tant que déchet va encore augmenter en France (source : Rapport annuel de l'Observatoire des pneus usagés).

En 2003, la gestion des déchets de pneus passe sous la responsabilité élargie des producteurs[5] ou « REP ». Ceci implique que les metteurs sur le marché (manufacturiers, importateurs de pneus ou d’engins munis de pneus…) doivent chaque année « sans frais pour les détenteurs et les distributeurs »[6] collecter et traiter une quantité de déchets de pneumatiques à hauteur des quantités neuves mises sur le marché l'année n−1).
Leurs obligations « sont réparties entre eux au prorata et dans la limite des tonnages de pneumatiques que chacun a mis sur le marché l'année précédente »[6]. Dans tous les cas les déchets de pneumatiques collectés doivent être repris par les producteurs et stockés de manière à conserver leur intégrité, en les séparant d’autres types de déchets, et en les triant par type[7] puis remis à des « collecteurs agréés » (par la préfecture du département de l’installation de regroupement ou sinon par le préfet du département du siège social ou du lieu de résidence du producteur).

En 2006, tous les types de pneus étaient concernés (voitures, poids lourds, motos, engins de travaux publics, tracteurs, etc.), hors pneus de vélos et cyclomoteurs (< 50 cm et vitesse maximale de 45 km/h).

Vers 2015, la majorité (66 %) des producteurs français avaient opté pour l'adhésion à Aliapur ou à FRP, Ardag (Guyane), AVPUR (Réunion), Association TDA (Guadeloupe) et TDA PNUR (à partir de 2003, les distributeurs et détenteurs ont du choisir entre déléguer à des organismes collectifs (OC) le soin de remplir leurs obligations en matière de collecte et de traitement des déchets de pneumatiques, ou individuellement négocier des contrats de collecte et de traitement avec des professionnels).

En 2015, un décret relatif à la gestion des déchets de pneumatiques a fixé (en août) un nouveau cadre réglementaire, suivi de trois arrêtés (décembre) précisant les conditions de la collecte des pneus, les objectifs assignés aux éco-organismes ainsi qu’aux systèmes individuels, avec un plafonnement en 2020 de la valorisation énergétique (50 % de la valorisation au maximum). Les producteurs (ex. : Goodyear, Michelin, Pirelli) doivent mettre en place des « actions en matière d'écoconception liée à la fin de vie des produits visant à notamment réduire la teneur en substances nocives des déchets de pneumatiques, à faciliter leur traitement, et la quantité de déchets générés »[8] et une « écomodulation » doit être « liée à l'écoconception des produits, dans le montant des contributions versées par les metteurs sur le marché »[9]. En 2015, alors que selon le ministère de l'Environnement, environ 45 millions de pneus (460 700 t/an) sont annuellement mis sur le marché, la réglementation sur la gestion du pneu-déchet a été précisée, dont en matière de sanction en cas de non-atteinte des objectifs, de rattrapage, de couverture territoriale, de recyclage et de valorisation des déchets de pneumatiques, et de concertation avec l'ensemble de la filière[10]. Il s’agit notamment de préparer l'échéance (2020) d’agrément des organismes collectifs et l'approbation des systèmes individuels en matière de gestion des déchets.
En octobre 2015, les pneus de cyclomoteurs doivent être déclarés[11].

En 2016, un arrêté a précisé les informations relatives à la gestion des déchets de pneumatiques qui doivent être communiqués à l’administration[12]

Reprenant le principe européen de la hiérarchisation des usages et des valorisations, l'article R. 543-140 précise en France que :

« Tout déchet de pneumatique collecté doit être traité selon les modes suivants, en privilégiant, par ordre » :

1. La préparation en vue de la réutilisation ;
2. Le recyclage ;
3. Les autres modes de valorisation, y compris la valorisation énergétique.

Presque 52,5 millions de pneus ont été mis sur le marché en 2016 en France (504 025 t) ; chaque couleur représente un type de pneu (en tonnes/an).

Graphique présentant les filières principales de traitement/recyclage des pneus en fin de vie en 2016 en France (en tonnes/an).

En 2015, avec l'aide de l'État, les « stocks historiques » (d'avant 2003) ont été résorbés par l'association Recyvalor (créée pour cela).

En 2014-2015, une controverse concerne le statut du pneu : le « statut de déchet » s'applique à tout pneu abandonné par son dernier détenteur. Ce statut est critiqué par des entreprises exportant des pneus pour diverses formes de réemploi ou de rechapage[13], soutenues par le Syndicat national du caoutchouc et des polymères (SNPC) et en 2014 par l'association Travaux de normalisation du pneumatique pour la France (TNPF) en 2014. Ces derniers reprochaient à la législation européenne sur les déchets d'encourager leur traitement en Europe et de décourager leur export vers les pays pauvres. En 2007 un nouveau règlement sur les transferts transfrontaliers de déchets[14] a remplacé et simplifié celui de 1993 mais le déchet reste soumis à la convention de Bâle. Le transport, le stockage, la traçabilité, leur sécurité et leur gestion est considérée plus sévèrement par la douane et les autorités gérant le risque et les transports que s'il s'agissait de déchets verts, ce qui est jugé trop contraignant par ces entreprises.
Les administrations rappellent que des pneus en fin de vie — s’ils n’étaient plus considérés comme « déchets » — pourraient trop facilement être exportés pour être enfouis à moindre coût ou utilisés comme combustible dans de mauvaises conditions dans des pays pauvres où ils deviennent de nouvelles sources de pollution et de risque pour la santé. S'il est interdit en Europe d'exporter des déchets en vue de leur élimination dans des pays non membres de l'UE ou de l'Association européenne de libre échange (AELE) c'est précisément pour prévenir le transfert massif de déchets problématiques vers les pays en développement (dont véhicules hors d'usage)[15].

Au même moment (2014), les cimentiers font valoir que quand un pneu est utilisé comme combustible, sa partie inorganique (fer, silice, soufre et zinc, soit 12,55 % des tonnages de déchets pneumatiques collectés en 2015 par Aliapur en France) est incorporée dans le clinker, ce qui constitue selon eux une valorisation matière alors que cette part était autrefois comptabilisée sous forme de valorisation énergétique[13]. Un nouveau mode de calcul dit de « valorisation mixte » (à la fois énergétique et matière) s'est ensuivi, lequel était déjà en cours en Espagne et au Portugal selon les cimentiers. Depuis 2014, 23,75 % du tonnage de pneus brûlés en cimenterie est considéré par les cimentiers comme de la valorisation matière[13].

En 2016, les opérateurs ont déclaré 432 655 tonnes de pneumatiques usagés traitées (toutes catégories confondues), soit 1,9 % de moins qu'en 2015 (Aliapur qui en avait traité 335 107 t en 2015 n'en a traité que 307 656 t en 2016, alors que le nombre de pneus mis sur le marché est en augmentation depuis 2012)[16]. Le stockage croît à nouveau (delta-stock 2016 de 32 702 tonnes, soit +12 %)[16]. La valorisation énergétique en cimenterie domine (43,6 % des pneus récupérés en 2016) devant la granulation (24,4 %) et la revente d’occasion (13,8 %)[16].

En 2016, selon l’« Observatoire des pneumatiques usagés » :

• les usages de pneu broyé comme « matériau drainant » en « bassin d'infiltration ou de rétention d'eau » tendent à basculer vers la catégorie « autre (bassin d’infiltration) » considérée depuis 2014 comme du « recyclage ». Les pneus dans ce type de traitement sont transformés en matériau drainant ou de couverture de décharge de type|ISDND (installations de stockage de déchets non dangereux), usage qui a fortement augmenté de 2015 à 2016 (+ 10 % en un an chez France Recyclage pneumatiques ou « FRP » de 2015 à 2016[16]) ;
• 26 % des pneus récoltés en France ont été exportés pour être traités ailleurs (sur un total de 432 655 t déclarées traitées)[16]. Le tonnage traité en France a néanmoins augmenté de +6 % de 2015 à 2016[16]. Les exports de pneus (éventuellement déchiquetés) à partir de France se font principalement vers l’Europe occidentale et l’Afrique (Bénin, Burkina Faso, Cameroun, Congo, Côte d'Ivoire, Gabon, Guinée, Madagascar, Mali, Maroc, Mauritanie, Sénégal, Tchad, Togo, Tunisie)[16], avec des flux en diminution en 2016 à la suite notamment d'une interdiction d'importation maintenue par le Maroc durant quatre mois[3]) En 2015-2016 un flux croissant est partie vers l'Asie (respectivement 1,6 % et 9,3 % du total des exports[16]. L'Allemagne, l'Italie et les Pays-Bas bénéficient en Europe d'un statut spécial pour ce qui concerne les pneus exportés (s'ils sont clairement destinés à être rechapés)[17] (non considérés comme déchets, même s’ils ont été abandonnés par leur propriétaire). L'association de lobby européen « European tyre and rubber manufacturers association » ou ETRMA réclamait en 2014 une harmonisation des terminologies, des statuts et de leurs critères techniques pour faciliter les flux transfrontaliers de pneus[17]. En réponse, la France a dit étudier une catégorie nouvelle de « pneus préparés pour le rechapage » et étiquetés comme tels pour limiter le risque de trafic de déchets et qu’ils soient éliminés comme des déchets à l'étranger dans de mauvaises conditions[17] - [18] et réfléchir à un statut spécial pour le granulat produit à partir de pneus[17].

Dans les années 2000-2015, le marché français du pneu d'occasion reste atone ; et il s’inscrit en outre en partie dans « une économie grise, voire noire » regrette l'éco-organisme Aliapur (membre du Conseil national des déchets) qui en 2014 ne pouvait envoyer que 17 % des pneus collectés vers une filière de réemploi. Le pneu d'occasion exporté s'épanouit par contre en Afrique et en Europe de l'Est[17] (en 2014 « 3,6 des 4,8 millions de pneus collectés en France et destinés au réemploi sont exportés » selon Aliapur[17]).

Sous l’égide de l'Ademe, un « Observatoire des pneumatiques usagés » recueille les déclarations d'une partie de la filière[19] - [16].

Selon ses chiffres : 504 025 tonnes de pneus ont été mises sur le marché français en 2016, avec un taux de collecte national de 99 % (taux de traitement national de 89 %).

Cet observatoire est intégré au site internet unique « Système déclaratif des filières REP » (SYDEREP) qui rassemble tous les Registres et Observatoires des filières de déchets d'équipements électriques et électroniques (DEEE), piles et accumulateurs (PA), gaz fluorés (GF), pneumatiques usagés (PU) et véhicules hors d'usage (VHU).

En 2016 la traçabilité complète de la filière n’est pas encore atteinte ; ainsi en France les collecteurs ne sont tenus de déclarer que la première destination des pneus ; « dans le cas de grossistes, l’Observatoire ne peut pas connaître la destination finale effective des pneus »[16].

Cimenterie utilisant du pneu-déchet comme combustible de substitution pour produire du ciment Portland, l’un des principaux ingrédients du béton.

Des millions de pneus usagés (déchiquetés ou entiers selon les cas) alimentent depuis des années les fours de cimenterie, qui se font payer pour les éliminer.

Ces pneus sont introduits dans les fours à ciment par exemple à l'extrémité supérieure d'un four de préchauffage et/ou en les faisant tomber à travers une ouverture placée à mi-chemin le long du four tubulaire. Dans tous les cas les températures élevées des gaz (1 000 à 1 200 °C) provoquent une combustion presque instantanée du caoutchouc, combustion complète et sans fumée, et une partie des métaux lourds sont ensuite spontanément piégés dans le ciment.

Une variante consiste à injecter dans une chambre de combustion de précalcinateur des copeaux de pneus (5 à 10 mm)[46].

Aux États-Unis (l'un des premiers gisements de pneus usagés au monde), les pneus sont le plus souvent éliminés en cimenterie, mais de nombreux autres moyens d'élimination existent.

Quelques maisons entières ont été construites (principalement aux États-Unis) avec des pneus emplis de sable ou de terre puis recouvert de béton.

Reliés entre eux des pneus ont aussi été utilisés pour produire divers types de barrières amortissantes en cas de collision (le long de parcours de circuits automobiles, lors de rallyes…).

Dans certains pays des pneus ont servi à former des tapis de sous-couche routière.

Des récifs artificiels ont été construits à l'aide de pneus assemblés ou non, projets très controversés qui se sont conclus en fiascos environnementaux avec par exemple le « Osborne Reef Project » devenu un couteux cauchemar environnemental qui coûtera des millions de dollars à rectifier.

Des pneus (entiers ou non) ont été utilisés (avec plus ou moins de bonheur) en génie civil (GC), pour stabiliser des remblais, pour contrôler l'érosion de sols ou de pentes, comme tapis de dynamitage, contre l’action des vagues le long de jetées ou dans des marais, comme mur anti-bruit (entre des routes et des résidences), comme moule perdu pour couler le béton de culées de pont ou de corps morts, dans des projets de décharges ou même de fosses septiques.
L'EPA en 2003 prévoyait dans un rapport la valorisation énergétique (TDF pour « Tire derived fuel ») serait le premier marché de valorisation (avec 130 millions de pneus), mais suivi des usages en génie civil (56 millions de pneus), loin devant d’autres usages. L’EPA envisageait aussi un marché d’exportation pour utilisation-matière (pneus coupés, estampés, poinçonnés, etc.[47].

La réutilisation du caoutchouc en granulat et/ou comme substance à faire fondre dans de l’asphalte routier bouillant augmente.

Le pneu déchiqueté (ou TDA pour « Tire Derived Aggregate ») a été inventé pour être vendu ou offert comme agrégat caoutchouteux. Ce matériau a depuis quelques décennies certaines applications en génie civil (ex. : en Amérique du Nord comme matériau de comblement pour des murs de soutènement, des puits de collecte et des tranchées d'enfouissement de conduites de gaz, en situations de glissements de terrain). Il a été testé pour amortir les vibrations de lignes de chemin de fer ou de tremblements de terre.
Broyé en morceaux de taille moyenne, ce caoutchouc a été utilisé comme « paillis de caoutchouc ».

Moulu en poudrette plus fine, le pneu sert à fabriquer des matériaux de pavage et des produits moulables ; ex. : asphalte modifié au caoutchouc (RMA), béton additivé de caoutchouc (utilisé comme agrégat). Parmi les produits moulés, on trouve des éléments de rembourrage et de type tapis, dalles de revêtement de sol, pare-chocs de quai, subtrats pour terrasses, tapis pour le bétail, éléments de trottoirs, de ralentisseur, de bordure, etc. Des résines additivées de caoutchouc ont même été moulées en traverses de chemin de fer. La poudrette est aussi très utilisée comme matériau intercalaire de remplissage des gazons synthétiques (seul ou en mélange avec du sable grossier).

• Les aciéries peuvent utiliser des pneus comme source de carbone, remplaçant le charbon ou le coke dans la fabrication d'acier[48].
• Les pneus sont également souvent recyclés pour une utilisation sur les terrains de basket et de nouveaux produits de chaussures.

La pyrolyse (ou pyrogazéification) est l'un des moyens de tirer de pneus usagés des carburants (gaz et liquide) et/ou des molécules d'intérêt pour la carbochimie.

Des installations dédiées ont été mises au point, dont par exemple par Metso[49] en Finlande (groupe issu de la fusion de Valmet et Rauma Oy ou Biogreen[50] en France.

Les pneus sont chauffés (entiers ou après déchiquetage) à haute température dans la cuve du réacteur, dans une « atmosphère » initiale proche du vide[39] ou en tous cas sans oxygène (azote par exemple).
Le caoutchouc s’y ramolli puis ses polymères se décomposent en HAP et COV et en molécules plus petites qui finissent par se vaporiser et sortir du réacteur. Elles peuvent alors être brûlées pour produire de l'énergie ou pour partie condensées en une huile épaisse également utilisable comme combustible (les molécules trop légères pour se condenser forment un gaz résiduel qui peut être brûlé.
La pyrolyse requiert une énergie externe pour être lancée (four à gaz, à arc électrique, à effet joule ou à micro-ondes). Elle peut être accélérée par l’ajout de catalyseur(s) dans le four.

Les pneus pyrolysés donnent environ (en poids) :

• 1/3 d'acier (avec traces de laiton, zinc, cadmium) ; cet acier peut en être retiré du résidu à l’aide d'aimants et recyclé ;
• 1/3 d’huile et de gaz non condensables ;
• 1/3 à 40 % d'agglomérats charbonneux plus ou moins malodorant (« char ») composé de noir de carbone (« carbon black char ») et des restes d’additifs ajoutés au caoutchouc lors de la fabrication du pneu, dont des métaux et des minéraux. Ce char peut être éliminé sous forme de cendres solides, mais ses producteurs cherchent à valoriser, par exemple comme amendement du sol (pour des sols manquant de zinc[51]), comme carburant carboné (mais de qualité très médiocre), comme source de noir de carbone ou comme pigment pour produire des encres ou peintures noires ou foncées ; ou encore comme adsorbant :
  Ce déchet a des propriétés absorbantes s'approchant de celle d’un charbon activé[52], il a été proposé et testés pour des applications de contrôle de la qualité de l'air et la production d'adsorbants à faible coût. Des charbons actifs dérivés de pneus (ou TDAC pour « Tire-derived activated carbons » sont généralement mésoporeux, avec des surfaces spécifiques N2-BET allant de 239 à 1 031 m²/g ; de qualité souvent médiocre, mais peu couteux en tant que déchets ; dès les années 1990 ils ont été testés pour l'adsorption de composés organiques et de plusieurs polluants mercuriels à partir de flux de gaz. Les TDAC ont une capacité comparable à celle du Calgon BPL (adsorbant à charbon actif du commerce) ; ils adsorbent moins bien l'acétone qu'eux mais parfois mieux le mercure[53]. Il peut adsorber le cadmium[54].

Une pyrolyse industrielle parfaitement conduite produit peu d’émissions toxiques (le four est habituellement associé à un système de nettoyage des gaz), mais des préoccupations concernant la pollution de l'air due à une « combustion » incomplète ainsi qu’aux toxiques contenus dans les résidus charbonneux se posent[55] (comme dans le cas des incendies de pneus qui libèrent de nombreux composés très toxiques).

La nature et les propriétés (y compris toxicologiques) des gaz, liquides et solides issus des pneus pyrolysés sont à la fois déterminées par le type de pneu, de caoutchouc [ex. : poly-isoprene rubber (IR) ou styrene butadiene rubber (SBR)] et les conditions de température, de pression et de durée du traitement (qui peut être continu dans un four rotatif pouvant fonctionner 24h/24 ou discontinu (avec phase de chargement/déchargement)[56]). Les pneus entiers contiennent encore des fibres (viscose[57] - [58]) et de l'acier recouvert de laiton et beaucoup de zinc et d’éléments textiles qui vont interagir avec le processus de pyrolyse (discontinu ou continu selon le type de réacteur).

Deux variantes en cours d’expérimentation sont :

1. La carbonisation hydrothermale (la termolyse est effectuée sous haute pression et température dans de l’eau) ;
2. La « vapothermolyse » testée en France depuis début 2016 par Alpha Recyclage qui cherche à produire de l’énergie et du noir de carbone de meilleure qualité que celui habituellement obtenu par simple thermolyse de caoutchouc à partir de broyats de pneumatiques usagés.

Les machines à broyer les pneus n'acceptent pas les très gros pneus et gèrent mal les pneus de vélos. Ces deux catégories sont donc encore acceptées en décharge. Sinon les pneus ne sont pas souhaités dans les décharges car ils les encombrent en raison de leurs grands volumes (75 % d'espace vide lorsqu’ils sont empilés)[63] mais aussi parce qu'ils peuvent piéger du méthane et de l’eau (source de moustiques, surtout quand elle chauffe au soleil), etc.[29]. De plus, pour des raisons d'acceptabilité de la part des riverains, il est de plus en plus difficile, long et couteux d'ouvrir de nouvelles décharges.
Ils pourraient être déchiquetés avant d’être mis en décharge, mais cette opération est coûteuse et favorise une libération accélérée de HAP et COV.

En Amérique du nord puis en Europe, des pneus (éventuellement déchiquetés in situ) ont été utilisés dans des sites d'enfouissement, pour y remplacer d'autres matériaux, par exemple pour le remblai drainant de tranchées de systèmes d'évacuation ou de récupération des gaz, ou le remblai de tranchées de collecte d’eaux de ruissellement ou de récupération de lixiviats de décharge… ou pour des revêtements. Le déchet de pneu broyé est en France de plus en plus utilisé comme matériau drainant de couverture ou drainage de décharges légales d'enfouissement de déchets, de même qu'aux États-Unis[64].

Sur une aire étanche, Les pneus usés brièvement stockés (au premier plan) attendent d'être déchiquetés (des pneus déchiquetés sont visibles en arrière-plan).

Des aires de stockage provisoire (stocks tampon) sont nécessaires pour la filière. Ils sont parfois source de risque écoépidémiologique (refuge pour des rats, souris et larves de moustiques vectrices de maladies) et de risque écologique car le matériau du pneu en se dégradant est susceptible de contaminer l’eau, l’air et les sols, tout particulièrement en cas de feu (les incendies de pneus survenus dans de grands dépôts ont parfois été incontrôlables durant des mois, créant une pollution majeure de l’air et laissant d’importantes séquelles pour les sols locaux).

• Feraldi, R., Cashman, S., Huff, M. et Raahauge, L. (2013), Comparative LCA of treatment options for US scrap tires: material recycling and tire-derived fuel combustion, The International Journal of Life Cycle Assessment, 18 (3), 613-625.
• Sratene (2006), Étude sur les broyats de PUNR en fours Cimentiers, 17 octobre.
• BRGM/RP (2008), Les combustibles utilisés par l’industrie cimentière, Rapport provisoire, septembre.
• Service R&D d’Aliapur (2008), Caractérisation des broyats de pneus usagés, Composition élémentaire.