Impacts environnementaux du dépôt à ciel ouvert, de la mise en décharge non contrôlée et du brûlage à ciel ouvert des déchets solides municipaux dans les pays en développement

Résultats de l’étude

• Brûlage à l’air libre — la toxicité humaine représente environ 77% de l’impact pondéré dans tous les groupes de revenus et les deux climats, contre environ 21% pour l’écotoxicité aquatique en eau douce. Par tonne, le brûlage à l’air libre génère un potentiel de toxicité humaine de 2 080–2 170 kg 1,4-DB-éq.
• Décharges à ciel ouvert et décharges non contrôlées, climat humide — l’écotoxicité aquatique en eau douce (environ 60%) et l’eutrophisation (environ 30%) dominent, car les métaux lourds quittent le site par l’eau.
• Décharges à ciel ouvert et décharges non contrôlées, climat aride — la toxicité humaine domine avec environ 60%, suivie de l’écotoxicité aquatique en eau douce avec environ 35% ; les émissions sont principalement dirigées vers le sol, avec environ 8% dans l’air.
• Réchauffement climatique — la mise en décharge d’une tonne génère 432–520 kg CO₂-éq, carbone biogénique inclus (333–399 kg hors carbone biogénique), soit plus du double des 196 kg du brûlage à l’air libre, et cette valeur augmente avec le niveau de revenu.
• Métaux lourds — le plomb et le zinc sont les principales émissions métalliques ; le plomb dans l’eau est le plus élevé dans tous les cas.
• Fractions de déchets — les métaux génèrent les impacts les plus élevés, le plastique est à l’origine de l’eutrophisation et de l’écotoxicité, et le verre présente l’impact le plus faible.

Résumé

Cette analyse du cycle de vie estime les impacts environnementaux potentiels de l’élimination des déchets solides municipaux (MSW) dans les pays en développement. Elle couvre les déchets de trois économies — à faible revenu, à revenu intermédiaire inférieur et à revenu intermédiaire supérieur — dans deux zones climatiques, aride et humide, et selon trois modes d’élimination : mise en décharge non contrôlée (non sanitaire), décharge à ciel ouvert et brûlage à l’air libre. Cinq catégories d’impact sont évaluées avec la méthode CML 2001 : potentiel d’acidification (AP), potentiel d’eutrophisation (EP), potentiel d’écotoxicité aquatique en eau douce (FAETP), potentiel de réchauffement climatique (GWP) et potentiel de toxicité humaine (HTP). L’étude fournit une base de référence pour évaluer le coût environnemental d’une mauvaise gestion des déchets et montre comment ce coût varie selon le climat, le niveau de revenu et la composition des déchets.

Mots-clés : gestion des déchets ; décharges non contrôlées ; décharges à ciel ouvert ; brûlage à l’air libre ; impacts environnementaux ; pays en développement ; analyse du cycle de vie; métaux lourds

Élimination des déchets dans les pays en développement

Le monde a généré environ 2,01 milliards de tonnes de déchets solides municipaux en 2016, et ce chiffre devrait atteindre 3,40 milliards de tonnes d’ici 2050 (Kaza et al., 2018). Les pratiques d’élimination diffèrent fortement selon le niveau de revenu : environ 93% des déchets sont mis en décharge à ciel ouvert dans les pays à faible revenu, contre 2% dans les pays à revenu élevé (Kaza et al., 2018). Les lacunes de collecte, les budgets limités et le faible contrôle réglementaire maintiennent les décharges à ciel ouvert et le brûlage à l’air libre dans une grande partie de l’Afrique, de l’Asie et de l’Amérique latine (Guerrero et al., 2013; Ferronato & Torretta, 2019).

Chacune de ces pratiques transfère les polluants vers une composante différente de l’environnement. Les décharges à ciel ouvert et non contrôlées rejettent des lixiviats dans les sols et les eaux, ainsi que des gaz de décharge dans l’air. Le brûlage à l’air libre émet des gaz à l’état de traces, des particules et des polluants atmosphériques dangereux, largement absents des inventaires nationaux d’émissions (Wiedinmyer et al., 2014). L’analyse du cycle de vie a été largement appliquée à la gestion des déchets solides (Laurent et al., 2014), et des travaux antérieurs ont utilisé l’élimination non contrôlée comme référence pour concevoir de meilleurs systèmes adaptés aux pays en développement (Ikhlayel, 2018b). Il manque toutefois une vision cohérente de la manière dont les impacts des pratiques d’élimination elles-mêmes évoluent selon le niveau de revenu et le climat.

Objectif, questions de recherche et périmètre

L’étude évalue les impacts environnementaux de l’élimination MSW dans les pays en développement, pour trois économies et, pour chacune, un climat aride et un climat humide. Elle examine la mise en décharge non contrôlée (non sanitaire), les décharges à ciel ouvert et le brûlage à l’air libre, car ces pratiques sont courantes dans de nombreux pays en développement. L’évaluation est conçue pour mettre en évidence les impacts de ces pratiques, leur contribution respective à la dégradation de l’environnement et l’enjeu environnemental le plus urgent pour une économie et un climat donnés.

Trois questions de recherche orientent les travaux :

1. Les impacts environnementaux diffèrent-ils d’un niveau économique à l’autre ?
2. Les conditions climatiques influencent-elles ces impacts ?
3. Comment la composition des déchets affecte-t-elle chaque catégorie d’impact ?

L’étude ne classe pas les différents pays. Un classement nécessiterait des données précises sur l’ensemble du système de gestion des déchets de chaque pays — dispositifs de collecte, distances et énergie de transport, part et composition des déchets brûlés à ciel ouvert, et ampleur du recyclage informel — mais ces données sont indisponibles ou inexistantes.

Méthode

ACV et périmètre du système

L’évaluation suit le analyse du cycle de vie cadre des normes ISO 14040 et ISO 14044 (ISO, 2006a; ISO, 2006b). Les éléments suivants ont été exclus du périmètre du système : la collecte des déchets depuis leur point de production jusqu’au site d’élimination ou à une station de transfert ; le transport vers une décharge contrôlée ou une décharge à ciel ouvert ; le recyclage informel ; d’autres traitements tels que le compostage et les projets pilotes formels ; et l’énergie utilisée pour gérer les déchets sur les sites d’élimination. Les résultats représentent donc les émissions et impacts potentiels de l’étape d’élimination elle-même. Les pays sont regroupés en pays à faible revenu, à revenu intermédiaire inférieur et à revenu intermédiaire supérieur selon la classification de la Banque mondiale (Banque mondiale, 2016).

Unité fonctionnelle

L’unité fonctionnelle est 1 tonne de MSW éliminés par mise en décharge non contrôlée, dépôt à ciel ouvert ou brûlage à ciel ouvert dans un pays en développement, défini selon son niveau économique et son climat.

Analyse de l’inventaire

Les émissions dans l’air, l’eau et les sols ont été estimées pour chaque mode d’élimination, niveau économique, climat et composition des déchets. Les inventaires relatifs aux décharges non contrôlées et aux dépôts à ciel ouvert provenaient du modèle spécifique aux déchets et au climat de Doka (2016a); les inventaires relatifs au brûlage à ciel ouvert provenaient du modèle spécifique aux déchets de Doka (2016b). Les deux modèles ont été appliqués aux déchets de chaque niveau économique, pour des conditions arides et humides, ainsi qu’à 1 tonne de chaque type de déchet. Les paramètres climatiques étaient la température annuelle moyenne, les précipitations annuelles moyennes et l’évapotranspiration réelle annuelle moyenne. Le facteur de correction du méthane suit les directives IPCC (IPCC, 2006). L’énergie utilisée sur les sites d’élimination était hors périmètre ; aucune donnée énergétique n’était donc nécessaire.

Les données sur la composition des déchets provenaient de la Banque mondiale (Hoornweg & Bhada-Tata, 2012) et couvrent les déchets organiques, le papier, le plastique, les métaux, le verre et les déchets “ autres ”. La source ne définit pas les déchets “ autres ”, et de nombreux pays ne les déclarent pas. Dans cette étude, ils ont été considérés comme un mélange de caoutchouc, textiles, bois et d’une part de déchets électroniques dangereux avec MSW, à 25% chacun, sur la base des fractions déclarées pour les pays en développement (Guerrero et al., 2013; Wilson et al., 2015). Dans de nombreux pays en développement, les déchets électroniques sont collectés et éliminés avec MSW (Ikhlayel, 2017; Ikhlayel, 2018a).

Évaluation des impacts du cycle de vie

Plusieurs méthodes d’évaluation des impacts existent, notamment ILCD, IMPACT 2002+ et ReCiPe. La méthode CML 2001 (Guinée, 2002) a été utilisée au niveau des impacts intermédiaires, car elle est largement appliquée à la gestion des déchets solides municipaux. Cinq catégories ont été évaluées : potentiel d’acidification (AP), potentiel d’eutrophisation (EP), potentiel d’écotoxicité aquatique en eau douce (FAETP), potentiel de réchauffement climatique sur 100 ans (GWP) et potentiel de toxicité humaine (HTP).

Résultats et discussion

Profil d’impact par mode d’élimination

Le brûlage à l’air libre produit un profil quasi identique dans les deux climats et les trois économies. La toxicité humaine représente la part la plus importante, avec environ 77% en moyenne, suivie de l’écotoxicité aquatique en eau douce avec environ 21% ; l’eutrophisation constitue l’essentiel du reste.

Pour les dépotoirs à ciel ouvert et les décharges non contrôlées, le profil dépend du climat. En conditions humides, l’écotoxicité aquatique en eau douce représente la part la plus importante, avec environ 60% en moyenne, suivie de l’eutrophisation avec environ 30% et de la toxicité humaine avec environ 10%. En conditions arides, la toxicité humaine domine avec environ 60%, suivie de l’écotoxicité aquatique en eau douce avec environ 35%. Si l’on exclut ces deux catégories, l’eutrophisation est l’impact restant le plus important en climat humide et le réchauffement climatique en climat aride. L’acidification est notable en climat aride et négligeable en climat humide ; le réchauffement climatique est similaire dans les deux cas.

Selon l’économie, la toxicité humaine liée au brûlage à l’air libre varie peu, de 2 080 à 2 170 kg 1,4-DB-éq par tonne dans les deux climats. Avec les dépotoirs à ciel ouvert et les décharges non contrôlées, l’écotoxicité aquatique en eau douce est la principale préoccupation pour les pays à faible revenu en conditions humides, tandis que la toxicité humaine est le principal contributeur en conditions arides. Dans les pays à revenu intermédiaire inférieur en conditions humides, l’écotoxicité aquatique en eau douce et l’eutrophisation sont toutes deux significatives, et la toxicité humaine constitue l’impact le plus sévère en conditions arides. Les pays à revenu intermédiaire supérieur suivent le profil des pays à revenu intermédiaire inférieur en conditions arides ; en conditions humides, l’écotoxicité aquatique en eau douce et la toxicité humaine sont les impacts les plus sévères. Le tableau 2 présente les résultats caractérisés par tonne.

Émissions de métaux lourds

Les principales émissions de métaux lourds concernent l’antimoine, l’arsenic, le cadmium, le chrome, le chrome (VI), le cobalt, le plomb, le manganèse, le mercure, le nickel, le sélénium, l’argent, l’étain, le titane, le vanadium et le zinc. Le plomb et le zinc sont les plus significatifs. Par rapport aux autres métaux suivant la même voie d’émission, les émissions de plomb dans l’eau sont systématiquement les plus élevées, et plus élevées en climat aride qu’en climat humide ; le plomb est également significatif dans les sols et faible dans l’air. Les émissions de zinc sont significatives dans l’air, puis dans les sols. La figure 2 présente, pour chaque cas, la répartition des autres métaux.

La figure 3 montre la destination de ces émissions. En climat humide, les métaux lourds issus des dépôts et décharges non contrôlées se retrouvent presque entièrement dans l’eau, tandis qu’en climat aride, ils se retrouvent dans les sols, à environ 90%, et dans l’air, à environ 8%. Le brûlage à l’air libre émet des métaux dans les sols dans tous les cas. Pour l’ensemble des éléments étudiés, la présence de métaux dans les sols est significative par rapport à l’air ; il en va de même pour les émissions globales, indépendamment du niveau de revenu et du mode d’élimination.

Impacts selon l’économie et le climat

La figure 4 regroupe les impacts pondérés par économie et par climat. La toxicité humaine est plus significative en conditions arides, avec un maximum dans les pays à revenu intermédiaire supérieur (21,6%). Le réchauffement climatique est maximal dans les pays à revenu intermédiaire supérieur, dans les deux climats (18,0%). L’écotoxicité aquatique en eau douce est significative en conditions humides, à 23,1% pour les pays à faible revenu comme pour les pays à revenu intermédiaire supérieur, et minimale pour les pays à revenu intermédiaire inférieur en conditions arides (9,9%). L’eutrophisation est significative en conditions humides, en particulier dans les pays à revenu intermédiaire inférieur (30,8%), à revenu intermédiaire supérieur (29,8%) et à faible revenu (27,9%). L’acidification est plus élevée en conditions arides, à 21,4% pour les pays à revenu intermédiaire inférieur et à 21,0% pour les pays à faible revenu.

Impacts par type de déchet

Afin d'isoler l'effet de la composition, 1 tonne de chaque type de déchet — organiques, papier, plastique, verre, métaux et autres déchets — provenant de pays à faible revenu a été modélisée dans les deux climats pour des dépôts à ciel ouvert et des décharges non contrôlées. Les impacts les plus importants proviennent de l'élimination des métaux, dans les deux climats. Viennent ensuite le plastique, les autres déchets et le papier en climat humide. Le verre présente les impacts les plus faibles dans les deux climats.

Chaque fraction renvoie à un enjeu spécifique : les métaux à la toxicité humaine et à l'écotoxicité aquatique en eau douce ; le papier à la toxicité humaine ; le plastique à l'eutrophisation et à l'écotoxicité aquatique en eau douce ; les déchets organiques au réchauffement climatique, à la toxicité humaine et à l'écotoxicité aquatique en eau douce ; le verre à la toxicité humaine et à l'écotoxicité aquatique en eau douce ; et les autres déchets à l'eutrophisation, à l'écotoxicité aquatique en eau douce et à la toxicité humaine. Ces résultats concordent avec ceux obtenus pour les compositions globales de déchets.

Analyse de sensibilité et Monte Carlo

L'analyse de sensibilité a porté sur l'élimination de déchets dans des pays à faible revenu en conditions arides, dans des décharges non contrôlées et des dépôts à ciel ouvert, pour une composition de 64% de déchets organiques, 5% de papier, 8% de plastique, 3% de verre, 3% de métaux et 17% d'autres déchets (Hoornweg & Bhada-Tata, 2012). Chaque fraction a varié d'un écart type de −50% à +50%. Les résultats globaux ne changent pas, mais l'analyse montre quelles données d'entrée influencent les résultats : la fraction de métaux et la fraction organique ont l'effet le plus marqué, tandis que le verre et les autres déchets modifient également les résultats dans certains cas.

L'incertitude a été évaluée par une analyse Monte Carlo de 1 000 simulations avec des paramètres générés aléatoirement. Le tableau 4 indique, pour chaque catégorie d'impact, la part des simulations ayant modifié le résultat d'une amplitude donnée. Les résultats d'écotoxicité aquatique en eau douce sont fortement regroupés : environ 62% des simulations ont modifié le résultat de ±0.5% au maximum, environ 92% de ±1.5% au maximum, et aucune de plus de ±4.5%. La toxicité humaine présente une dispersion légèrement plus large, avec environ 74% des simulations dans une plage de ±2.5%. Pour l'acidification, le réchauffement climatique et l'eutrophisation, aucune plage de variation unique ne regroupe plus de 5% des simulations. Toutes les variations enregistrées restent dans une plage de ±9.5% autour du résultat de référence, ce qui confirme la stabilité des résultats.

Conclusion et implications

Les trois pratiques d’élimination nuisent à l’environnement, mais de manière différente. La réponse à la première question de recherche est oui, mais moins que prévu : le niveau de revenu fait varier l’ampleur des impacts individuels de quelques points de pourcentage, tandis que la hiérarchie des enjeux reste globalement inchangée. La réponse à la deuxième est clairement oui : pour les dépotoirs et les décharges non contrôlées, le climat détermine si la charge principale pèse sur les écosystèmes d’eau douce ou sur la santé humaine. La réponse à la troisième est qu’un petit nombre de fractions — surtout les métaux, puis le plastique et les déchets organiques — concentrent l’essentiel des impacts.

Les apports de cette étude

• Une comparaison cohérente — trois groupes de revenus, deux climats, trois méthodes d’élimination et six fractions de déchets sont évalués par tonne avec les mêmes modèles et la même méthode d’impact, plutôt qu’une ville ou un pays à la fois.
• Le climat prime sur le revenu — pour les dépotoirs et les décharges non contrôlées, le passage d’un climat aride à un climat humide modifie l’impact dominant, tandis que le passage d’un groupe de revenus à l’autre ne change les parts d’impact que de quelques points de pourcentage.
• Le mécanisme de l’effet climatique — les émissions de métaux lourds sont attribuées à leur milieu récepteur : l’eau en climat humide, le sol et l’air en climat aride.
• Priorités par fraction — les métaux, le plastique et les déchets organiques sont identifiés comme les fractions concentrant la plupart des impacts, ce qui indique où la séparation est prioritaire.

Trois priorités pratiques découlent des résultats :

• Mettre fin en priorité au brûlage à l’air libre — sa charge de toxicité humaine est la plus élevée en valeur absolue et ne diminue ni avec le niveau de revenu ni avec le climat.
• Adapter les mesures de contrôle au climat — dans les régions humides, le confinement des lixiviats protège l’eau ; dans les régions arides, la couverture et la protection des sols limitent l’exposition aux métaux.
• Écarter les métaux et les déchets électroniques des déchets mélangés — la fraction métallique est à l’origine de la toxicité humaine et de l’écotoxicité et figure parmi les paramètres les plus influents dans l’analyse de sensibilité.

Questions fréquentes

Comment citer cette étude

Les chercheurs sont invités à citer cette étude, disponible dans son intégralité au format PDF. Veuillez mentionner le Dr Mahdi Ikhlayel comme auteur et DEISO Research comme éditeur, en utilisant l’un des formats ci-dessous ; le lien vers cette page est ajouté automatiquement.

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  author      = {Ikhlayel, Mahdi},
  title       = {Impacts environnementaux de la mise en dépôt sauvage, de la mise en décharge non contrôlée et du brûlage à l’air libre des déchets solides municipaux dans les pays en développement : une analyse du cycle de vie par niveau de revenu et zone climatique},
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Références

1. Doka, G. (2016a). Un modèle d’inventaires de cycle de vie spécifiques aux déchets et au climat pour la mise en décharge à ciel ouvert et non contrôlée des déchets. Doka les analyses du cycle de vie, Zurich, Suisse. http://www.doka.ch/publications.htm
2. Doka, G. (2016b). Un modèle d’inventaires de cycle de vie spécifiques aux déchets pour le brûlage à ciel ouvert des déchets. Doka Life Cycle Assessments, Zurich, Suisse. http://www.doka.ch/publications.htm
3. Ferronato, N., & Torretta, V. (2019). Mauvaise gestion des déchets dans les pays en développement : revue des enjeux mondiaux. International Journal of Environmental Research and Public Health, 16(6), 1060. https://doi.org/10.3390/ijerph16061060
4. Guerrero, L. A., Maas, G., & Hogland, W. (2013). Défis de la gestion des déchets solides pour les villes des pays en développement. Waste Management, 33(1), 220–232. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2012.09.008
5. Guinée, J. B. (Ed.). (2002). Manuel sur analyse du cycle de vie: guide opérationnel des normes ISO. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/0-306-48055-7
6. Hijmans, R. J., Cameron, S. E., Parra, J. L., Jones, P. G., & Jarvis, A. (2005). Surfaces climatiques interpolées à très haute résolution pour les zones terrestres mondiales. International Journal of Climatology, 25(15), 1965–1978. https://doi.org/10.1002/joc.1276
7. Hoornweg, D., & Bhada-Tata, P. (2012). What a waste : revue mondiale de la gestion des déchets solides. Urban Development Series Knowledge Papers No. 15. Banque mondiale, Washington, DC. https://siteresources.worldbank.org/INTURBANDEVELOPMENT/Resources/336387-1334852610766/What_a_Waste2012_Final.pdf
8. Ikhlayel, M. (2017). Impacts environnementaux et bénéfices des technologies de pointe pour la gestion des déchets électroniques. Waste Management, 68, 458–474. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2017.06.038
9. Ikhlayel, M. (2018a). Une approche intégrée pour mettre en place des systèmes de gestion des déchets électroniques dans les pays en développement. Journal of Cleaner Production, 170, 119–130. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.09.137
10. Ikhlayel, M. (2018b). Développement de systèmes de gestion durable des déchets solides municipaux dans les pays en développement : une approche systématique fondée sur la pensée cycle de vie. Journal of Cleaner Production, 180, 571–586. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.01.057
11. Ikhlayel, M. (2018c). Analyse du cycle de vie des systèmes intégrés de gestion des déchets électroniques pour les pays en développement : évaluation en Jordanie (thèse de doctorat). Université de Tokyo. https://doi.org/10.15083/00075347
12. IPCC. (2006). Chapitre 3 : Élimination des déchets solides. Dans Lignes directrices 2006 de IPCC pour les inventaires nationaux de gaz à effet de serre, volume 5 : Déchets (préparées par le Programme pour les inventaires nationaux de gaz à effet de serre). IGES, Hayama, Japon.
13. ISO. (2006a). ISO 14040:2006 Management environnemental — Analyse du cycle de vie — Principes et cadre. Organisation internationale de normalisation, Genève.
14. ISO. (2006b). ISO 14044:2006 Management environnemental — Analyse du cycle de vie — Exigences et lignes directrices. Organisation internationale de normalisation, Genève.
15. Kaza, S., Yao, L., Bhada-Tata, P., & Van Woerden, F. (2018). What a waste 2.0 : panorama mondial de la gestion des déchets solides à l’horizon 2050. Banque mondiale, Washington, DC. https://doi.org/10.1596/978-1-4648-1329-0
16. Laurent, A., Bakas, I., Clavreul, J., Bernstad, A., Niero, M., Gentil, E., Hauschild, M. Z., & Christensen, T. H. (2014). Examen des études LCA sur les systèmes de gestion des déchets solides — Partie I : enseignements tirés et perspectives. Waste Management, 34(3), 573–588. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2013.10.045
17. Mu, Q., Zhao, M., & Running, S. W. (2011). Améliorations apportées à un algorithme mondial MODIS d’évapotranspiration terrestre. Remote Sensing of Environment, 115(8), 1781–1800. https://doi.org/10.1016/j.rse.2011.02.019
18. Wiedinmyer, C., Yokelson, R. J., & Gullett, B. K. (2014). Émissions mondiales de gaz à l’état de traces, de particules et de polluants atmosphériques dangereux provenant du brûlage à l’air libre des déchets ménagers. Environmental Science & Technology, 48(16), 9523–9530. https://doi.org/10.1021/es502250z
19. Wilson, D. C., Rodic, L., Modak, P., Soos, R., Carpintero, A., Velis, C. A., Iyer, M., & Simonett, O. (2015). Perspectives mondiales de la gestion des déchets. Programme des Nations unies pour l’environnement et International Solid Waste Association.
20. Banque mondiale. (2016). Nouvelles classifications des pays. Niveau de revenu fondé sur le revenu national brut (GNI) par habitant ; consulté le 3 juin 2016. http://data.worldbank.org/news/new-country-classifications-2015