Ch32

2.1 Synth�se d'ammoniac gazeux

2.1.1 Synth�se d'ammoniac gazeux � partir d'hydrocarbures
2.1.2 Synth�se d'ammoniac gazeux � partir d'huiles lourdes r�siduelles
2.1.3 Synth�se d'ammoniac � partir de combustibles solides
2.1.4 Electrolyse de l'eau et d�composition de l'air

2.2. synth�se et stockage de l'ammoniac
2.3 Synth�se et granulation de l'ur�e

3. Aspects � inclure dans l'analyse et l'�valuation des effets sur l'environnement
4. Interactions avec d'autres domaines d'intervention
5. Appr�ciation r�capitulative des effets sur l'environnement
6. Bibliographie

1. Pr�sentation du domaine d'intervention

Actuellement les besoins mondiaux en engrais azot�s synth�tiques se montent � env. 80 millions de tonnes par an. Il n'y a pratiquement qu'un seul produit qui fournisse l'azote n�cessaire � la production de ces engrais: l'ammoniac - formule chimique NH₃ -, que l'on reconna�t � son odeur �cre, gazeux dans les conditions ambiantes habituelles et liquide � -33�C sous pression atmosph�rique.

La production d'ammoniac � grande �chelle, � partir de l'azote de l'air et de l'hydrog�ne par synth�se catalytique, a d�but� en 1913.

L'hydrog�ne n�cessaire est obtenu par conversion d'hydrocarbures naturels et de vapeur d'eau � des temp�ratures relativement �lev�es

C_nH_m + 2nH₂O = (m/2 + 2n) H₂ + nCO₂ (r�action endothermique)

Les mati�res premi�res suivantes sont utilis�es pour la production d'ammoniac de synth�se:

- Houille
- Lignite
- Tourbe
- R�sidus d'hydrocarbures � haut point d'�bullition
- Essence l�g�re
- Gaz naturel et autres gaz

Pour des raisons �conomiques, la d�composition �lectrolytique de l'eau pour l'obtention de l'hydrog�ne servant � la synth�se de l'ammoniac ne joue qu'un r�le limit�.

Dans tous les cas, le gaz de synth�se obtenu est transform� directement en ammoniac.

3H₂ + N₂ = 2NH₃

L'ammoniac sous forme de gaz liqu�fi� ne convenant pas toujours � la fumure directe, qui est d'ailleurs li�e � la mise en oeuvre de moyens consid�rables, le produit est transform� en partie ou enti�rement en ur�e ou autres engrais azot�s sur place. Seules quelques rares installations produisent exclusivement pour l'exportation.

Le pr�sent dossier traite uniquement de la production synth�tique d'ur�e � partir d'ammoniac et de dioxyde de carbone (CO₂) r�cup�r� comme sous-produit du fractionnement des hydrocarbures.

Aujourd'hui, les capacit�s de production des installations courantes se situent dans une plage de 400 � 2000 t par jour pour le NH₃ et de 600 � 3000 t par jour pour l'ur�e.

L'implantation des usines ne r�pond pas � des crit�res particuliers, elle peut s'orienter aussi bien aux sites de production des mati�res qu'aux centres de consommation ou aux moyens de transport.

L'impact �cologique des installations de production englobe toute une s�rie de facteurs: effluents gazeux, eaux us�es, pollution thermique, poussi�res, r�sidus solides, ainsi que les nuisances li�es au bruit, aux voies de transport, � l'emprise des installations sur le terrain et aux effets de l'industrialisation en g�n�ral.

Les aspects bruit, transports, consommation d'espace et les autres ph�nom�nes li�s � l'industrialisation se seront pas abord�s dans ce dossier ; pour ces questions particuli�res, on se reportera utilement au dossier "Planification de la localisation des activit�s industrielles et commerciales".

L'expos� qui suit �num�re les produits auxiliaires, interm�diaires, les sous-produits et d�chets ou r�sidus li�s au processus de production et indique les mesures � prendre pour �viter les influences n�fastes sur l'environnement, pour respecter les valeurs limites prescrites et pour �liminer les d�chets de fa�on r�glementaire.

2. Effets sur l'environnement et mesures de protection

2.1 Synth�se d'ammoniac gazeux

2.1.1 Synth�se d'ammoniac gazeux � partir d'hydrocarbures l�gers

Le reformage catalytique � la vapeur (steamreforming) d'hydrocarbures l�gers tels le gaz naturel, le gaz associ�, le GPL, l'essence l�g�re et autres gaz contenant du H₂ et des hydrocarbures, tels les gaz de cokerie et de raffinerie, constitue aujourd'hui un proc�d� tr�s r�pandu en raison de sa rentabilit�.

Environ 80% des installations de synth�se d'ammoniac fonctionnent selon ce proc�d� fortement endothermique qui, dans le cas de la conversion de m�thane, peut se repr�senter par la r�action chimique suivante:

CH₄ + 1,39 H₂O + 1,45 AIR = CO₂ + 2,26 (H₃ + N)

Dans une premi�re �tape, les hydrocarbures l�gers sont soumis � une transformation catalytique � l'aide de vapeur d'eau, � des temp�ratures comprises entre 750�C et 800�C et apport de chaleur (reformage primaire). Dans une deuxi�me �tape, autog�ne, la conversion s'effectue en pr�sence d'air par une temp�rature d'env. 1000�C (reformage secondaire) et selon les conditions d'�quilibre d�finies par la pression et la temp�rature, la r�action fournit un m�lange de H₂, CO, CO₂, N, CH₄ ainsi que des traces d'argon. L'air utilis� pour la conversion autog�ne dans le reformeur secondaire assure l'apport dans le syst�me de l'azote n�cessaire � la synth�se de l'ammoniac. L'oxyde de carbone (CO) qui se forme subit ensuite une conversion catalytique en pr�sence de vapeur � des temp�ratures de 300�C � 450�C (proc�d� bi�tag� en g�n�ral) pour donner H₂ et CO₂.

Production d'amoniac � partir d'hydrocarbures l�gers

Avant la transformation catalytique, il est indispensable d'�liminer le soufre, le chlore et les autres compos�s qui empoisonnent les catalyseurs. On utilise � cet effet un proc�d� d'�puration des gaz mono- ou multi�tag�.

La conversion en hydrog�ne du monoxyde de carbone contenu dans les gaz est suivie de la s�paration du gaz carbonique, obtenue par des lavages chimiques ou m�caniques qui permettent simultan�ment de produire un flux de CO₂ convenant pour la synth�se de l'ur�e.

Le degr� de puret� requis pour le m�lange H₂/N entrant dans la synth�se de l'ammoniac est atteint gr�ce � une �puration fine en aval de l'�limination du CO₂.

Dans la plupart des installations, ce sont les mati�res premi�res entrant dans le proc�d� qui servent au chauffage du reformeur primaire.

Gr�ce � une exploitation intensive des calories produites, presque tous les proc�d�s li�s � la synth�se d'ammoniac peuvent fonctionner de fa�on autonome, c'est-�-dire que seule la mise en route n�cessite de la vapeur d'origine externe ou produite par une chaudi�re d'appoint. Les besoins en �nergie d'installations modernes autonomes ne d�passent gu�re 29 GJ/t de NH₃.

� Flux de d�chets, polluants et mesures de protection:

(a) Effluents gazeux

- Dioxyde de carbone (CO₂):

Concentr� � env. 98,5 vol%, il est employ� enti�rement ou en partie comme mati�re premi�re pour la synth�se de l'ur�e et peut �tre �mis dans l'atmosph�re sans traitement pr�liminaire, puisque les impuret�s qu'il contient se limitent pratiquement � H₂, N₂ et CH₄.

- Les gaz de fum�es du reformeur primaire et des chaudi�res � vapeur:

Si le combustible utilis� contient trop de soufre, il doit subir un traitement d'�puration afin que soient respect�es les valeurs de SO₂ admissibles dans les gaz de fum�es. Pour le reformeur primaire, il est possible de prendre des mesures en vue d'abaisser les �missions de NO_x. Les gaz de fum�es sont rejet�s dans l'atmosph�re par les chemin�es. Ils doivent dans ce cas respecter les valeurs limites admissibles, par ex. celles d�finies par les Instructions Techniques pour le maintien de la puret� de l'air "TA-Luft applicables en Allemagne.

- Autres effluents:

Tous les autres effluents produits par les installations renferment des composants combustibles qui permettent d'alimenter le syst�me de chauffage aux gaz de l'installation. En cas d'incident, les gaz de proc�d� (H₂, CH₄, CO, CO₂, NH₃, N₂, vapeur d'eau) doivent �tre br�l�s temporairement dans une torch�re, de sorte que seuls les gaz de fum�es soient rejet�s dans l'atmosph�re.

(b) Eaux us�es:

- Condensat de proc�d�:

En r�gle g�n�rale, ces eaux sont trait�es et employ�es � l'alimentation des chaudi�res.

- Eau de purge des g�n�rateurs de vapeur:

Ne contient pas de substances toxiques et peut �tre �vacu�e sans traitement ou dirig�e vers le circuit d'eau de refroidissement.

- Eau de purge des circuits de refroidissement:

Selon le degr� d'encrassement, la teneur en inhibiteurs de corrosion, en produits anti-tartre et en biocides, il faudra pr�voir un traitement d'�puration avant l'�vacuation.

- Eaux us�es des installations de d�min�ralisation de l'eau d'alimentation des chaudi�res:

Les eaux us�es ainsi produites peuvent �tre �vacu�es apr�s neutralisation.

- Lessives r�siduaires du lavage de CO₂:

Dans des conditions de fonctionnement normal, les laveurs ne g�n�rent pas de flux de d�chets. Les eaux de rin�age sont � traiter de la m�me fa�on que les eaux us�es des installations de d�min�ralisation ou des circuits d'eau de refroidissement.

(Pour les eaux us�es en g�n�ral, voir �galement dossier "Assainissement").

- Boues:

Les r�sidus boueux recueillis � l'�puration des circuits de refroidissement devront faire l'objet d'une mise en d�charge appropri�e � leur nature.

- Catalyseurs �puis�s et produits d'�puration:

Selon l'usage pr�vu et le mode de fonctionnement des installations, la dur�e de vie des catalyseurs employ�s dans les installations de production d'ammoniac varie entre 2 et 8 ans. Les catalyseurs dont l'activit� est devenue insuffisante sont remplac�s. La plupart des catalyseurs renferment des quantit�s notables d'oxydes et de sulfures des m�taux lourds CO, Ni, Mo, Cu, Zn, Fe, non solubles dans l'eau, tandis que les produits d'�limination du soufre, une fois �puis�s, consistent simplement en oxydes et sulfures hydrosolubles, de Zn ou Fe et les produits d'�limination du chlore en NaCl/Na₂O et Al₂O₃. Les d�chets retournent en partie chez le fabricant en vue d'un retraitement ou sont r�cup�r�s par des usines m�tallurgiques en vue du recyclage des m�taux. A d�faut, il faudra pr�voir une mise en d�charge r�glementaire en fonction de la composition des produits. Dans le cas du catalyseur de conversion HT contenant du Cr hydrosoluble, on veillera par ex. � emp�cher toute contamination de cours d'eau ou de sols cultiv�s.

(Pour les questions g�n�rales relatives aux d�chets, voir �galement les dossiers "Elimination des d�chets" et "Elimination des d�chets dangereux")

2.1.2 Synth�se d'ammoniac � partir d'huiles lourdes r�siduelles

Pour la sauvegarde de l'environnement, les r�sidus du raffinage du p�trole contenant du soufre et des m�taux lourds ne devraient plus �tre incin�r�s directement. Ils peuvent en revanche �tre employ�s efficacement � la production d'ammoniac de synth�se.

Ces r�sidus sont gaz�ifi�s par oxydation partielle au moyen de l'oxyg�ne fourni par les installations de d�composition de l'air qui produisent �galement l'azote n�cessaire � la synth�se de l'ammoniac. La r�action globale est la suivante:

C_nH_m + n/2 O₂ = n CO + m/2 H₂

Une nouvelle conversion avec de la vapeur d'eau, et la s�paration des impuret�s telles H₂S, COS, CNS, HCN, la suie et les r�sidus m�talliques provenant des mati�res ou r�sultant des proc�d�s appliqu�s permet finalement d'obtenir l'hydrog�ne n�cessaire � la synth�se de l'ammoniac.

L'ensemble du processus consommant de grandes quantit�s d'�nergie, on pr�voira une exploitation intensive des calories d�gag�es et la valorisation interne de tous les sous-produits et r�sidus r�sultant des op�rations de conversion.

Production d'ammoniac � partir d'huile lourde r�siduelle

� Flux de d�chets, polluants et mesures de protection

Du fait de la mati�re premi�re utilis�e et des m�thodes de gaz�ification et d'�puration mises en oeuvre, ce proc�d� g�n�re non seulement des r�sidus solides tels des cendres et des sels, mais �galement des sous-produits et d�chets liquides et gazeux.

Il existe de nombreux proc�d�s permettant de traiter les flux de d�chets et d'�liminer les polluants, de sorte que de telles installations peuvent m�me fonctionner en conformit� avec les r�glementations s�v�res de la RFA en mati�re d'environnement. D'une fa�on g�n�rale, on appliquera les observations faites au point 2.1.1 pour le traitement des effluents gazeux, des eaux us�es et des r�sidus solides.

R�sidus sp�cifiques � l'ammoniac fabriqu� � partir d'huiles lourdes r�siduelles

- Du H₂S comme produit de conversion du soufre contenu dans les mati�res premi�res. On en fait du soufre �l�mentaire par application du proc�d� Claus, offrant un rendement de 98% (il est m�me possible d'atteindre un taux de 99% par des �tapes de traitement compl�mentaires) ou encore de l'acide sulfurique par catalyse humide, permettant �galement d'atteindre un rendement de 98%.
- Des eaux de proc�d�, charg�es des m�taux contenus dans les mati�res premi�res, par ex. Ni, V, Co, etc. et de compos�s hydrosolubles tels H₂S, CNS, HCN, As, NH₃, Cl, et MeOH, form�s lors du proc�d� de gaz�ification � partir des autres �l�ments de la mati�re premi�re. Ces eaux us�es doivent �tre �pur�es par des processus appropri�s et par biod�gradation avant d'�tre d�vers�es dans des cours d'eau. Dans la plupart des cas, il faut pr�voir une �tape de s�paration des m�taux. Les r�sidus de m�taux lourds ainsi recueillis devront �tre �vacu�s vers des d�charges sp�ciales ou trait�s dans des usines en vue de leur r�cup�ration.

2.1.3 Production d'ammoniac de synth�se � partir de combustibles solides

L'oxydation partielle de houille, lignite, coke, tourbe, etc. � l'aide de l'oxyg�ne fourni par une installation de d�composition de l'air (produisant �galement l'azote n�cessaire � la synth�se de l'ammoniac), en pr�sence de vapeur d'eau et � des temp�ratures sup�rieures � 1200�C, permet d'obtenir un gaz brut constitu� de H₂, CO, CO₂ et CH₄.

Tout comme pour l'oxydation partielle d'hydrocarbures liquides (point 2.1.2), les impuret�s contenues dans le gaz brut sont dues essentiellement � la composition de la mati�re premi�re et aux conditions de production (pression et temp�rature). Le soufre se pr�sente presque exclusivement sous la forme H2S. Au cours des �tapes d'�puration et de conditionnement suivantes, qui correspondent en principe aux proc�d�s appliqu�s au retraitement des huiles lourdes r�siduelles (point 2.1.2.), on extrait l'hydrog�ne pur qui, combin� � l'azote r�cup�r� par d�composition de l'air, servira � la synth�se de l'ammoniac.

Pour la gaz�ification industrielle de solides, on fait aujourd'hui couramment appel aux proc�d�s suivants:

- lit fixe (gaz�ifieur Lurgi)
- lit fluidis� (gaz�ifieur Winkler)
- lit entra�n� (proc�d�s Koppens-Tokek et Texaco)

En amont de la gaz�ification, on retrouve toujours les installations de d�chargement et de stockage des arrivages de combustible ainsi que les �tapes de conditionnement pr�parant les produits aux diff�rents proc�d�s de gaz�ification.

L'ensemble du processus consommant de grandes quantit�s d'�nergie, on s'efforcera toujours d'exploiter au maximum les possibilit�s de r�cup�ration des calories.

� Flux de d�chets, polluants et mesures de protection

Tous les proc�d�s mis en oeuvre produisent non seulement des r�sidus solides comme de la cendre, des scories et des sels, mais aussi des sous-produits et d�chets liquides et gazeux, dont les quantit�s et la nature sont d�termin�es par la composition des mati�res premi�res, les proc�d�s de gaz�ification et d'�puration des gaz.

Il existe de nombreux proc�d�s permettant de valoriser les flux de d�chets et d'�liminer les polluants, de sorte qu'une installation moderne de gaz�ification de combustibles peut fonctionner en conformit� avec les r�glementations s�v�res de la RFA en mati�re d'approvisionnement en �nergie.

D'une fa�on g�n�rale, on appliquera les observations faites aux points 2.1.1 et 2.1.2 pour le traitement des effluents gazeux, des eaux us�es et des r�sidus solides.

Production d'ammoniac � partir de combustibles solides

Il convient de signaler par ailleurs:

- Les poussi�res, engendr�es par le transport, le stockage et la pr�paration des combustibles. Ce probl�me peut �tre ma�tris� sans difficult�s majeures par les m�mes m�thodes que celles employ�s habituellement dans les centrales � charbon, o� elles ont d�j� fait leurs preuves.
- Les eaux d'infiltration provenant de l'entreposage des combustibles. Le cas �ch�ant, des mesures de drainage et/ou la protection des nappes souterraines par une couche imperm�able d'argile permettront d'�viter les r�percussions n�fastes sur l'environnement.
- Les eaux us�es charg�es d'ammoniac, de ph�nol, de cyanures et de goudron, qui r�sultent de certains proc�d�s. Ici aussi, il existe des m�thodes permettant de s�parer ces impuret�s et de r�cup�rer chacune des substances.
- Les cendres et/ou les scories issues des gaz�ifieurs. On v�rifiera dans chaque cas particulier quelles sont les possibilit�s de valorisation (par ex. dans le secteur du b�timent) ou de mise en d�charge envisageables.

2.1.4 Electrolyse de l'eau et d�composition de l'air

Comme mati�re premi�re, on emploie de l'eau enti�rement d�min�ralis�e produite par des �changeurs d'ions et des lits filtrants multicouches. L'�lectrolyse consommant �norm�ment de courant, cette m�thode n'est retenue que lorsqu'on dispose d'�nergie exc�dentaire bon march� ou lorsque les autres mati�res premi�res font d�faut. L'azote n�cessaire � la synth�se de l'ammoniac est obtenu par d�composition de l'air. A partir de l'�lectrolyse, on peut r�cup�rer de l'oxyg�ne d'un haut degr� de puret�, convenant � de nombreux usages techniques, tandis que la d�composition de l'air n'engendre que des effluents gazeux enrichis en oxyg�ne, qui sont en g�n�ral reconduits � l'atmosph�re.

� Flux de d�chets

Les d�chets produits en continu se limitent aux eaux us�es de l'installation de d�min�ralisation et aux eaux de purge du circuit d'eau de refroidissement, qu'on traitera conform�ment aux indications du point 2.1.1. Le m�tal pr�cieux employ� comme catalyseur pour l'�limination de l'oxyg�ne r�siduel du gaz de synth�se n'est remplac� qu'� intervalle de plusieurs ann�es et peut �tre retourn� au fabricant en vue d'un retraitement.

Production d'ammoniac � partir de l'electrolyse de l'eau

2.2. synth�se et stockage de l'ammoniac

La conversion catalytique d'hydrog�ne et d'azote d'un haut degr� de puret� qui fournit l'ammoniac est une r�action exothermique s'effectuant � des pressions sup�rieures � 100 bar et � des temp�ratures de 350�C � 550�C.

3 H₂ + N₂ = 2 NH₃

Selon les proportions des produits mis en pr�sence, la conversion est plus ou moins compl�te. L'ammoniac qui se forme est condens� par refroidissement (air, eau de refroidissement, froid) et �vacu� sous forme liquide. Les gaz non convertis sont recircul�s. Ceci am�ne un enrichissement en composants inertes (CH₄, Ar, He) qui doivent �tre extraits du processus par rin�age continu dans un flux de gaz. En combinaison avec les gaz de d�tente de l'ammoniac produit, le flux de gaz de rin�age peut �tre employ� au chauffage de l'installation de production de gaz synth�tique, les �l�ments NH₃, H₂, N₂ et Ar pouvant �tre s�par�s auparavant dans une installation de r�cup�ration.

L'ammoniac liquide est soit envoy� directement aux installations de traitement cons�cutives, soit stock� en citerne. Le stockage peut se faire sous pression � la temp�rature ambiante ou � une temp�rature l�g�rement plus faible, ou encore � la pression atmosph�rique par des temp�ratures d'environ -33�C.

� Flux de d�chets, polluants et mesures de protection

Il n'y a aucune �mission de polluants au cours du fonctionnement normal de l'installation. Les effluents gazeux produits en continu sont trait�s au sein du syst�me ou par l'installation de production de gaz de synth�se.

L'�limination du catalyseur constitu� de fer additionn� de faibles quantit�s de Al₂O₃, K₂O, MgO, CaO et SiO₂, qui doit se faire � intervalles de 5 � 10 ans, ne pose pas de probl�mes (par ex. m�tallurgie, construction de routes).

Les vapeurs d'ammoniac �tant fortement irritantes et le liquide lui-m�me provoquant des br�lures et des gelures, il faudra pr�voir des mesures de s�curit� pour les cas d'accidents - notamment en ce qui concerne le stockage - par ex. citerne � doubles parois, bassins permettant de recueillir les fuites �ventuelles et rideaux d'eau.

2.3 Synth�se et granulation de l'ur�e

L'ur�e est produite � partir d'ammoniac et de dioxyde de carbone, sous-produit de l'ammoniac synth�tique, fabriqu� � partir d'hydrocarbures. Il s'agit d'un proc�d� se d�roulant en deux �tapes sous une pression de 140 � 250 bar.

1^�re�tape: Synth�se de carbamate d'ammonium (r�action exothermique)

2 NH₃ + CO₂ = NH₂ - CO - ONH₄

2^�me �tape: D�composition thermique du carbamate en ur�e (r�action endothermique)

NH₂ - CO - ONH₄ = CO (NH₂)₂ + H₂O

L'ur�e obtenue se pr�sente sous forme de solution aqueuse d'une concentration d'env. 70 � 80% que l'on transforme par �vaporation sous vide de l'eau en une masse se pr�tant au pompage (ur�e fondue).

La transformation suivante donne un engrais granul�. Elle consiste soit en un prillage, proc�d� o� les gouttelettes d'ur�e se solidifient dans un courant d'air ascendant lors de leur chute � l'int�rieur de la tour de prillage, soit en une granulation de l'ur�e fondue sur des disques rotatifs ou autres dispositifs � refroidissement ou par le proc�d� en lit fluidis�.

Les granul�s sont en partie directement ensach�s et/ou entrepos�s en vrac dans des halls.

� Flux de d�chets, polluants et mesures de protection

(a) Effluents gazeux:

- Les effluents gazeux de la synth�se ne contiennent que du CO₂ et de l'air ainsi que des traces des gaz H₂, CH₄et Ar dissous dans l'ammoniac, puisqu'ils doivent tous subir un lavage avant leur �mission � l'atmosph�re.
- Les effluents gazeux des tours de prillage ou des installations de granulation entra�nent toujours une certaine quantit� de poussi�res d'ur�e qui devra subir un filtrage afin de limiter les rejets et d'�viter ainsi des apports trop importants d'engrais dans les sols au voisinage des usines, pouvant �galement entra�ner une pollution des cours d'eau.

(b) Eaux us�es:

- Les eaux us�es proviennent essentiellement des lavages de gaz et sont charg�es de NH₃, de CO₂ et d'ur�e. L'ensemble des eaux us�es est trait� au sein du proc�d� afin de limiter autant que possible les besoins en eau d'appoint et de minimiser les pertes en mati�res premi�res et en produit. Les quantit�s restant � �vacuer peuvent �tre �pur�es facilement par voie biologique.

- Les r�sidus du d�poussi�rage des effluents gazeux, constitu�s presque exclusivement du produit �labor� dans les installations sont r�introduits dans le processus.

Production et granulation de l'ur�e

3. Aspects � inclure dans l'analyse et l'�valuation des effets sur l'environnement

Les installations de production d'engrais d�crites dans le pr�sent dossier ont des effets sur l'air, les cours d'eau et les sols et sont �galement responsables de nuisances sonores. Toutefois, n'importe quelle installation peut en principe fonctionner selon des proc�d�s permettant de limiter les influences n�fastes sur l'environnement.

En Allemagne, les r�glementations relatives � la qualit� de l'air sont regroup�es pour l'essentiel dans les Instructions Techniques pour le maintien de la puret� de l'air "TA-Luft. Les seuils limites d'�mission pour les diff�rents types d'installations et de polluants sont d�finis par le texte l�gislatif du 27/02/1986 "Allgemeine Verwaltungsvorschriften zum Bundesimmissionsschutzgesetz". Ce texte comprend en outre une s�rie de Instructions du VDI (Verein Deutscher Ingenieure, Association d'ing�nieurs allemands) relatives aux techniques de process, d'�puration des gaz et de mesure des �missions dont il faut tenir compte. D'autres pays ont fix� des r�glementations analogues, notamment la Suisse avec une ordonnance sur la pr�servation de la qualit� de l'air et les Etats-Unis o� sont appliqu�es les prescriptions du "Clear Air Act".

Dans les pays ne disposant pas d'une r�glementation propre, on se r�f�re fr�quemment aux principes des Instructions Techniques pour le maintien de la puret� de l'air "TA-Luft" ou � d'autres r�glementations �trang�res pour la planification de projets.

Dans ces installations, le principal responsable de la pollution de l'air est l'anhydride sulfureux - SO₂ - contenu dans les effluents gazeux. Dans le cadre de la production de soufre, les Instructions Techniques pour le maintien de la puret� de l'air "TA-Luft fixent le taux limite d'�mission de 0,5% � 3% suivant la taille des installations. Parmi les proc�d�s d'�puration existants, certains ne permettent pas de respecter ces valeurs, mais sont n�anmoins employ�s lorsque la r�glementation en vigueur est moins s�v�re.

Pour ce qui est de la catalyse par voie humide utilis�e pour la production d'acide sulfurique, le taux de conversion minimum � respecter se situe � 97,5%. Les �missions d'anhydride sulfurique ne doivent pas d�passer 60 mg/m³ pour un flux constant et 120 mg/m³ pour des �missions intermittentes.

Quant aux �missions de NO_x dans les gaz de fum�es des foyers - fours tubulaires, g�n�rateurs de vapeur, r�chauffeurs de d�marrage - les Instructions Techniques pour le maintien de la puret� de l'air "TA-Luft prescrivent des seuils limites qui peuvent �tre respect�s sans autres difficult�s.

Les �missions de poussi�re des installations de production d'ur�e sont limit�es � 50 mg/m³. La teneur des effluents gazeux en ammoniac libre est limit�e � 35 mg/m³. Les charges de poussi�re sont mesur�es par gravim�trie au moyen d'appareils � t�te filtrante. Les quantit�s d'ammoniac libre sont d�termin�es par titrim�trie.

Le choix du proc�d� de traitement des eaux us�es se fait en fonction de la r�glementation locale. En Allemagne, on applique la loi sur la gestion des eaux (Wasserhaushaltsgesetz) avec les prescriptions administratives correspondantes relatives aux exigences minimums pour le rejet d'eaux us�es dans des cours d'eau. Dans le cas des installations de production d'engrais, il est possible de respecter la prescription correspondante n� 44.

Dans les cas extr�mes o� le traitement d'�puration permet d'�liminer enti�rement les eaux us�es, on n'a alors plus que soit des r�sidus d'incin�ration qui doivent �tre mis sur des d�charges sp�ciales am�nag�es de fa�on � �viter les risques de lessivage, soit des solutions r�siduelles concentr�es � entreposer d�finitivement dans des trous de forage profonds.

Les catalyseurs �puis�s et les r�sidus de produits d'�puration � r�cup�rer tous les 2 ans tout au plus repr�sentent des quantit�s n�gligeables, qui sont d'ailleurs recycl�es par les usines m�tallurgiques ou �vacu�es � titre de d�chets sp�ciaux.

Pour ce qui est des cendres et des scories restant des combustibles solides ayant servi � la production d'ammoniac, on v�rifiera au cas par cas les possibilit�s de valorisation ou la n�cessit� d'une mise en d�charge.

Les Instructions Techniques "TA-L�rm" concernent, elles, la lutte contre les nuisances sonores. Elles fixent des seuils limites pour ces nuisances, �chelonn�s en fonction des sites et de leur affectation, ainsi que des heures de la journ�e et de la nuit. Le niveau global d'�mergence est d�terminant. Les mesures de lutte contre le bruit sont � pr�voir d�s la planification d'unit�s de production, d'autant plus qu'elles reviennent tr�s ch�res lorsqu'elles doivent �tre r�alis�es apr�s coup. Le site d'implantation devra donc �tre choisi de fa�on � respecter une distance convenable jusqu'aux prochaines habitations ou exploitations, et on emp�chera par la suite tout rapprochement par extension des agglom�rations.

En ce qui concerne les conditions de travail du personnel, la concentration en polluants et les nuisances sonores sur le lieu de travail ainsi que la s�curit� du travail en g�n�ral sont r�glement�es en Allemagne par la TRgA900 avec les valeurs MAK et TRK, par l'ordonnance sur les �tablissements professionnels et la conception des postes de travail ainsi que par les prescriptions des associations professionnelles pour la pr�vention des accidents. Il existe des r�glementations analogues dans d'autres pays, par ex. les normes sanitaires pour �tablissements industriels (SN 245-71) en vigueur en URSS.

4. Interactions avec d'autres domaines d'intervention

Etant donn� l'importance des besoins en �nergie et en mati�res premi�res, les installations de production d'ammoniac et d'ur�e s'�tablissent habituellement � proximit� des sources de mati�res premi�res ou des voies de communication. On peut citer notamment les installations d'extraction du p�trole et du gaz naturel, les raffineries, les terminaux de gazoducs ou ol�oducs, les centres de stockage de gaz naturel liqu�fi�, les mines de charbon, les centrales thermiques, les cokeries, ou encore les centrales hydrauliques produisant un important exc�dent d'�lectricit� (pour l'�lectrolyse de l'eau).

La proximit� d'autres �tablissements de production d'engrais comme les engrais NP ou NPK est �galement profitable.

En revanche, les implantations ax�es uniquement sur les centres le consommation ne pr�sentent pas un grand int�r�t si elles n'offrent pas simultan�ment des avantages du point de vue de l'approvisionnement en mati�res premi�res ou en �nergie (ports, centrales �lectriques, etc.).

5. Appr�ciation r�capitulative des effets sur l'environnement

Les installations de production d'ammoniac et d'ur�e sont g�n�ratrices de sous-produits gazeux, de r�sidus, d'eaux us�es, de chaleur, et de catalyseurs �puis�s, ainsi que de bruit et autres effets sur l'environnement li�s g�n�ralement aux activit�s industrielles.

La production d'ammoniac synth�tique consommant de grandes quantit�s d'�nergie, � savoir env. 29 GJ/t de NH3 dans les installations modernes fonctionnant au gaz naturel et jusqu'� plus de 70 GJ/t de NH3 dans les installations utilisant du charbon comme combustible, on peut comparer les r�percussions �cologiques de ce type d'activit� avec celles de centrales �lectriques (cf. dossier sur les centrales thermiques traditionnelles).

Les m�thodes modernes d'�puration des gaz et des eaux permettent de r�pondre aux r�glementations �cologiques les plus s�v�res. Le gaz naturel est la mati�re premi�re la moins exigeante � cet �gard, tandis que le charbon - en raison de sa composition complexe - n�cessite la mise en oeuvre de techniques plus �labor�es. Pour la production d'ur�e sous forme de granul�s, on veillera avant tout � une technique de d�poussi�rage efficace. Il importe �galement de disposer d'une installation ad�quate pour le traitement des eaux us�es ainsi que de possibilit�s de mise en d�charge compatibles avec les imp�ratifs de l'environnement.

Dans les zones de concentration industrielle, il peut s'av�rer n�cessaire d'installer des syst�mes de refroidissement d'air ou des r�frig�rants atmosph�riques secs pour �viter les nuisances dues � l'�vacuation des calories par un circuit d'eau de refroidissement (r�chauffement des eaux mises � contribution).

On assurera la participation des populations concern�es � la planification d'un projet de ce genre. Par ailleurs, les personnes habitant dans la zone d'implantation du projet devront pouvoir avoir acc�s � des soins m�dicaux.

Dans le cas de projets nouveaux dans des pays ne disposant pas d'un syst�me de surveillance �tatique, on retiendra les technologies convenant le mieux aux conditions particuli�res rencontr�es.

Il importe avant tout de surveiller et d'entretenir syst�matiquement les installations, afin d'en garantir le bon fonctionnement - un aspect qui a vite tendance a �tre n�glig�. A cet effet, on nommera au sein de l'entreprise un responsable des questions d'environnement, qui aura les comp�tences requises. Ce responsable sera �galement charg� des mesures de formation et de perfectionnement du personnel en ce qui concerne les probl�mes de l'environnement.

En r�sum�, nous pouvons affirmer que la production d'ammoniac et d'ur�e ne g�n�re pratiquement pas de nuisances - si l'on fait abstraction de la chaleur dissip�e et des impuret�s contenues dans les mati�res premi�res -, � condition de prendre toutes les mesures qui s'imposent dans le cadre de la planification et de l'exploitation des installations.

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