Incinération des déchets médicaux et émissions de dioxines

Une gestion adéquate des déchets médicaux est fondamentale pour la protection de la santé publique et de l’environnement. Bien que l’incinération soit utilisée depuis des décennies comme principale méthode d’élimination dans le monde entier, elle présente également des risques sérieux. Lorsqu’elle n’est pas correctement conçue ou exploitée, l’incinération des déchets médicaux est une source majeure de sous-produits invisibles mais extrêmement dangereux, notamment les dioxines et les furanes, parmi les composés les plus toxiques connus.

Qu’est-ce que la dioxine ?

Les « dioxines » sont un groupe de composés chimiquement apparentés :

Polychlorodibenzo-p-dioxines (PCDD) et
Polychlorodibenzofuranes (PCDF).

classées comme polluants organiques persistants (POP) produits involontairement lors de l’incinération de déchets contenant du chlore
(par exemple, les plastiques PVC). Ils sont incolores, inodores et hautement toxiques, même à l’état de traces.

Hautement toxiques : Connus pour provoquer des cancers, des problèmes de reproduction et de développement, et des dommages au système immunitaire.
Persistants : Restent dans l’environnement pendant des années.
Bioaccumulatifs : S’accumulent dans la chaîne alimentaire, en particulier dans les graisses animales.

Même de petites quantités d’exposition aux dioxines peuvent avoir des conséquences importantes sur la santé. L’Organisation mondiale de la santé a classé les dioxines parmi les contaminants environnementaux les plus dangereux. Comment se forment les dioxines ?

Les dioxines sont des sous-produits involontaires formés lors des processus de combustion impliquant du chlore et de l’oxygène, dans une certaine plage de températures. Leur formation dans les incinérateurs de déchets médicaux est un processus chimique complexe, mais il peut être décomposé en trois éléments clés :

Les conditions nécessaires

Pour que les dioxines se forment, trois éléments de base doivent être présents :

- Chlore : provenant du PVC, des désinfectants chlorés, des résidus salins, etc. Sans chlore, il n’y a pratiquement pas de formation de dioxines.
- Oxygène : facilement disponible dans l’air utilisé pour la combustion.
- Plage de température : les dioxines se forment de manière significative dans la plage de températures de 300 à 500 °C.

Dans le four à haute température (généralement supérieure à 850 °C), le chlore et les composés carbonés se décomposent. Cependant, pendant le refroidissement, ils traversent cette plage de température critique. C’est là que se produit la formation la plus importante de dioxines.

Source : Taux de formation relatifs des dioxines (par rapport au cas à 400 °C) à différentes températures des gaz de combustion (McKay, 2001).

Pourquoi l’incinération des déchets médicaux génère-t-elle des dioxines ?

Les déchets médicaux remplissent souvent toutes les conditions nécessaires à la formation de dioxines :

une proportion importante de plastiques, de désinfectants et de résidus chimiques.
Présence d’oxygène.
Dans les incinérateurs qui n’atteignent pas et ne maintiennent pas les températures élevées nécessaires (850-1100 °C) ou qui ne disposent pas de systèmes adéquats de traitement des gaz de combustion, la combustion est incomplète. Cela crée un scénario idéal pour la production de dioxines.

Une fois émises, les dioxines se dispersent dans l’air, se déposent sur le sol et la végétation et finissent par entrer dans la chaîne alimentaire. Contrairement à de nombreux polluants, ils ne se dégradent pas facilement, ce qui fait que même de faibles rejets constituent une préoccupation à long terme pour l’environnement et la santé publique.

Différents types d’incinération utilisés

Incinération à ciel ouvert

Réalisée dans des fosses ou des chambres rudimentaires sans contrôle des émissions.
Combustion incomplète et à basse température, produisant de grandes quantités de fumée, de particules toxiques et des niveaux extrêmement élevés de dioxines.
Toujours pratiquée dans les régions défavorisées, mais considérée comme la méthode la plus dangereuse et la plus obsolète.

Petits incinérateurs

Utilisés par les petits hôpitaux ou les cliniques rurales.
Fonctionnent souvent à des températures insuffisantes et instables.
Systèmes de traitement des gaz limités ou inexistants.
Apparemment contrôlés, mais peuvent être des sources dangereuses d’émissions de dioxines s’ils ne sont pas conçus selon les normes internationales.

Incinérateurs à grande échelle

– Four rotatif, gazéificateur (parfois appelés incinérateurs à pyrolyse)

Les installations industrielles correctement conçues, dotées d’un traitement des fumées avancé et complexe, traitant de grands volumes de déchets médicaux, peuvent réduire considérablement les risques.
Un contrôle opérationnel strict est nécessaire et les installations doivent être bien entretenues par une équipe de professionnels.
Coût d’exploitation et d’entretien élevé pour respecter les normes d’émission internationales.
Malgré cela, les systèmes à grande échelle émettent des niveaux nocifs de polluants et produisent des cendres toxiques.

Émissions de dioxines issues de l’incinération des déchets médicaux

Les lignes directrices de l’OMS/PNUE sur les meilleures techniques disponibles et les meilleures pratiques environnementales (2006) recommandent la même limite de 0,1 ng TEQ/Nm³ pour l’incinération des déchets médicaux et dangereux.

Technologie	Caractéristiques de fonctionnement typiques	Émissions de dioxines déclarées (ng TEQ/Nm³)*	*Conformité à la norme internationale (≤0,1 ng TEQ/Nm³)**
Combustion à l’air libre (Combustion directe)	Déchets brûlés dans des fosses ouvertes ou des chambres rudimentaires, sans contrôle, sans postcombustion	Plus de 4 000	❌ Dépasse la norme de plusieurs milliers de fois
Incinérateurs à petite échelle	Utilisation de températures suffisantes, de postcombustion et d’autres dispositifs	10 – 500	❌ Peut être 5 000 fois supérieure à la limite. Dépend du bon fonctionnement et de l’entretien
Incinérateurs à grande échelle (avec dispositifs de contrôle de la pollution)	Combustion en deux étapes à >850–1 100 °C, traitement des fumées	0,1 – 1,0	⚠️ Parfois conforme, souvent supérieure
Incinérateurs de pointe (Meilleures technologies disponibles, MTD)	Combustion à haute température + refroidissement rapide + nettoyage des fumées en plusieurs étapes (filtres à manches, charbon actif, épurateurs)	≤0,1	✔ Inférieure à 0,1 ng TEQ/Nm³ Coût d’exploitation et d’entretien considérablement élevé

Source : Conclusions d’une évaluation des incinérateurs à petite échelle pour les déchets de soins de santé – OMS

L’alternative : les technologies de traitement sans incinération

Compte tenu des risques graves pour la santé et l’environnement associés à l’incinération, de nombreux pays se sont tournés vers des méthodes plus propres et plus durables de gestion des déchets médicaux. Ces technologies neutralisent les agents pathogènes sans générer de dioxines ni d’autres polluants atmosphériques dangereux, ce qui les rend plus sûres pour les communautés et l’environnement. Autoclavage (Stérilisation à la vapeur)

Utilise de la vapeur sous pression à haute température pour stériliser les déchets médicaux, éliminant efficacement tous les microorganismes, y compris les agents pathogènes résistants.
Ne génère ni dioxines ni furanes, ce qui en fait une alternative beaucoup plus sûre.
Produit des émissions négligeables et est très rentable par rapport aux technologies d’incinération de pointe.
La méthode de stérilisation la plus sûre et éprouvée depuis des décennies dans l’histoire de l’humanité.

Le cas des États-Unis : De 6 000 incinérateurs aux autoclaves
Dans les années 1990, les États-Unis exploitaient environ 6 000 incinérateurs de déchets médicaux. Cependant, la mise en œuvre des Amendements de 1990 à la loi sur la qualité de l’air (Clean Air Act) et des réglementations de l’EPA de 1997 sur les incinérateurs de déchets hospitaliers/médicaux/infectieux (HMIWI) a radicalement modifié la situation. Une fois les limites strictes d’émission de dioxines et les exigences de surveillance appliquées, de nombreux incinérateurs ont été fermés ou remplacés par des méthodes de traitement plus sûres. Après des années d’évaluation technologique, l’autoclavage sous vide poussé s’est imposé comme la solution dominante. Aujourd’hui, plus de 90 % des déchets médicaux aux États-Unis sont traités par autoclavage.

Autres alternatives sans incinération

Désinfection par micro-ondes : Utilise l’énergie des micro-ondes pour chauffer et désinfecter les déchets. Le coût de production est relativement faible et cette méthode est principalement utilisée dans de petits équipements avec de faibles exigences de désinfection ; elle est rarement utilisée dans les usines de traitement centralisées ou les projets de grande capacité.

Désinfection chimique : Emploie des agents chimiques (par exemple, des composés chlorés) pour inactiver les agents pathogènes. Le coût est très faible, mais en raison du problème de pollution secondaire, cette méthode est rarement utilisée aujourd’hui.

Traitement thermique (sans incinération) : Méthodes à haute température telles que le chauffage par friction, application très limitée avec une faible capacité et de faibles exigences de désinfection.

Une voie plus sûre pour l’avenir

Chez Gient, nous nous engageons à fournir des solutions de traitement des déchets médicaux sûres et respectueuses de l’environnement qui éliminent les dangers des dioxines et autres émissions toxiques. Contactez-nous dès maintenant pour vos solutions de gestion des déchets médicaux.