recycling 2015 conference by yvon gervaise held in metz on march 18th

VALUE ADDED ANALYSIS AND ACCREDITED

LABORATORY CHARACTERIZATION UPON

RECYCLING WASTE

M. Yvon GERVAISE

Ingénieur INSCIR/ INSA

Expert Français auprès de l’OCDE

Directeur SGS Multilab Rouen

SGS MULTILAB ROUEN

Technopôle du Madrillet

65 rue Ettore Bugatti

76801 Saint Etienne du Rouvray

17 & 18 mars 2015, METZ

2© SGS Multilab Rouen - Valeur ajoutée de l’analyse et de la caractérisation en laboratoire accrédité COFRAC, Yvon Gervaise – RECYCLING 2015 – 17-18/03/2015 – METZ

VALUE ADDED ANALYSIS AND ACCREDITED LABORATORY

CHARACTERIZATION UPON RECYCLING WASTE

The laboratory plays a determining role and brings added

value in characterizing and recycling waste materials.

Accredited by the French Accreditation Committee

(COFRAC) for the analysis of waste, SGS MULTILAB has

recently implemented an innovating tool baptized

@wastevalorisationmanager designed to establish reports

containing all legal and mandatory information about waste

characterization in order to facilitate their repurposing.

Our presentation includes the latest techniques in

chromatography, spectrometry and ecotoxicology used to

determine the physico-chemical, chemical and

ecotoxicological characteristics of waste.


VALORISATION MATIÈRE, VALORISATION ÉNERGIE

@WASTEVALORISATIONMANAGER

Organisation et sécurisation de nouvelles filières

industrielles.

Innovation et valeur ajoutée de SGS Multilab

M. Yvon GERVAISE

Ingénieur INSCIR/ INSA

Directeur SGS Multilab Rouen

Mme Rachel TRÉBERT

Responsable Développement Clients Business chimie minérale

Visualisez la

vidéo en cliquant

sur le robot

https://www.youtube.com/watch?v=_x8qUtLkycQ&feature=youtu.be&app=desktop

https://www.youtube.com/watch?v=_x8qUtLkycQ&feature=youtu.be&app=desktop


VALEUR ÉNERGÉTIQUE

De quoi s’agit-il?

Quels paramètres déterminants?

Quels types de caractérisation

Quelles filières


VALORISATION MATIÈRE

Quels domaines, produits, sous-produits ( déchets,… )

Quels paramètres analysés en laboratoire.

Quelle a été l’innovation de SGS Multilab.


ENJEUX ET RÉALISATION

Un processus d’innovation et de valeur ajoutée facteur de

compétitivité et performance pour l’industriel et le

prestataire.

Innovation technique

Organisationnelle

Robotisation et automatisation processus Intellectuel.

Naissance à SGS Multilab @wastevalorisationManager


@WASTEVALORISATIONMANAGER

Projet réalisé par les Ingénieurs de SGS Multilab

Travail collaboratif des Equipes

Ecotoxicologie

Ingénieur chimiste

Ingénieur optimisation processus et data processing


CONTEXTE ECONOMIQUE

Le traitement des déchets s’orientent aujourd’hui de l’élimination

vers la valorisation outre l’optimisation économique

le déchet devient une ressource valorisable

Organisation et Optimisation de ces filières directives

réglementaires (dont 2008/98/CE)

A la demande d’acteurs de la filière : notre laboratoire a été

sollicité pour une étude et recherche

but : concevoir un système permettant de caractériser un

déchet, classer sa dangerosité.


VALORISATION MATIÈRE, QUELS CRITÈRES

POUR RATIONNALISER LES FILIÈRES

– Collecte

– Tri nouvelle vie champs d’investigation

– Analyse

0 déchet

Valorisation dans filières déchet profitable

– Spécifiques

– Agrées

– Réglementation gestion des déchets

- Recyclage

- Valorisation


DEUX EXEMPLES DE VALORISATION DES DÉCHETS

Déchet process industrie

agroalimentaire

Valorisation

production

Biogaz en filière

anaérobie

Chaudière du site

Production vapeur eau du site

Valorisation énergétique

déchets issus de la production

du site

Boues station d’épuration

Traitement anaérobie et

aérobie

Biomasse stabilisée à la

chaux

Épandage agricole

Valorisation agricole

- Valeur agronomique

- Basicité


VALORISATION DES DÉCHETS

LES TENDANCES

Depuis la loi sur les déchets de 1992 au Grenelle de

l’environnement :

Réduire le recours à la mise en décharge

Développer le tri

Développer le recyclage des déchets

Développer la valorisation énergétique des déchets

Développement de l’éco-conception (groupe 6 Grenelle de

l’environnement)

Incitation au recyclage et diminution des déchets incinérés

Développement des matériaux biobased


DÉCHETS : valorisation, élimination, caractérisation

Valorisation matière : le déchet, plus ou moins riche en Ca,Fe, Si, Al, F, est incorporé au clinker . C’est une alternative auxressources minérales .

Valorisation énergétique : le déchet est incorporé dans le fouret devient alors un combustible de substitution. C’est unealternative aux combustibles fossiles

– Ces analyses permettent d’établir des fiches d’homologationpermettant l’acceptation des déchets en cimenterie.

Mise en décharge : analyses permettant l’acceptation en centred’enfouissement classe 1, 2 ou 3.


Caractérisation des déchets : cartographie de la compositiondu déchet selon la norme XPX30-489 (protocole INERIS)

Août 2013 : caractérisation des déchets et détermination dessubstances et éléments

- Mise en place d’un outil informatique permettant de fournir :

- Nom de la molécule organique détectée

- Formule brute

- Numéro de CAS

- Concentration en mg/kg

- Phrase de risque associée ( R et S)

- CE 50

- Bilan matière

- Perte au feu / quantité métaux / produits volatiles



SYSTÈME DE CARACTÉRISATION

caractériser les différentes parties organiques et minérales des

déchets

Rechercher et étudier des solutions analytiques, des mises au point

d’une validation de protocoles

le laboratoire a recours à un personnel très qualifié d’ingénieurs et de

docteurs

nouveaux appareils dont s’est implémenté le laboratoire : GC/MS/MS,

HPLC/MS/MS et HS/GC/MS, ICP/AES, ICP/MS

une forte contribution technique comme à la commission CEN/TC

292/WG 3 (part significative de nos chercheurs)

Caracterisation of waste: Determination of element composition

X30AA/AFNOR (WG 5)


RÉALISATION DES TRAVAUX DE RECHERCHE

Le laboratoire a recherché et mis au point un nouveau processus de

caractérisation (aucun protocole reconnu)

Il a fallu envisager de nouveaux protocoles analytiques multi-étapes:

Détermination des nouveaux processus de traitement de l’échantillon

(préparation, extraction phase organique, minéralisation phase minérale)

Recherche, optimisation, validation de nouvelles méthodes de

caractérisation, des fractions issues du traitement

Des travaux de validation.

Recherche de protocoles adaptés en GC/MS et GC/MS/MS pour

caractériser des fractions organiques.

Optimisation de ces protocoles validée en regard des exigences

ISO17025, COFRAC portée flexible couvrant le domaine R & D pour

lequel le laboratoire est accrédité.

L’ensemble de ces recherches est conduit dans notre laboratoire situé à

Saint Etienne du Rouvray


– Permet le classement ou non SEVESO du site détenteur dudéchet.

BTEX, OHV, méthanol.

Screening métaux par ICP

Screening composés volatils et semi-volatils par GC-MS

Substances organiques extractibles et non extractibles..



ÉVALUATION DE DANGÉROSITE DU DÉCHET

Quantifications des composés : classification des déchets en

fonction de leur dangerosité

Mais nécessite développement d’un Algorithmique

paramètre H1 à H15, suivant la nomenclature GLP (classification du

danger) et des phases de risque R correspondantes R (exemple

R50)

Élaborer un système algorithmique


Système de conversion des données de concentration obtenues en

classification de dangerosité des déchets . La démarche est la

suivante :

Identification des composés par recherche informatique sur banque de

données.

Les phrases de risques « R » ont été déterminées pour les molécules

inscrites dans le Règlement n°1272/2008 du Parlement Européen et du

Conseil du 16 décembre 2008 relatif à la classification, à l’étiquetage et à

l’emballage des substances et des mélanges, dans la base de données de

l’European chemical Substances Information System (ESIS) et dans les

fiches de données de sécurité fournies par les fournisseurs de produits

chimiques.

Les résultats de classement des phrases de risques et les données de

CL50 valables qu’à la date d’édition des informations des bases de

données.



Technologie Spectromètre

portatif

Directive RoHS

2002/95/CE:Carte électronique

de lampe frontale

Métaux Résultat Ecart typeTolérance basse(BL)

Tolérance haute (OL) Résultat à rendre

Cr 1 10 670 BL

Br 507 13 261 Inconclusive

Cd 69 6 52 148Inconclusive

Hg 1 17 649 1351BL

Pb 37 10 670 1330BL



Analyse des

composés volatils

Analyse des composés

semi-volatils

Thermodésorption /

HeadspaceInjection liquide

Benzène

MW = 78 g/mol

DecaBDE

MW = 959

g/mol

Loi de Henry


http://www.shutterstock.com/subscribe.mhtml


http://wiki.hrgc.com/images/0/05/FiguresHSVial.png

http://wiki.hrgc.com/images/0/05/FiguresHSVial.png


ANALYSES DU PROTOCOLE INERIS

Teneur en eau

Densité

Screening métaux par ICP-AES avec quantification après

minéralisation par fusion alcaline

Résidus calcinés à 550°C

Screening GC/MS Semi-volatils avec quantification y compris

des molécules non identifiées.

Screening GC/MS/HS Volatils avec quantification y compris

des molécules non identifiées

Substances organiques non extractibles.

Coupes pétrolières

BTEX, OHV, Méthanol … (substances nommément

désignées)


TYPES DE DÉCHETS ANALYSÉS

Déchets organiques liquides:

solvants usagés

eaux polluées

combustibles liquides de substitution CLS

huiles usagées

Déchets organiques solides :

boues de station d’épuration

sciures de bois imprégnées

combustibles solides de substitution CSS

Déchets minéraux :

sables de fonderie

cendres

catalyseurs usagés


MISE EN PLACE DE L’APPLICATION DÉCHET

L’application déchet est une succession de macros sous VBA Excel qui

permettent :

D’alimenter une base de données initiales, extraites du règlement CLP

comprenant les informations sur les phrases de risque.

De modifier les informations existantes dans la base de données, via un

formulaire de saisie.

D’incrémenter manuellement la base de données des CL50/CE50 (FDS

SIGMA), au fur et à mesure de la détection de nouvelles molécules

organiques.

D’effectuer une recherche automatique dans la base de données à partir

des résultats des screening GC/MS pour en extraire les informations

toxicologiques sur la base des N° de CAS.

De sommer les concentrations de molécules associées par phrases de

risques permettant le classement des sites en fonction des seuils

réglementés.

De reporter ces informations dans un tableau, de le dupliquer, filtrer de

manière automatique afin de le rendre importable dans un rapport Word.


FENÊTRE DE SAISIE DES NOUVELLES MOLÉCULES


EXEMPLE DE RAPPORT D’ANALYSE


Bioessais terrestres Tests de biodégradabilité

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

Bio

dégra

dation (%

)

Temps (jours)

Taux de biodégradation en fonction du tempsOCDE 301

Témoin Référence Echantillon 60% biodégradabilité facile 10% latence

Bioessais aquatiques / sédimentaires

ECOTOXICOLOGIE


ECOTOXICOLOGIE

L’écotoxicologie est l’étude :

- des effets toxiques des substances sur les organismes et les écosystèmes ;

- des voies de transfert de ces substances, ainsi que de leurs interactions avec

l’environnement.

Des bioessais (selon normes ISO / AFNOR / OCDE / EPA…) sont réalisés en laboratoire afin

de quantifier ces effets (aigus ou chroniques) et des tests de biodégradabilité permettent

d’évaluer la rémanence potentielle.

Applications :

Règlements REACH et CLP, GHS, produits biocides, phytosanitaires,

offshore, détergents, Ecolabels, classification H14 (déchets et

sédiments), transport (ADR, ADN et autres), évaluation des risques

environnementaux (TGD), allégations commerciales, etc…

Identification des PBT (Persistant Bioaccumulative and Toxic substances)

et vPvB (very Persistant and very Bioaccumulative substances)


BOIS, GRIGNONS D’OLIVES, COSSES DE FRUITS,

DÉCHETS DE PAPETERIE…

UNE BIOMASSE DISPONIBLE, SOURCE D’ÉNERGIE

Collecte des déchets Broyage Criblage

Stockage

Analyses au laboratoireLivraison aux

chaufferies par

exemple









Biomasse

(matériau d’origine

biologique à l’exclusion

des matériaux intégrés

dans des formations

géologiques et/ou

fossilisées)

Production / Préparation

Biocombustible

(combustible produit

directement ou

indirectement à partir de la

biomasse)

Conversion

Bioénergie

(énergie provenant

de la biomasse)


L’échantillonnage

Processus de

prélèvement ou de

constitution d’un

échantillon

Le taux d’humidité

Pourcentage d’eau

présent au sein du

biocombustible à

réception de l’échantillonLes cendres

Résidu minéral solide obtenu par

combustion complète d’un

combustible

La masse volumique apparente

Quotient de la masse d’une

quantité de combustible solide

divisée par le volume du contenant

occupé par le combustible, dans

des conditions spécifiques








Analyse élémentaire

Analyse d’un combustible

rapportée en termes de

teneur en carbone,

hydrogène, azote, soufre

et oxygène

Distribution granulométrique

Répartition de la taille du produit

analysé Le pouvoir calorifique

(valeur calorifique)

Quantité d’énergie par

unité de masse ou volume

lors d’une combustion

complète

Eléments majeurs

Composants majoritaires des cendres :

aluminium, calcium, fer, magnésium,

manganèse, phosphore, potassium,

silice, sodium et titane


VALORISATION DES SOUS PRODUITS

ISSUS DE LA FILIÈRE DU SUCRE

Approvisionnement

La Betterave

Process

Lavage, découpage, extraction, purification, évaporation,

cristallisation, essorage, séchage

Sucre

Sous produits

Ecumes, sulfate de potassium, vinasse de

mélasse, sels de potassium, carbonate

de calcium

Carbonatation

Amendements

Matériaux apportés aux sols dont la fonction principale est d’améliorer leurs propriétés physiques et/ou chimiques et/ou leur activité biologique.

Engrais

Matériaux dont la fonction principale est d’apporter aux plantes des éléments nutritifs.

Additifs alimentaires

Règlement CE 231/2012

Ex : E515 (i) sulfate de potassium

E170 Carbonate de calcium


VALORISATION DES SOUS PRODUITS

ISSUS DE LA FILIÈRE DU SUCRE

Amendements

Matériaux apportés aux sols dont la fonction principale est d’améliorer leurs propriétés physiques et/ou chimiques et/ou leur activité biologique.

Les analyses sur les amendements minéraux basiques

-Humidité

-Calcium

-Magnésium

-Valeur neutralisante

-Solubilité carbonique

Engrais

Matériaux dont la fonction principale est d’apporter aux plantes des éléments nutritifs.

Les analyses

-Eléments fertilisants majeurs : Azote, Phosphore, Potassium

-Eléments fertilisants secondaires : Calcium, Magnésium, Sodium, Soufre

-Les oligo-éléments

Additifs alimentaires y compris les colorants

Règlement CE 231/2012

Ex : E515 (i) sulfate de potassium

Les analyses

-Composition

-Tests positifs de recherche du potassium et du sulfate

-pH

-Sélénium

-Arsenic

-Plomb

-Mercure


CONCLUSION

Besoin qualité, sécurité, authenticité des produits

L’innovation en méthodologie d’analyses déterminé par de

nouvelles approches

Méthodes multi-analyte développée à SGS MULTILAB

Optimisation des plans de contrôles en réponse aux

exigences de nos clients

PRÉOCCUPATION

INNOVATION

SOLUTION

OPTIMISATION


DÉVELOPPEMENT PRESTATION ANALYTIQUE

Innovation réalisée sous la contrainte

Résolution de problématique des plans de contrôles

Suivi de la mise sur le marché : service à plus haute valeur

ajoutée

-> Suivi de l’usage qu’en feront nos clients par rapport à leurs

besoins

Derrière toute méthode il y a une philosophie

Ces innovations analytiques déterminent l’augmentation de la

valeur ajoutée des services et prestations de notre laboratoire

pour nos clients

CONCLUSION


Innovation et création espace numérique

du laboratoire interaction avec ses clients

et veille technique, scientifique et

réglementaire

https://mobile.twitter.com/expertscience/st

atus/483882987285917696

13 janvier 2015 : INNOVATION AU

LABORATOIRE

Inauguration de l’extension du laboratoire

EN SAVOIR PLUS… POUR INFORMATION

https://mobile.twitter.com/expertscience/status/483882987285917696


Yvon GERVAISE

[email protected]

@expertscience : http://twitter.com/expertscience

http://expertscience.over-blog.com

https://plus.google.com/+YvonGervaise

http://slideshare.net/expertscience

Directeur, SGS Multilab Rouen

65 rue Ettore Bugatti - BP 90014 –

76801 Saint Etienne du Rouvray

t 02 35 07 91 80 f 02 35 07 91 25

Merci de votre attention

Les conférences

et interventions

du labo

Vidéo du

laboratoire

Journal

collaboratif

© SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise – Secur’Food – 14/10/2014

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Science