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52 Revue ABB 2/2002
Technology Review
es polychlorobiphényles (PCB)
constituent une classe d’hydrocar-
bures chlorés très largement utilisés dans
l’industrie depuis les années 30. Ils sont
composés de deux anneaux benzéniques
reliés par une liaison carbone-carbone et
ont des atomes de chlore substitués à un
ou plusieurs des 10 atomes d’hydrogène
restants. Selon le degré de substitution, les
PCB comprennent des huiles très fluides
et des résines transparentes dures. L’intérêt
des PCB pour les applications industrielles
réside dans leur inertie chimique, leur
résistance à la chaleur, leur ininflammabi-
lité, leur faible pression de vapeur et leur
constante diélectrique élevée.
Le matériel électrique ayant investi tous
les secteurs industriels dans la première
moitié du XXe siècle, ses fabricants sont
devenus de gros utilisateurs de PCB. Ces
derniers servaient essentiellement de
fluides de refroidissement dans les trans-
formateurs (en remplacement du refroidis-
sement par air qui est difficile, cher et
peu fiable) et de diélectrique dans les
condensateurs. Mais les PCB étaient égale-
ment présents dans de nombreux autres
produits comme les lubrifiants, les huiles
de coupe et les enduits d’étanchéité (pour
le BTP), ainsi que dans les peintures,
vernis et autres revêtements de surface, y
compris les papiers autocopiants sans
carbone.
Où sont les dangers des PCB?
De nombreuses caractéristiques des PCB
qui en font une solution idéale pour les
applications industrielles sont sources de
problèmes lorsqu’ils sont rejetés dans l’en-
vironnement (ex., suite à un accident ou
lors de la mise au rebut de transforma-
teurs endommagés ou défectueux). Les
Dirk Neupert
L
Transformateurs PCB – menace pour l’environnement et opportunité économique
Grand nettoyage!
L’utilisation dans les transformateurs d’huiles à base de polychlorobiphényles (PCB) fut très
répandue jusqu’à la fin des années 70, où l’on s’aperçut que les PCB qui s’accumulaient dans
l’environnement pouvaient être nocifs. Ils furent d’ailleurs interdits par la suite et de nombreux
propriétaires d’appareils électriques doivent les remplacer avant les échéances fixées par la
réglementation pour l’élimination de ces produits toxiques.
Avec ses programmes clé en main de remplacement des anciens transformateurs et
condensateurs au PCB, ABB aide ses clients à investir dans un équipement moderne et perfor-
mant, source d’économies sur le long terme.
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effets sur l’homme et la nature résultent
essentiellement d’une exposition chro-
nique. Comme de nombreux autres hydro-
carbures chlorés, les PCB se combinent
aux composants organiques des sols, aux
sédiments et tissus biologiques, ainsi qu’au
carbone organique dissous dans les éco-
systèmes aquatiques.
Les PCB rejetés dans l’environnement
ne se décomposent pas facilement et y
restent donc très longtemps. Ils passent
aisément de l’air à l’eau, et dans le sol.
Dans l’air, ils peuvent être transportés sur
de longues distances; des PCB ont ainsi
été détectés dans l’air, dans l’eau et dans
des organismes, très loin de leur point
d’origine, notamment dans l’Arctique [1].
Des solutions novatrices au
problème des PCB
Premier constructeur mondial de transfor-
mateurs, ABB reconnaît sa responsabilité
vis-à-vis des clients et de l’environnement.
Ainsi, le groupe s’est attaqué très tôt au
problème des PCB dans les transforma-
teurs et a décidé d’aider les utilisateurs à
se conformer aux réglementations appli-
cables.
Pour les transformateurs à faible teneur
en PCB, il suffit généralement de rem-
placer l’huile polluée pour ramener le taux
de PCB sous 50 ppm (parties par million),
seuil légal dans de nombreux pays. Nous
procédons ainsi lorsque nous avons la
garantie que la concentration de PCB res-
tant dans les matériaux organiques des
transformateurs (ex., papier isolant ou
supports en bois) est si infime que la
contamination de l’huile neuve ne pourra
pas dépasser le seuil légal sur la durée de
vie restante du transformateur. Le rempla-
Remplacer l’huile suffit souvent pour ramener la teneur en PCB des transfor-
mateurs peu contaminés à des taux inférieurs aux seuils admissibles.
1
Il convient de faire la distinction entre les « transformateurs à askarels» et les« transformateurs à huile polluée». Les liquides contenant des PCB sont géné-ralement désignés sous le nom d’«askarels», mais les PCB utilisés dans lestransformateurs sont également désignés par leurs noms de marque, commePyralène, Clophen, Inerteen, Apirolio ou Kaneclor. Les transformateurs conte-nant un de ces liquides sont désignés « transformateurs à askarels» (ilscontiennent en général 40% à 60% de PCB).
Toutefois, une contamination importante par les PCB est possible dans destransformateurs apparemment remplis d’huile minérale pure: les PCB peuventen effet avoir été introduits au cours du processus de fabrication (si l’on utilisele même site de production pour les transformateurs à askarels que pour ceuxà huile minérale) ou, par la suite, lors d’une opération de maintenance. Cestransformateurs sont appelés « transformateurs à huile polluée» (<1% de PCBdans la plupart des cas).
Des dénominations bien huilées...
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cement de l’huile polluée par des PCB
peut s’effectuer in situ par un personnel
qualifié, muni des outils et des équipe-
ments de sécurité requis . Les procédu-
res de manipulation des PCB sur les sites
d’un client sont très strictes, évitant tout
risque pour le personnel et pour l’environ-
nement.
Pour les transformateurs qui ont été
remplis, dès l’origine, d’huiles contenant
des taux élevés de PCB – appelés transfor-
mateurs à «askarels » (cf. encadré page pré-
cédente) – il ne suffit pas de changer
l’huile. L’élimination sans danger des PCB
et le recyclage des transformateurs conta-
minés sont des tâches complexes. La sépa-
ration complète des PCB dangereux et
des parties métalliques réutilisables de
l’appareil, ainsi que la destruction finale
de tous les matériaux organiques imbibés
de PCB nécessitent des compétences parti-
culières.
C’est ce qui a incité ABB à développer,
en étroite collaboration avec le ministère
allemand de l’environnement, une techno-
logie de recyclage des transformateurs
PCB qui est parmi les plus innovantes et
les plus écologiques. Elle s’affranchit des
hautes températures requises par les tech-
nologies concurrentes, le traitement ther-
mique des composants solides des trans-
formateurs comportant un risque intrin-
sèque de production et de rejet de dio-
xines.
Cette nouvelle technologie de recy-
clage associée à l’expérience d’ABB
comme premier producteur mondial de
transformateurs constitue un solide atout
et explique que de nombreux clients nous
confient le recyclage de leurs déchets
contenant des PCB.
Des solutions clé en main de
remplacement bâties sur trois
compétences exclusives d’ABB
Lorsqu’un client fait appel à ABB pour
remplacer des transformateurs PCB, c’est
l’ensemble des ressources du groupe qui
est mis à sa disposition pour offrir une
solution de remplacement clé en main,
intelligente et adaptée à ses besoins. Ainsi,
1
PCB PCB PCB
PCB
Granulationdes enroulements
Nettoyagedes tôles
Tôles
Rinçage
Enveloppe
Vidange
Incinération Matériaux récupérés
Technologie ABB
Cuivre
<100°C
95%
ABB a développé une technologie de recyclage des transformateurs PCB parmi les plus innovantes et les
plus écologiques.
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les projets de remplacement des PCB, per-
çus au départ d’un mauvais œil par cer-
tains exploitants de transformateurs
jugeant ces dépenses «superflues», peu-
vent se transformer en véritables projets
de modernisation, sources d’une meilleure
efficacité et d’économies avec un retour
sur investissement de quelques années
seulement.
Les solutions de remplacement des
PCB s’appuient sur trois domaines d’ex-
pertise d’ABB:
n Le recyclage des transformateurs et des
condensateurs pollués par les PCB,
n La fabrication de transformateurs de
qualité pour une large gamme d’applica-
tions,
n Des activités de conseil par
ABB Electric Systems Consulting.
Une technique de recyclage
pour obtenir des matières
premières valorisables à partir
des transformateurs PCB
La technologie employée par le site de
recyclage d’ABB à Dortmund (Allemagne)
est la plus efficace et la plus écologique à
ce jour. Outre la destruction totale des
PCB, 95% de la masse solide du transfor-
mateur devient matière première de récu-
pération de la plus haute qualité .
Dans la première phase du processus
de décontamination du transformateur, on
vidange le liquide souillé au PCB pour le
détruire à haute température dans des
installations spéciales de l’industrie chi-
mique. (Contrairement aux composants
solides, les liquides contenant des PCB
sont détruits plus efficacement et écono-
miquement par des méthodes thermiques.
Les fumées des incinérateurs de déchets
dangereux sont soumises à divers procé-
dés physiques et chimiques garantissant
une quasi-absence d’émissions dange-
reuses, notamment de dioxines et de fura-
nes.)
Les transformateurs sont ensuite rincés
avec un solvant, dans des cabines hermé-
tiques, pour détacher le PCB des parois
intérieures du transformateur. (Ce solvant
peut être réutilisé après distillation.) Après
rinçage, des quantités résiduelles de PCB
restent présentes dans les supports en
bois, dans le papier isolant des enroule-
ments et entre les tôles métalliques du
noyau du transformateur. Le noyau est
ensuite démonté et les tôles sont net-
toyées avec un solvant chaud dans une
machine spéciale .
Le cuivre des enroulements doit alors
être séparé efficacement du papier d’enru-
bannage. Pour ce faire, les enroulements
sont coupés en granules; les lambeaux de
papier obtenus sont compactés et détruits
avec l’huile et le bois souillés de PCB, les
débris de cuivre récupérés en sont
exempts . 4
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2
Après démontage, les tôles du noyau du transformateur sont nettoyées
avec un solvant chaud dans une machine spéciale.
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Rappelons que l’on récupère ainsi jus-
qu’à 95% des matériaux solides d’un trans-
formateur contaminé; la contamination
moyenne des matériaux récupérés est
d’environ 2 ppm, ce qui est bien inférieur
aux limites autorisées [2] (cf. également
www.abb.com/pcb).
Des transformateurs de
qualité pour une large gamme
d’applications
Les solutions de remplacement clé en
main d’ABB capitalisent également sur le
savoir-faire unique acquis par l’entreprise
dans le développement et la fabrication
des transformateurs depuis près d’un siè-
cle. A l’image de la place cruciale qu’ils
occupent dans les processus de produc-
tion, les transformateurs ABB satisfont les
normes les plus exigeantes et garantissent
des niveaux de performance et de sécurité
qui contribuent à la réussite de nos clients.
Une gamme complète de transformateurs
immergés (jusqu’à 25 MVA et 72 kV), de
transformateurs de type sec et en résine
moulée (jusqu’à 30 MVA et 41,5 kV), et de
transformateurs spéciaux couvre un large
éventail d’applications industrielles. Elle
nous permet de proposer des projets de
modernisation personnalisés avec la solu-
tion technique la mieux adaptée à chaque
problème (cf. www.abb.com/transfor-
mers).
Avec ABB Electric Systems
Consulting, des réseaux au
maximum de leurs performances
dans un marché concurrentiel
Les industriels, les exploitants de réseaux
et les producteurs d’électricité indépen-
dants évoluent dans des marchés de plus
en plus concurrentiels. Dans ce contexte,
il devient impératif de maximiser la fiabi-
lité, les performances et le rendement des
réseaux électriques.
L’analyse d’un réseau est le premier
pas vers une solution qui confère un avan-
tage concurrentiel sur le marché énergé-
tique; il s’agit donc d’une composante
essentielle du programme clé en main de
remplacement d’ABB. ABB Electric Sys-
Les enroulements du transformateur sont coupés en granules pour séparer
le cuivre du papier d’enrubannage. Les lambeaux de papier (à gauche) sont
compactés et détruits ; les débris de cuivre obtenus (à droite) ne contiennent pas
de PCB et sont recyclables.
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La directive européenne fixe à fin 2010 la destruction des produits, notamment
les transformateurs, dont la teneur en PCB est supérieure à 50 mg/kg.
Quelques pays européens ont anticipé cette échéance (par exemple 1999,
pour les pays bordant la mer du Nord). Des réglementations strictes s’ap-
pliquent aussi à l’utilisation, à la manipulation et au transport des liquides et
déchets pollués par les PCB.
Des législations semblables existent dans d’autres pays industrialisés comme
les USA, le Canada et le Japon, alors que de nombreux autres travaillent à leur
mise en place. Cependant, certains pays n’ont pas encore lancé de plan d’éli-
mination des PCB.
Le processus d’éradication des PCB s’est accéléré en 2001 avec l’adoption
du traité de la Convention de Stockholm sur les polluants organiques persis-
tants (POP), qui réclame l’élimination de tous les PCB d’ici 2025. Sa ratification
par 50 pays, qui prendrait environ cinq ans, est obligatoire pour que le traité
s’impose en droit international. Les POP sont des substances chimiques
extrêmement stables qui s’accumulent dans les tissus biologiques et qui pré-
sentent donc un risque pour l’environnement et la santé des populations. Le
PCB est un des 12 POP visés par la Convention de Stockholm.
La réglementation PCB
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tems Consulting (cf. www.abb.com/esc) a
une grande expérience dans ce domaine,
ayant analysé et préconisé des solutions
pour des réseaux électriques dans le
monde entier. En s’appuyant sur cette
expérience, les clients peuvent maximiser
les performances de leur parc existant, de
même qu’envisager des équipements
modernisés ou neufs, voire des solutions
clé en main, des contrats de maintenance
à long terme et des stratégies financières
inédites.
Une gamme complète de
services pour l’environnement
En plus des solutions clé en main de recy-
clage du matériel contenant des PCB, ABB
propose de nombreux autres services dans
le domaine de la protection de l’environ-
nement. Citons notamment la décontami-
nation et la rénovation de bâtiments ou
d’installations industrielles, l’élimination
d’autres types de déchets industriels et la
dépollution de sites, les activités de
conseil et la reconversion d’équipements
industriels. Nos références incluent le
démantèlement d’une installation de traite-
ment des transformateurs PCB et le retrait
de systèmes hydrauliques remplis de PCB
installés dans un théâtre public allemand.
Les solutions clé en main de remplace-
ment des PCB proposées par ABB sont
totalement personnalisées; ainsi, les clients
pour qui un tel investissement était
«superflu» comprennent tout l’intérêt de la
démarche: efficacité accrue et économies,
avec un retour sur investissement de
quelques années seulement. Ainsi, ce qui
était considéré jusqu’à présent comme une
menace pour l’environnement peut doré-
navant constituer à juste titre une opportu-
nité économique.
Auteur
Dr Dirk NeupertABB Transformatoren GmbHEnvironmental ServicesDE-44147 [email protected]
Bibliographie[1] United Nations Environment Program (UNEP) : Inventory of worldwide PCB destruction capacity, Genève, 1998.
[2] D. Neupert : The ABB technology – safe and eco-friendly recycling of electrical equipment contaminated with PCBs. First Continental Conference for
Africa on Environmentally Sound Management of Unwanted Stockpiles of Hazardous Waste and their Prevention. Rabat, Maroc, 2001.
Entre 1929 et 1989, la production mondiale cumulée dePCB s’élevait à quelque 1,5 million de tonnes (excluantl’Union Soviétique pour laquelle aucune donnée n’estdisponible), soit une moyenne de 26 000 tonnes par an.Même après interdiction par les USA, en 1976, de touteproduction, vente et distribution de PCB excepté dansdes systèmes « totalement étanches», la productionmondiale atteignait encore 16 000 tonnes par an entre1980 et 1984, et 10 000 tonnes entre 1984 et 1989.
Alors que de nombreux pays ont arrêté d’en produiredepuis le milieu des années 70, les PCB restent unimportant sujet de préoccupation. A cela deux raisons:d’une part, une quantité importante de PCB est encoreen usage, notamment du fait de la longue durée de vie
des transformateurs, d’autre part, de nombreux paysdispensent les utilisateurs de respecter les interdictions,du moins pour un certain temps encore, à conditionque les PCB soient en «enceinte fermée». Autres pro-blèmes: les grandes quantités de PCB stockées dansl’attente d’être détruites et les concentrations relative-ment élevées dans le sol. De plus, il semblerait que certains pays continuent de produire des PCB. Conclusion: une partie de la production globale a étédétruite sans conséquence; une autre reste en usageou en attente de destruction et, enfin une proportionnon négligeable a été rejetée dans la nature où elle est à l’origine de problèmes beaucoup plus difficiles etcoûteux à résoudre que l’élimination contrôlée desPCB.
Ici, là, partout ...