Auteur : Hugo Le Picard
Organisation affiliée : Institut français des relations internationales (IFRI)
Type de publication : Rapport d’étude
Date de publication : Septembre 2019
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Introduction
L’Afrique subsaharienne fait face à des bouleversements démographiques sans précédent. La région comptera plus de 2,1 milliards d’habitants en 2050, contre 1,06 milliard actuellement. Conjointement à cette augmentation démographique, la région connaît une très forte urbanisation. En 2016, la population y était à 40 % urbaine et 60 % rurale; en 2050 la proportion sera inversée. Aujourd’hui, cinq villes subsahariennes ont plus de cinq millions d’habitants, elles seront 16 en 2030. Ces évolutions interviennent dans le contexte d’une plus grande intégration économique du continent et dans l’économie globale.
L’annonce à Niamey en juillet 2019 de l’entrée en vigueur d’une zone de libre-échange continentale souligne la volonté des pays de renforcer la coopération économique régionale. La croissance économique des pays de la région est soutenue: 3 % pour l’année 2018 et en moyenne, 5,1% entre 2010 et 2015. Les changements des modes de vie des populations sont perceptibles partout. L’émergence progressive d’une «classe moyenne» s’accompagne cependant d’une augmentation du nombre d’habitants vivant dans l’extrême pauvreté. Entre 2010 et 2018, le nombre d’habitants vivant au-dessous du seuil de 1,90 dollar par jour est passé de 408 millions à 437 millions. Les objectifs du millénaire pour le développement des Nations unies n’ont malheureusement pas été atteints.
Face à l’augmentation de la production de déchets dans la région, les capacités d’adaptation des gouvernements locaux ont été dépassées. Les services publics de gestion de déchets n’ont pu mettre en place les conditions nécessaires au bon développement de la filière. En conséquence, l’écart entre la production et la collecte de déchets a augmenté.
Il en a résulté la multiplication de décharges sauvages, avec de graves conséquences sur l’environnement et les économies de la région. L’accès à l’énergie et plus particulièrement l’électricité produite à partir de sources non fossiles est un enjeu fondamental du développement économique et du bien-être humain de l’Afrique subsaharienne: l’électricité permet de s’éclairer après le coucher du soleil et augmente ainsi considérablement le temps disponible pour des activités productives.
La technologie qui permet de produire de l’énergie à partir de l’incinération de déchets apparaît alors comme un moyen efficace de traiter ces deux problèmes d’un même front. Mais celle-ci peine aujourd’hui à se développer en Afrique subsaharienne.
En août 2018, la toute première centrale d’incinération du continent africain a été inauguré à Addis-Abeba. Baptisée Reppie, cette centrale a pour principal objectif d’aider la capitale éthiopienne à faire face à l’augmentation rapide de sa production de déchets ménagers, tout en participant à l’approvisionnement en électricité d’une part non négligeable de la ville. Ainsi, ce projet œuvre à transformer la «menace croissante des déchets en milieu urbain en aubaine économique», pour reprendre les mots du président éthiopien Mulatu Teshome.
Le boom non maîtrisé des déchets en Afrique subsaharienne
Les déchets : un produit dérivé de l’économie moderne
L’expansion du modèle de production et de consommation moderne a engendré un accroissement considérable de la production de déchets au niveau mondial, qui est allée de pair avec une urbanisation continue, ainsi qu’avec l’émergence de nouvelles puissances économiques et démographiques. Entre le début du XXe siècle et aujourd’hui, la population urbaine est passée de moins de 220 millions de citadins à plus de 4 milliards. En conséquence, la quantité de déchets produite a été multipliée par vingt. En 1900, les êtres humains produisaient moins de 110 mt de déchets par an.
Aujourd’hui, ce sont plus de 2,01 milliards de tonnes de détritus ménagers qui sont produits chaque année. La production de déchets va continuer à croître, en raison de l’augmentation de la taille et de la densité des villes et de la croissance économique mondiale. En 2030, dans le monde, ce seront 2,59 milliards de tonnes de déchets qui seront produites annuellement, avant d’augmenter à nouveau de 30 % pendant les deux décennies suivantes.
Il existe une forte corrélation entre le niveau de développement d’un pays et la production de déchets. Les pays à revenus élevés génèrent en moyenne sept fois plus de déchets par an que les pays à faibles revenus.
Les habitants subsahariens ont produit en moyenne 0,46 kg de déchets par jour en 2016, en dernière position et près de cinq fois moins que les nord-américains, qui en ont produit en moyenne la même année plus de 2,21 kg par personne par jour.
Essor démographique, urbanisation et pauvreté
La production de déchets par habitant en Afrique subsaharienne reste et restera la plus faible au monde, mais la croissance démographique pourrait la faire devenir l’une des trois régions du monde les plus génératrices de déchets. Avec la croissance démographique, la production annuelle totale de déchets de l’Afrique subsaharienne devrait ainsi tripler pour atteindre 516 mt en 2050. La région produira plus de déchets que la région de l’Amérique latine et Caraïbes (369 mt) réunies, l’Amérique du Nord (396 mt) et même de l’Europe et de l’Asie centrale (490 mt).
En Afrique subsaharienne, l’augmentation rapide du nombre de citadins a dépassé les capacités d’adaptation des autorités locales et des gouvernements nationaux. Sans réels plans d’aménagement, l’expansion incontrôlée des villes africaines a contribué au bourgeonnement de quartiers populaires densément peuplés et de bidonvilles. Mais les conditions nécessaires au bon développement de la gestion de déchets n’ont pas pu y être mises en place. Il en résulte un décrochage entre la collecte des déchets par les services publics et la quantité de déchets produits.
Les niveaux de collecte sont largement inférieurs au niveau de production des déchets, avec un écart fortement corrélé au niveau de revenu des pays. En 2012, en moyenne pour la région, seuls 44 % des déchets générés étaient collectés, avec d’importantes différences : moins de 24 % de déchets collectés au Bénin jusqu’à 96 % à l’île Maurice.
Il existe une forte corrélation entre le niveau de développement d’un pays et la production de déchets. Les pays à revenus élevés génèrent en moyenne sept fois plus de déchets par an que les pays à faibles revenus
Les quartiers les plus pauvres peuvent être complètement délaissés par les services de collecte de déchets publics, faute de moyens, ou simplement parce que les véhicules de collecte s’accommodent mal de leurs rues étroites. En conséquence, la plupart des déchets municipaux y sont brûlés sur place ou jetés dans des décharges sauvages en périphérie des villes ou dans des décharges semi contrôlées sans traitements adéquats.
Des conséquences environnementales et sanitaires alarmantes
Certaines décharges sont localisées dans des zones sensibles, proches de réserves d’eau, sans pour autant être dotées de moyens de protection qui permettraient d’en éviter la contamination. Ainsi, le lixiviat produit à partir de la percolation d’eau ou de liquide à travers les déchets peut s’infiltrer progressivement dans les sols et polluer les nappes phréatiques ou les cours d’eau situés à proximité. L’eau polluée devient un vecteur de propagation de maladies avec de graves répercussions sur la santé des habitants locaux.
L’incinération des déchets dans des espaces ouverts a des répercussions sévères sur la qualité de l’air local. La combustion incomplète et à basse température des déchets émet dans l’air diverses substances particulièrement toxiques comme les dioxines et les furanes. Les infections respiratoires chez les enfants sont jusqu’à six fois plus élevées dans les quartiers des villes où les déchets ne sont pas collectés régulièrement. Toutes ces maladies sont à l’origine de plusieurs millions de morts en Afrique subsaharienne chaque année.
Dans ce contexte, l’urbanisation devient un cercle vicieux, exacerbant les disparités économiques d’un pays, augmentant le nombre d’habitants urbains pauvres et vivant dans de mauvaises conditions sanitaires. Cette expansion incontrôlée de la taille des villes n’est pas prête de s’arrêter : selon des estimations, plus de 40 % de l’accroissement des zones urbaines se fera dans des bidonvilles.
En conséquence de la prolifération des moustiques, ces villes deviennent de plus en plus sujettes aux épidémies d’arboviroses. La fièvre jaune, présente sur plusieurs continents mais habituellement cantonnée aux zones rurales, se développe aussi dans les villes africaines, ce qui est une exception. Malgré l’existence d’un vaccin, cette maladie affecte plus de 180 000 personnes chaque année en Afrique.
Parmi les quatre arboviroses qui présentent les dangers les plus importants pour la santé humaine : la dengue, la fièvre jaune, le virus zika et le virus chikungunya, toutes sont présentes sur le continent africain et trois y ont été isolés pour la première fois. Face à l’apparition de moustiques résistants aux insecticides, la meilleure prévention contre ces maladies consiste à contrôler la prolifération de leurs vecteurs: la gestion des déchets est donc aussi un enjeu fondamental de la lutte contre la multiplication de ces épidémies.
En 2012, en moyenne pour la région, seuls 44 % des déchets générés étaient collectés, avec d’importantes différences : moins de 24 % de déchets collectés au Bénin jusqu’à 96 % à l’île Maurice
Enfin, les émissions de gaz à effet de serre produites par la dégradation des déchets dans des décharges ouvertes ont des effets non négligeables sur le réchauffement climatique. Les composants organiques présents dans les amoncellements de détritus dans les décharges se décomposent suivant différents processus de décomposition qui durent de quelques années à plusieurs décennies et qui conduisent à la production de CO2 et de méthane (CH4).
Depuis les années 1970, les émissions de méthane à partir des décharges ont été multipliées par 8 en Afrique.
Un secteur électrique en constante mutation: un accès restreint à l’électricité, conséquence et cause du faible niveau de développement de la région
L’accès à l’énergie est un important facteur du développement économique. Il n’est toutefois pas suffisant, à lui seul, pour porter pleinement la croissance économique d’un pays. L’accès à l’électricité a aussi une influence importante sur le bien-être d’une population: il améliore l’accès à l’éducation, à la communication et aux soins de qualité. La consommation d’électricité a en outre une influence positive directe sur l’indice de développement humain (IDH).
Dans le secteur électrique plus particulièrement, l’Afrique subsaharienne est la région qui affiche le taux d’accès à l’électricité le plus faible au monde: 42 % en moyenne (hors Afrique du Sud). Dans certains pays, moins de 10 % de la population totale a accès à l’électricité, ce qui pèse lourdement sur le développement économique de la zone. L’Afrique du Sud, où la quasi-totalité de la population a accès à l’électricité, fait figure d’exception.
Quatre pays seulement, en comptant l’Afrique du Sud, ont un parc de production d’une capacité supérieure à 3 GW. Le Nigeria est le deuxième pays après l’Afrique du Sud, avec les capacités de production les plus importantes : 7 804 mégawatts (MW) de capacité disponible en septembre 2018. Une douzaine de pays seulement possèdent un niveau intermédiaire de capacités installées qui vont de 1 537 MW pour la Tanzanie jusqu’à 4 336 MW de capacités installées pour le Ghana. Certains pays comme la Centrafrique ou encore le Tchad ont des capacités de production inférieures à 100 MW.
La faiblesse des réseaux électriques subsahariens a un effet négatif considérable sur les économies, représentant en moyenne, selon les pays, un coût allant 1 à 5 % du PIB national. Le Nigeria est un cas extrême: les coûts économiques engendrés par les coupures de courant s’élèveraient à plus de 29 milliards de dollars chaque année.
L’incinération des déchets : traiter deux problèmes d’un même front
Le recouvrement d’énergie à partir de l’incinération, une solution miracle?
Les technologies qui produisent de l’énergie à partir de déchets peuvent jouer un rôle clé en Afrique subsaharienne, en permettant de mieux gérer l’augmentation importante du volume de déchets, tout en répondant au besoin grandissant en consommation d’électricité dans la région. De plus, l’utilisation de cette technologie permettrait théoriquement de faire baisser les émissions de gaz à effet de serre, donc de participer à la lutte contre le réchauffement climatique.
L’incinération est capable de réduire jusqu’à plus de 90 % du volume initial de déchets et de faire diminuer considérablement la masse finale de déchets qui seront enfouis. Cela facilite alors la recherche des sites d’enfouissements optimaux, situés à l’écart des villes et des ressources d’eau. Cela fait baisser les coûts des investissements nécessaires à la protection de l’environnement comme par exemple ceux liés à la mise en place de revêtements étanches sur le site, minéraux ou plastiques, pour imperméabiliser les sols.
Cela permet d’empêcher que le lixiviat produit à partir des déchets ne pénètre dans les sols. En outre, avec une masse de déchets plus faible, les coûts de transports des déchets résiduels au site de traitement diminuent. Une partie de ces résidus, composés principalement de cendre, de boues et d’autres dépôts solides, peut aussi être utilisée pour générer des revenus, en étant recyclés ou en étant utilisés dans la composition de matériaux de construction.
L’énergie produite à partir de déchets permettrait potentiellement de remplacer des centrales de production d’électricité qui utilisent des combustibles fossiles polluants et de faire face à la sous capacité de production électrique.
Le potentiel (théorique) de production d’électricité à partir de déchets municipaux s’élèverait à plus de 11 % de la consommation électrique de la région. Si la totalité des déchets produits en Afrique subsaharienne en 2012 avaient été incinérés, plus de 40 TWh auraient pu être produits. La même année, pour les déchets qui ont été collectés, la production d’électricité aurait pu s’élever à 17,7 TWh.
Une « matière première » très hétérogène
Les déchets utilisés comme source d’énergie sont très hétérogènes : le papier ne se consume pas comme du plastique, qui ne brûle pas comme des déchets alimentaires. Chaque type de déchet possède une valeur calorifique propre. La valeur calorifique, ou «pouvoircalorifique», correspond à l’énergie thermique libérée lors de la combustion d’un kilogramme de matériau. La valeur calorifique moyenne d’un ensemble hétérogène de déchets municipaux en détermine la combustibilité, et donc, le potentiel énergétique qui peut en être extrait pour produire de l’électricité.
Le Nigeria est un cas extrême: les coûts économiques engendrés par les coupures de courant s’élèveraient à plus de 29 milliards de dollars chaque année
Tout comme le volume de déchets produits, la valeur calorifique des déchets est fortement corrélée au niveau de développement d’un pays et différera selon les pays, les villes, les quartiers et les foyers. Un pays développé, dans sa production de déchets moyenne, aura une plus grande part de déchets plastiques ou papiers, avec une valeur calorifique plus élevée que les déchets organiques, dont la part est plus importante dans les pays en développement. Un pays à haut revenu émet en moyenne 28 % de déchets organiques, soit deux fois moins qu’un pays à faibles revenus et 6 fois plus de papier.
En Afrique subsaharienne, les différentes études sur la composition de déchets estiment qu’en moyenne, les déchets organiques représentent 58 % de la production totale, avec des niveaux qui varient de 18 % à plus de 88 %.
Les quelques études qui ont été effectuées sur les villes subsahariennes montrent que les déchets papiers sont en moyenne la deuxième catégorie de déchet la plus importante (dans le panier global), suivie par le plastique. Néanmoins, les niveaux varient fortement entre les villes. La part du papier dans les déchets totaux va de 2 %, dans la ville de Kano au Nigeria à 30 % à Gaborone au Botswana.
Celle du plastique varie, quant à elle, de 0,9 %, dans la ville de Freetown en Sierra Leone, à plus de 20 % à Juba au Soudan. Cette très grande diversité est un problème car elle augmente la variabilité de la valeur calorifique des déchets et donc leur combustibilité selon les différentes villes. Une centrale standardisée ne peut donc s’adapter facilement à cette grande diversité de valeur calorifique des déchets. Cela contribue en partie à freiner le développement de la technologie à grande échelle en Afrique.
Obstacles de court terme et opportunités de long terme
Avant d’initier un projet d’incinération, il est nécessaire d’avoir une connaissance approfondie de la composition et de la disponibilité des déchets au niveau local. En conséquence, il est indispensable d’avoir des systèmes de collecte de données fiables sur la composition de déchets locaux et ce, sur une longue période afin de tenir compte de leur variation saisonnière. Ces informations font défaut. Le manque de données sur la collecte de déchets est une lacune importante.
Cela amène à des incertitudes sur l’estimation du niveau réel de production de déchets d’une région, leur disponibilité journalière, leur composition et donc sur le potentiel énergétique qui pourra en être extrait et sur la quantité d’électricité qui pourra être produite. Avec la volatilité de la composition des déchets, si la valeur calorifique des déchets baisse à certains moments de l’année en deçà du seuil de combustibilité de 6 MJ/kg, cela peut forcer les opérateurs de la centrale à incinérer les déchets avec des combustibles fossiles. Les coûts d’opération augmentent ainsi et il peut en résulter des problèmes techniques si la centrale n’a pas été prévue pour la cogénération en premier lieu.
Le secteur de gestion des déchets en Afrique subsaharienne est désorganisé et peu fiable. Il représente pourtant un poste budgétaire important pour les municipalités, mais qui reste sous-dimensionné par rapport aux besoins. Souvent, les services de collectes ne couvrent qu’une infime partie des déchets produits. Sur tous les pays d’Afrique subsaharienne, 41 pays collectaient moins de 50 % des déchets produits en 2012, 7 d’entre eux en collectaient moins de 30 %. Pour fonctionner en continu, une centrale a besoin d’un apport régulier de déchets.
D’un point de vue financier, l’utilisation de cette technologie pour gérer les déchets n’est pas attractive, à la fois dans le secteur de la gestion des déchets et dans le secteur électrique. Les coûts de l’incinération pour traiter les déchets sont beaucoup plus élevés que les coûts de décharges, surtout lorsque la filière est peu développée et que son organisation est en partie informelle comme c’est le cas en Afrique.
Devant l’augmentation globale de la production de déchets dans les pays émergents et le besoin de les traiter pour protéger l’environnement et la santé des populations, la demande pour les technologies de recouvrement d’électricité à partir de l’incinération va croître. Les technologies occidentales sont adaptées à des influx de déchets à haute valeur calorifique: ainsi, pour faire face à l’augmentation importante de sa production de déchets, la Chine a mis en place de nouvelles technologies d’incinération, qui fonctionnent lorsque les détritus présentent une part importante de déchets organiques et une haute teneur en humidité.
Souvent, les services de collectes ne couvrent qu’une infime partie des déchets produits. Sur tous les pays d’Afrique subsaharienne, 41 pays collectaient moins de 50 % des déchets produits en 2012, 7 d’entre eux en collectaient moins de 30 %
Néanmoins, les technologies chinoises reposeraient sur l’ajout de combustibles fossiles pour compenser la faible valeur calorifique des déchets. En outre, l’inquiétude des citoyens chinois vis-à-vis du contrôle des émissions toxiques des centrales d’incinération a conduit à de nombreuses protestations contre ce type de projet. Si le marché se développe en Afrique, il en résultera probablement un processus d’apprentissage et une baisse des coûts, ce qui pourra éventuellement faciliter le déploiement de ces technologies dans les pays subsahariens.
Conclusion
Dans un contexte de très forte croissance démographique et économique, la production de déchets en Afrique subsaharienne va plus que tripler au cours des trente prochaines années. En parallèle, le nombre de personnes n’ayant pas accès à l’électricité dans la région va continuer de croître. Pour qu’une plus grande partie de la population puisse bénéficier de services de gestion de déchets et de services énergétiques, les deux secteurs doivent se développer. Le recouvrement d’électricité à partir de l’incinération peut être une solution intéressante car il permettrait de diminuer le volume de déchets devant être enfouis, tout en augmentant sensiblement les capacités de production d’électricité.
Les défis de la gestion des déchets et du développement du secteur électrique subsaharien ne se résoudront pas en un jour. Dans les pays industrialisés, la mise en place des systèmes de gestion de déchets que nous connaissons aujourd’hui a pris près de deux siècles. Il n’existe pas de solution miracle qui permettrait à l’Afrique subsaharienne de passer directement à un secteur de gestion des déchets et à un secteur électrique efficaces. Toutefois, le développement de technologies d’incinération plus adaptées aux spécificités des déchets dans les pays émergents, sous l’impulsion de la Chine, pourrait en faire diminuer le coût et les rendre plus accessibles aux pays d’Afrique subsaharienne.
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