Dans le programme du Bac PC
Coefficient 5 en Bac PC, derrière la Physique-Chimie et les Mathématiques (coefficient 7). L'unité « utilisation des matières organiques et inorganiques » pèse environ un quart de l'épreuve de SVT : ce sont des chapitres de documents, rentables si l'on maîtrise le vocabulaire et les méthodes de traitement.
À l'épreuve
Exploitation de documents : diagramme de composition des ordures, schéma d'une décharge contrôlée, courbes de production de biogaz ou de température d'un compost. On demande d'identifier les nuisances, de proposer un mode de traitement adapté à chaque catégorie et de justifier le choix.
Objectifs d'apprentissage
- Classer les constituants des ordures ménagères en matières organiques (fermentescibles) et inorganiques
- Expliquer la formation du lixiviat et du biogaz dans une décharge et leurs effets sur l'environnement
- Comparer décharge sauvage et décharge contrôlée
- Décrire le compostage (aérobie) et la méthanisation (anaérobie) et leurs produits
- Évaluer l'incinération et le recyclage comme modes de valorisation
- Choisir un mode de traitement adapté à chaque catégorie de déchets
Notions clés
Composition des ordures ménagères
Au Maroc, les ordures ménagères sont dominées par les matières organiques fermentescibles (restes alimentaires, déchets verts : souvent plus de 60 % de la masse), suivies des papiers-cartons, des plastiques, du verre, des métaux et des textiles. Les matières organiques sont biodégradables ; les plastiques, le verre et les métaux sont inorganiques ou peu biodégradables et persistent des décennies, voire des siècles.
Les nuisances : lixiviat, biogaz, pollution
Dans une décharge, l'eau de pluie qui traverse les déchets se charge de matières organiques, de métaux lourds et de micro-organismes : c'est le lixiviat, qui pollue les sols et les nappes. La fermentation anaérobie des matières organiques produit un biogaz riche en méthane et en , deux gaz à effet de serre, inflammable et malodorant. S'y ajoutent les envols de plastiques, la prolifération de rongeurs et d'insectes, et les fumées des incendies spontanés.
Décharge contrôlée
Une décharge contrôlée (centre d'enfouissement technique) est implantée sur un sol imperméable ou rendu étanche par une géomembrane. Le lixiviat est drainé et traité, le biogaz est capté (brûlé ou valorisé en électricité), les déchets sont compactés et recouverts chaque jour. Elle limite les nuisances, contrairement à la décharge sauvage.
Valoriser : recycler, composter, méthaniser, incinérer
Le tri à la source permet de recycler le verre, les métaux, le papier et certains plastiques. La fraction organique peut être compostée : dégradation aérobie par des micro-organismes, avec une montée en température (jusqu'à 60–70 °C) qui hygiénise le produit, aboutissant à un amendement organique pour les sols. La méthanisation est une dégradation anaérobie en enceinte fermée qui produit du biogaz (énergie) et un digestat fertilisant. L'incinération réduit fortement le volume et récupère de la chaleur, mais impose de traiter les fumées (dioxines, métaux) et les mâchefers.
Les impacts des ordures ménagères
Mal gérées, les ordures ménagères ont des impacts sur la santé : les décharges sauvages attirent rats et insectes vecteurs de maladies, et les fumées d'incinération à l'air libre contiennent des polluants toxiques (dioxines). Elles ont des impacts sur l'environnement : les lixiviats (jus de décharge) contaminent les sols et les nappes, et la fermentation des déchets organiques libère du méthane, gaz à effet de serre. Elles ont aussi un impact économique : la collecte, le transport et le traitement coûtent cher aux communes, alors que le tri, le recyclage, le compostage et la valorisation énergétique (biogaz) transforment une partie des déchets en ressources.
Erreurs fréquentes
1
Confondre compostage (aérobie, avec dioxygène, produit du compost et du CO₂) et méthanisation (anaérobie, sans dioxygène, produit du méthane).
2
Croire que la décharge contrôlée supprime toute pollution : elle la limite en captant le lixiviat et le biogaz, qui doivent ensuite être traités.
3
Proposer de composter le verre, les métaux ou les plastiques : seules les matières organiques biodégradables se compostent.
4
Oublier que le méthane du biogaz est un gaz à effet de serre bien plus puissant que le CO₂ : le capter est un enjeu climatique, pas seulement d'odeur.
Exemple corrigé
Énoncé
Une ville produit d'ordures ménagères par jour, dont de matières organiques. La méthanisation d'une tonne de matière organique fournit environ de biogaz à de méthane. Calculer le volume de méthane produit par jour, puis proposer une utilisation des autres fractions.
Correction
Fraction organique. .
Biogaz. de biogaz par jour.
Méthane. de par jour, valorisable en chaleur ou en électricité au lieu d'être rejeté dans l'atmosphère.
Autres fractions (80 t/jour). Après tri : recyclage du verre, des métaux, du papier-carton et des plastiques recyclables ; enfouissement en décharge contrôlée (ou incinération avec récupération d'énergie) du refus non valorisable. Le digestat de méthanisation peut servir de fertilisant.
Le cours, puis l'entraînement.
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Exercice 1
FacileCiter deux nuisances d'une décharge sauvage et indiquer, pour chacune, comment une décharge contrôlée la limite.
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Le lixiviat pollue sols et nappes : la décharge contrôlée repose sur un fond étanche et draine le lixiviat vers une station de traitement. Le biogaz (méthane, odeurs, risque d'incendie) : il est capté par des puits et brûlé ou valorisé en énergie.
Exercice 2
MoyenAu cours d'un compostage, la température passe de 20 °C à 65 °C en dix jours, puis redescend lentement. Le taux de dioxygène dans le tas chute pendant la phase chaude. Interpréter ces observations.
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La montée en température traduit l'intense activité respiratoire des micro-organismes qui dégradent la matière organique en présence de dioxygène (d'où la baisse du taux d'O₂) : une partie de l'énergie libérée l'est sous forme de chaleur. Cette phase chaude détruit les germes pathogènes et les graines d'adventices. Quand la matière facilement dégradable s'épuise, l'activité baisse et la température redescend : c'est la phase de maturation du compost. Retourner le tas réapprovisionne en O₂ et évite une fermentation anaérobie malodorante.
Exercice 3
DifficileUne commune hésite entre l'incinération de tous ses déchets et un programme « tri + compostage + recyclage + décharge contrôlée du reste ». Comparer les deux options en vous appuyant sur la composition des ordures ménagères marocaines.
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Les ordures étant majoritairement organiques et humides, leur pouvoir calorifique est faible : l'incinération brûle mal sans apport d'énergie et produit des fumées à traiter (dioxines, métaux lourds) et des mâchefers. Le programme de tri valorise la fraction organique dominante en compost (retour de matière aux sols agricoles), les matériaux recyclables en matières premières, et n'enfouit que le refus, ce qui réduit lixiviat et biogaz. Il exige une collecte sélective et la participation des habitants, mais il est mieux adapté à cette composition et plus durable.
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Questions fréquentes
Pourquoi les décharges produisent-elles du méthane ?
Au cœur des déchets enfouis, le dioxygène est rapidement épuisé. Des bactéries anaérobies dégradent alors la matière organique par fermentation méthanique, qui produit un mélange de méthane et de dioxyde de carbone : le biogaz.
Qu'est-ce que le lixiviat ?
C'est le « jus de décharge » : l'eau de pluie et l'eau contenue dans les déchets, qui percolent à travers la masse et se chargent de matières organiques, de sels, de métaux lourds et de micro-organismes. Sans fond étanche ni drainage, il contamine les sols et les nappes phréatiques.
Tous les plastiques se recyclent-ils ?
Non. Certains plastiques (bouteilles en PET, flacons en PEHD) se recyclent bien ; d'autres, mélangés ou souillés, ne le sont pas et finissent en décharge ou en incinération. C'est pourquoi la réduction à la source et le tri sont prioritaires.