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Technologies de destruction des mines

Prétraitement

Il peut être nécessaire de démonter ou de casser les mines antipersonnel avant l’opération de destruction en fonction de leur quantité d’explosif, de leur conception, ou de leur composition. Toutes ces méthodes impliquent le déplacement d’explosif nu vers l’installation de destruction finale.

Les techniques possibles sont les suivantes :

Démontage manuel

Cette technique nécessite le recours à du personnel pour démonter physiquement les mines antipersonnel par un travail manuel au moyen de simples outils à main. Elle a l’avantage de ne nécessiter que peu d’investissement en capital, mais il s’agit d’un processus à forte intensité de main-d’œuvre dont les taux de production sont relativement faibles. Cette méthode requiert du personnel bien entraîné mais peu qualifié.

Démontage mécanique

Utilisation de systèmes mécaniques pour démonter les mines antipersonnel. Il existe différentes techniques, comme indiqué ci-dessus : désassemblage, neutralisation et désamorçage. Le démontage mécanique présente plusieurs avantages par rapport au démontage manuel : taux de production élevés, système de travail efficace et besoins réduits en personnel. Il est compatible avec l’environnement à ce stade du cycle de démilitarisation, et la technologie est d’un accès facile. Toutefois, un inconvénient majeur est la nécessité d’un investissement important en capital, compliqué encore par la nécessité de disposer d’une vaste gamme de matériel pour respecter toutes les exigences du prétraitement.

Démontage automatisé

Système de démontage entièrement automatisé. Avantages et inconvénients similaires à ceux du démontage mécanique, mais les coûts en capital initial sont beaucoup plus élevés. Ce système ne serait économiquement viable que pour des cycles de production très importants en raison des coûts de démarrage élevés.

Destruction mécanique

Ce processus regroupe principalement les techniques requises pour exposer les charges explosives des mines antipersonnel avant la phase de destruction. La casse mécanique nécessite peu de personnel et est une opération peu polluante à ce stade du cycle de démilitarisation. La technique est aujourd’hui largement disponible et il n’y a pas de flux de déchets secondaires, ce qui réduit les coûts de récupération et d’élimination des déchets métalliques. Un inconvénient majeur est la nécessité d’un investissement important en capital, compliqué encore par la nécessité d’une vaste gamme de matériel pour pouvoir faire face à toutes les exigences en matière de prétraitement. Les taux de production par machine peuvent être faibles et il y a toujours le risque d’amorçage induit de la cible pendant le traitement des mines antipersonnel.

Cryofracture

Ce processus est utilisé pour réduire une mine antipersonnel en morceaux suffisamment petits pour être traités par un procédé de destruction par incinération. Il recourt à l’azote liquide pour modifier les propriétés mécaniques de l’enveloppe de la munition en la rendant plus fragile grâce à un refroidissement à -130°C. La munition peut ensuite être aisément cassée en petits morceaux en utilisant une simple cisaille mécanique ou une presse. Un système de rinçage cryogénique est actuellement aux premiers stades de développement. Le principe est similaire à celui de la fracture cryogénique, si ce n’est que la charge est attaquée à l’aide d’azote liquide pour faciliter son enlèvement.

La cryofracture est une technique non polluante à ce stade du cycle de démilitarisation et nécessite peu de personnel. Elle peut aussi être utilisée pour tout autre type de munition, d’explosif ou de charge propulsive et nécessite peu de préparation préalable de la munition. Il n’y a pas de production de déchets secondaires, ce qui réduit le coût d’élimination finale. En termes financiers, les coûts de mise en œuvre ne requièrent qu’un capital limité. Les tests de sensibilité ont montré que, même à -196°C, il y a peu de modification de l’insensibilité de la munition.

Toutefois, il faut aussi tenir compte des coûts de fonctionnement élevés en raison de l’utilisation d’azote liquide. Malheureusement, il n’existe pour l’instant qu’un seul système de production éprouvé. Les mines antipersonnel à enveloppe métallique ou en aluminium ne se prêtent pas à la fragilisation, et des forces de cisaillement ou de pression plus importantes sont nécessaires pour fracturer l’enveloppe de la munition. Des essais supplémentaires sont nécessaires, l’analyse ayant montré que les modes de rupture des enveloppes de munition nécessitent à la fois la fracture fragile, la déformation plastique et le cisaillement. Pour l’instant, les résultats sont imprévisibles, et les basses températures présentent à l’évidence un risque pour le personnel.

Découpage hydro-abrasif

Utilisation d’eau et d’abrasifs à des pressions comprises entre 240 et 1 000 BAR pour ouvrir le corps des mines antipersonnel par un procédé d’érosion. Il existe deux techniques distinctes : l’« entraînement » ou l’« injection directe ». Des recherches ont démontré que la technique de l’injection directe est à préférer préférable pour des raisons de sécurité. Les besoins en personnel sont réduits pour le découpage hydro-abrasif, et ce système permet de traiter un large éventail de munitions visées. La sûreté des systèmes contre l’explosion est bien prouvée et il s’agit d’une technique plus économique que d’autres méthodes de prétraitement. Le principal inconvénient est la nécessité d’un investissement initial en capital important pour l’infrastructure. Par ailleurs, ces systèmes produisent de l’eau usée contaminée dont l’épuration nécessite un système complexe de filtrage. En ce qui concerne les opérations de post-traitement, la matière explosive est « rendue sensible aux particules » et doit donc être manipulée avec précaution pour poursuivre le traitement ou la destruction.

Découpage ou laser

Encore au stade de la recherche aux États-Unis.

Fusion explosive par micro-ondes

Cette technique est en cours de mise au point aux États-Unis. Elle a recours aux micro-ondes pour réchauffer le contenu explosif à base de TNT. Il s’agit d’une technique rapide et propre, mais qui présente un inconvénient majeur : le réchauffement n’est pas contrôlé et peut créer des « points chauds », provoquant ainsi l’amorçage du contenu explosif. Le travail de développement se poursuit, mais il ne s’agit pas pour l’instant d’une technique utilisable pour la production. Son efficacité énergétique est supérieure à celle de la vapeur et elle améliore la valeur des explosifs éventuellement récupérés.

Destruction

Il existe un vaste éventail de technologies industrielles pour la destruction définitive des mines antipersonnel. Le choix du principe le plus approprié dépend principalement des techniques de prétraitement à utiliser, et vice versa. Le système doit être conçu pour produire des taux de production efficaces.

Incinération

Incinération en puits ouvert

Les déchets sont placés sur un plancher carrelé d’un puits réalisé à cet effet. Celui-ci est équipé de conduits à air perforés destinés à amener de l’air sous pression dans le système. Un courant de turbulences d’air est créé au-dessus du feu et fait recirculer les gaz de combustion et les particules en suspension, ce qui contribue à obtenir une oxydation complète des gaz produits. Le principe a été testé, mais aucun essai à grande échelle n’a encore été réalisé.

Incinération par four rotatif

C’est peut-être la technologie de destruction la plus courante et certainement la plus aboutie dans le domaine de la démilitarisation. Le four rotatif est un four à parois brutes conçu initialement pour détruire des armes de petit calibre et des explosifs en vrac. Le four est constitué de quatre morceaux de chambre de 1,6 mètre de long et de 1 mètre de diamètre extérieur boulonnés ensemble. Les parois du four, d’une épaisseur de 6 à 8 cm, sont conçues pour résister à de petites déflagrations. Le four contient des pales internes disposées en spirale qui déplacent les déchets à la manière d’une trémie à travers la chambre pendant la rotation du four. Les pales permettent également une séparation des charges contenues dans les matériaux en cours de traitement et empêchent des détonations en chaîne et la dispersion de ces matériaux. Le four est équipé d’un entraînement à vitesse variable qui permet de faire varier la vitesse de rotation et le temps de séjour des matériaux.

Fourneau « car bottom » sur rail

Utilisé pour détruire de petites quantités d’explosif ou de résidus d’explosifs restant à l’issue des techniques de prétraitement par dénudement.

Convection directe du fourneau

Paroi mince recouverte de céramique. Le système d’alimentation utilise une trémie. Prétraitement par broyeur. Utilisé pour traiter des déchets chimiques généraux et des explosifs en solution. Capacité type de production de 10 000 tonnes par an.

Incinération par torche à plasma

On utilise une torche à plasma à des températures comprises entre 4 000 et 7 000°C pour chauffer un récipient dans lequel les déchets sont introduits. Le plasma est un gaz ionisé à température extrêmement élevée qu’on utilise pour amorcer une décomposition chimique rapide sous l’action de cette chaleur extrême. Le matériau est actuellement introduit sous forme de boue liquide, mais des recherches sont en cours afin de détruire des munitions entières. Il s’agit d’un système de production complexe qui consomme beaucoup d’énergie.

Mécanique

Utilisation de machines de broyage ou de déchiquetage à haute puissance et grande capacité industrielles. Ne convient qu’à des mines antipersonnel dont la teneur nette en explosifs est très faible.

« Silver 2 »

Procédé d’oxydation électrochimique. Les déchets organiques sont traités par la création d’espèces fortement oxydantes dans une pile électrochimique. La pile est divisée en deux compartiments qui permettent le flux des ions mais empêchent le mélange non sélectif de l’anolyte et du catholyte. Dans le compartiment de l’anolyte, une espèce d’ion d’argent fortement réactive attaque les matières organiques et les transforme finalement en CO2, en H2O et en composés inorganiques non toxiques.

Dégradation biologique

Cette technique a fait l’objet de démonstrations pilotes pour la destruction de flux aqueux contaminés au perchlorate. Il est possible d’utiliser des bactéries pour consommer le contenu explosif des mines antipersonnel, transformant ainsi celui-ci en un matériau inerte. La technique nécessite des capacités de stockage importantes pendant le déroulement de la biodégradation, et ses applications sont limitées. Par ailleurs, une rupture mécanique partielle est nécessaire avant l’ajout des bactéries.

Chambre à explosion

Destruction de munitions et d’explosifs par détonation dans une enceinte fermée. Les gaz produits sont ensuite traités par un système intégré de maîtrise de la pollution. Il faut peu de prétraitement et l’on peut détruire une grande variété de types de munitions. Toutefois, les systèmes disponibles sont actuellement limités à une teneur nette en explosifs de 15 kg. Il faut également une charge d’amorçage pour chaque détonation et, par conséquent, le procédé est coûteux en munitions.

Oxydation par sel fondu

Efficacité démontrée uniquement à l’état de prototype. Peut détruire les déchets organiques cohérents et finement divisés, et nécessite dès lors un prétraitement important. Ces déchets peuvent de toute manière être détruits par incinération. Solution purement technique, mais trop coûteuse et impraticable pour l’instant.

Traitements des résidus métalliques

L’élimination finale des résidus nécessite une structure de traitement des déchets métalliques. Il faut obtenir l'expertise de firmes commerciales dans ce domaine pour déterminer les taux de production, les capacités techniques et les différentes options possibles. Les complexes industriels de traitement des déchets travaillent par broyage, déchiquetage, craquage ou compression du matériau pour l’amener à une forme plus facilement recyclable. Il peut être nécessaire de combiner plusieurs techniques dans le cas de résidus difficile à traiter.