Améliorer le repérage à la source des éléments à risque dans les déchets pour faciliter leur séparation ultérieure est un des deux axes de travail relevé par l’Inspection Générale de l'Environnement et du Développement Durable relatif à la réduction de l’accidentologie dans le secteur de la gestion des déchets (IGEDD, 2022).
À l’heure où les accidents dans les installations de gestion des déchets sont en augmentation significative, les batteries au lithium et les cartouches de protoxyde d’azote sont particulièrement pointées du doigt. Cette situation est d’autant plus préoccupante que ces déchets ne sont pas censés être présents dans les flux en mélange et relèvent, en principe, de filières de collecte et de traitement spécifiques. Après avoir synthétisé les éléments relatifs à l’accidentologie associée à leur présence et les différentes situations rencontrées, l’étude met en évidence les solutions pour identifier et trier les batteries et cartouches de gaz dans les flux de déchets. En complément de la bibliographie, le travail s’appuie sur des retours d’expérience d’acteurs du terrain, de porteurs de solutions et d’experts. pour en dresser une analyse critique. Les limites de ces approches techniques sont notamment examinées, de même que la nécessité de mettre en œuvre des solutions organisationnelles complémentaires.
Date de publication : avril 2026
Réalisation : In Extenso Innovation Croissance
Référence : RECORD, Solutions d’identification et de séparation des batteries et cartouches de gaz dans les filières de gestion des déchets, 2026, 165p, n°25-0181/1A
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Avertissement : Le contenu de ces travaux reflète l'état des connaissances et le cadre réglementaire en vigueur à la date de l'édition des documents
Contexte de l’étude
Depuis une quinzaine d’années, les accidents dans les installations de gestion des déchets connaissent une augmentation significative, comme en atteste le Bureau d’Analyse des Risques et Pollutions Industriels (BARPI) dans son bilan 2024. Ce dernier démontre qu’en 2023, une hausse des accidents industriels en France a été observée dans le secteur des déchets qui comprenait ainsi 20 % des événements recensés dans la base de données ARIA.
L’analyse de ces événements sur des installations aux activités variées (centres de collecte, de tri, de recyclage, de traitement thermique ou de stockage) fait transparaitre que ces derniers sont fréquemment associés à la présence, dans les flux de déchets, d’objets dont l’orientation vers ces filières est inappropriée. Parmi ces objets, les piles et accumulateurs (PA), notamment lithium, ainsi que les cartouches de gaz (bombonnes de gaz, cartouches de protoxyde d’azote ou d’hélium…) apparaissent comme des contributeurs majeurs à l’accroissement des phénomènes accidentels observés.
Les départs de feu et les explosions constituent des risques majeurs, tant pour la sécurité des opérateurs que pour l’intégrité des installations et la protection de l’environnement. Ils sont également à l’origine de conséquences économiques importantes pour les exploitants, en raison des dommages matériels engendrés, des interruptions d’exploitation, des coûts de remise en état, ainsi que des impacts sur les conditions d’assurabilité des installations, pouvant se traduire par une hausse des primes, des restrictions de garanties, voire des difficultés d’accès à l’assurance.
Dans ce contexte, la réduction des risques d’incendie et d’explosion dans les installations de gestion des déchets constitue un enjeu prioritaire. Elle suppose à la fois une évolution du cadre réglementaire et le développement de solutions opérationnelles permettant de limiter la présence de ces déchets dangereux dans les flux traités.
Les travaux récents menés dans le cadre d’études RECORD, notamment sur la gestion de la dangerosité des piles et batteries lithium lors de la collecte et du tri des déchets ménagers assimilés, mettent en évidence l’intérêt de dispositifs techniques de caractérisation et de détection. Ces dispositifs visent à identifier, en amont des opérations de traitement (tri manuel ou automatisé, broyage, compactage ou incinération), la présence d’objets accidentogènes afin de permettre leur retrait des flux.
Toutefois, si des offres technologiques existent aujourd’hui pour détecter ces éléments dans différents flux de déchets, leur efficacité, leur maturité et leurs conditions de déploiement restent encore à consolider. L’analyse des retours d’expérience apparaît dès lors essentielle pour évaluer leur capacité à répondre aux enjeux opérationnels rencontrés par les filières de gestion des déchets.
Objectif de l’étude et approche méthodologique
L’étude vise à analyser de manière critique les solutions existantes ou en développement permettant d’identifier et de séparer les objets accidentogènes que constituent les batteries et les cartouches de gaz dans les filières de gestion des déchets, dans une perspective de réduction des incidents sur les installations.
Elle porte plus particulièrement sur deux catégories d’objets :
Ces deux typologies présentent des enjeux communs en matière de sécurité des installations, mais se distinguent par leurs modes de présence dans les flux et par le niveau de structuration de leur prise en charge. Les cartouches de protoxyde d’azote font notamment l’objet d’une attention particulière en raison de leur diffusion rapide, de leur présence croissante dans les déchets collectés et de leur contribution significative aux incidents liés aux contenants sous pression, en lien avec leur petite taille, leur dispersion dans les flux et leurs usages hors cadre domestique.
L’analyse repose sur une combinaison de travaux complémentaires visant à croiser les approches technologiques et opérationnelles. Elle s’appuie sur :
Principaux résultats obtenus
Les travaux menés dans le cadre de l’étude mettent en évidence plusieurs constats.
--> Cartouches de protoxyde d’azote : un cadre réglementaire encore en développement
Au-delà des enjeux de gestion des déchets, le développement rapide des usages détournés du protoxyde d’azote s’accompagne de problématiques sanitaires importantes, qui constituent aujourd’hui un moteur majeur de l’évolution du cadre réglementaire. Ce dernier apparaît ainsi en structuration progressive, à la croisée des enjeux de mise sur le marché, de gestion des déchets et de classification des substances dangereuses.
À ce jour, ces cartouches sont considérées comme des emballages ménagers et intégrées à la filière de responsabilité élargie du producteur (REP) correspondante, une classification qui ne reflète que partiellement les risques qu’elles génèrent. Des obligations de reprise existent pour les distributeurs, mais leur mise en œuvre reste limitée.
Sur le plan des déchets, la réglementation européenne prévoit leur classement comme déchets dangereux en présence de gaz résiduel. La révision du règlement « Classification, Labelling and Packaging of substances and mixtures » (CLP), applicable à partir de 2027, classera le protoxyde d’azote comme substance dangereuse, ce qui devrait conduire en pratique à la requalification des cartouches non vidées. Toutefois, cette évolution soulève des difficultés opérationnelles, liées notamment à la détection du gaz résiduel en conditions réelles.
Au niveau national, plusieurs évolutions sont en cours, visant à encadrer les usages (restriction ou pénalisation des usages récréatifs) et à faire évoluer leur gestion en fin de vie, notamment via un transfert vers la REP « Contenus et contenants des produits chimiques » (PCHIM).
À l’échelle européenne, cette classification pourrait également conduire à des restrictions de mise sur le marché dans le cadre du règlement REACH, dont les modalités restent à préciser.
Dans ce contexte, le cadre réglementaire apparaît encore en transition. S’il tend à mieux reconnaître la dangerosité de ces produits, il ne permet pas encore de répondre pleinement aux enjeux opérationnels rencontrés par les acteurs de la gestion des déchets.
--> Batteries lithium et cartouches de protoxyde d’azote : une accidentologie significative à diverses étapes du traitement des déchets
Les retours d’expérience recueillis montrent que les incidents liés à la présence de batteries et de cartouches de protoxyde d’azote dans les flux de déchets sont aujourd’hui signalés dans un nombre croissant d’installations de gestion des déchets. Les centres de tri et les unités de valorisation énergétique sont particulièrement exposés, en raison de la nature des opérations mécaniques et thermiques qui y sont réalisées.
Dans les centres de tri, les incidents surviennent le plus souvent lorsque ces objets sont endommagés lors des différentes étapes de manipulation et de traitement des déchets. Dans le cas des batteries, ces contraintes mécaniques peuvent provoquer des courts-circuits internes susceptibles de générer des départs de feu sur les lignes de tri.
Dans les unités de valorisation énergétique, les cartouches de protoxyde d’azote peuvent être à l’origine d’incidents lorsqu’elles pénètrent dans les fours d’incinération. Soumises à des températures élevées, ces cartouches peuvent exploser sous l’effet de la montée en pression du gaz contenu dans le cylindre. Ces explosions peuvent provoquer des dommages matériels sur certains équipements et entraîner des interruptions d’exploitation.
Les exploitants signalent également des incidents lors des opérations de manutention ou de stockage des déchets, par exemple lorsque des cartouches ou des batteries sont présentes dans des bennes compactées ou des zones de stockage intermédiaires. Dans ces situations, les risques peuvent être amplifiés par des phénomènes de compression mécanique.
Au-delà des risques immédiats pour la sécurité des installations et des opérateurs, ces incidents génèrent des conséquences économiques significatives. Ces coûts sont aujourd’hui majoritairement supportés par les acteurs situés en aval de la filière, en particulier les exploitants d’installations de traitement et les collectivités, alors même que l’origine des objets accidentogènes se situe en amont, dans les phases de mise sur le marché et d’usage.
Dans ce contexte, l’augmentation du nombre d’incidents signalés témoigne d’un enjeu croissant pour la sécurité et la continuité de fonctionnement des installations, mais également d’une répartition inégale des impacts et des coûts entre les différents acteurs de la chaîne, au détriment notamment des exploitants et des collectivités.
--> Une dispersion importante dans les flux de déchets
L’analyse des pratiques de mise au rebut met en évidence une forte dispersion des objets accidentogènes dans les différents flux de déchets, ce qui complexifie leur identification et leur gestion en amont des installations de traitement.
Les batteries, en particulier lithium, sont aujourd’hui intégrées dans de nombreux équipements du quotidien, souvent de petite taille et difficilement démontables, à l’image des piles boutons. Cette diffusion conduit à une présence importante dans les flux de déchets, avec des équipements souvent orientés vers les mauvaises filières, qui se retrouvent ainsi fréquemment dans les ordures ménagères ou les flux de tri. La diversité des formats et leur possible dissimulation dans les déchets compliquent leur détection lors des opérations de tri, contribuant à leur présence récurrente dans les installations de traitement.
Les cartouches de protoxyde d’azote se caractérisent par une forte dispersion dans les flux de déchets, liée à des usages majoritairement réalisés hors du domicile et à l’absence de circuits de collecte clairement identifiés. Elles sont fréquemment abandonnées dans l’espace public ou éliminées avec les ordures ménagères. Leur petite taille, leur présence en nombre et leur similitude avec d’autres objets métalliques rendent leur détection difficile lors des opérations de tri, ce qui explique leur présence récurrente dans les installations de traitement.
--> Une offre technologique en développement afin d’améliorer la détection des batteries et des cartouches de protoxyde d’azote présentes dans les flux de déchets
Le benchmark réalisé a démontré qu’une grande partie des solutions repose sur des dispositifs d’analyse automatisée des flux, combinant des systèmes de captation (vision artificielle, imagerie par rayons X ou autres technologies) avec des outils d’analyse algorithmique permettant d’identifier certains objets ou signatures caractéristiques dans les déchets en circulation sur les lignes de tri. Ces systèmes s’appuient généralement sur des modèles d’apprentissage automatique ou sur des bases de données d’images pour reconnaître des objets à risque dans des flux hétérogènes.
En complément de ces approches, d’autres solutions s’inscrivent dans des logiques plus mécaniques ou organisationnelles. Certaines reposent sur des dispositifs de tri spécifiques ou des aménagements de ligne visant à isoler certains flux à risque (zones de pré-tri, ralentissement des flux, séparation par densité ou par taille). D’autres approches visent à limiter les risques sans nécessairement détecter précisément les objets, par exemple via des dispositifs de sécurisation des équipements (systèmes d’extinction précoce, confinement, adaptation des procédés) ou des protocoles opérationnels renforcés.
Dans la plupart des cas, les technologies de détection sont conçues pour être intégrées aux installations existantes, notamment au niveau des convoyeurs, afin d’identifier les objets potentiellement dangereux et de déclencher leur extraction automatique du flux. Les dispositifs d’éjection permettent ensuite d’orienter ces objets vers des circuits de traitement spécifiques ou des zones sécurisées.
Certaines solutions cherchent également à intervenir plus en amont dans la chaîne de gestion des déchets, par exemple lors des premières étapes de traitement mécanique ou, plus marginalement, lors des opérations de collecte.
Enfin, les performances de ces différentes approches restent dépendantes des caractéristiques des flux de déchets, qui demeurent hétérogènes et difficiles à analyser de manière systématique. La présence d’objets imbriqués, la variabilité des formes ou l’état des déchets peuvent notamment compliquer l’identification ou la gestion de certains objets accidentogènes.
Que nous apprennent ces résultats ?
--> Une convergence technologique marquée
L’analyse des solutions identifiées met en évidence une forte convergence des approches technologiques, majoritairement fondées sur l’analyse automatisée des flux de déchets via des technologies d’imagerie et de traitement de données. Ces dispositifs combinent des systèmes de captation (optique, rayons X, etc.) et des algorithmes d’analyse permettant d’identifier certains objets ou signatures caractéristiques dans des flux hétérogènes.
Cette convergence traduit la maturité des briques technologiques mobilisées, déjà largement utilisées dans d’autres applications du tri automatisé. Leur adaptation à la détection d’objets accidentogènes s’inscrit ainsi dans une logique d’extension fonctionnelle plutôt que dans l’émergence de solutions de rupture. Les technologies proposées reposent dès lors sur des architectures proches, avec des différences principalement liées à leur intégration ou à l’optimisation de leurs performances.
Toutefois, cette homogénéité technologique limite le potentiel de transformation du secteur. En l’absence d’innovation de rupture, les solutions identifiées apparaissent davantage comme des améliorations incrémentales des dispositifs existants que comme des réponses structurelles aux enjeux d’accidentologie. Leur capacité à traiter des situations complexes, notamment en présence de déchets imbriqués ou dégradés, reste par ailleurs contrainte, ce qui limite leur efficacité dans des conditions réelles d’exploitation.
Des contraintes d’intégration dans les installations existantes
L’intégration de ces technologies constitue un défi opérationnel important qui limite leur potentiel de déploiement. Les installations de gestion des déchets sont conçues pour fonctionner à des cadences élevées, avec des chaînes de traitement optimisées, rendant l’ajout de nouveaux équipements complexe.
L’implantation de dispositifs de détection et d’éjection nécessite souvent des adaptations techniques significatives, pouvant entraîner des coûts supplémentaires et des perturbations d’exploitation. Surtout, l’efficacité de ces technologies dépend fortement des caractéristiques des flux : la détection devient incertaine dès lors que les objets sont dissimulés, fragmentés ou mélangés, ce qui correspond précisément aux situations les plus fréquentes dans les installations.
Les contraintes industrielles (poussières, vibrations, vitesse des flux) imposent en outre de privilégier des technologies robustes, au détriment parfois de leur précision. Ces éléments traduisent un décalage entre les performances théoriques des solutions et leur efficacité réelle en conditions opérationnelles.
Plus largement, si certaines solutions cherchent à intervenir plus en amont, la majorité des dispositifs identifiés restent toutefois positionnés sur les étapes de tri et de traitement, c’est-à-dire à un stade où les déchets sont déjà mélangés, et de facto limite leur capacité à prévenir l’ensemble des situations à risque. Un tel positionnement limite la résolution des causes structurelles du problème, liées aux modes de consommation, aux pratiques de mise au rebut et à l’absence de tri à la source.
Un modèle économique incertain
Le déploiement de ces technologies se heurte également à des contraintes économiques importantes. Les investissements nécessaires incluent non seulement l’acquisition des équipements, mais aussi les coûts d’intégration, d’adaptation des infrastructures, de maintenance et de formation des opérateurs.
Dans un secteur caractérisé par des marges souvent limitées, ces investissements peuvent être difficiles à amortir, en particulier lorsque les objets ciblés ne représentent qu’une fraction minoritaire des flux traités. Les gains attendus, principalement liés à la réduction des incidents, restent par ailleurs difficiles à quantifier de manière précise, ce qui complique la prise de décision des exploitants.
Cette situation conduit à des arbitrages entre sécurité et viabilité économique, et limite le déploiement à grande échelle des solutions identifiées. Elle met également en évidence une dissymétrie dans la répartition des coûts : les installations de traitement, situées en aval, supportent directement les conséquences des incidents, alors même que leur origine se situe en amont, dans la conception, la mise sur le marché et les usages des produits.
Dans ce contexte, la question du financement de ces technologies renvoie plus largement au rôle des dispositifs de responsabilité élargie du producteur et à la capacité du cadre réglementaire à internaliser les coûts associés aux risques générés par ces objets.
Des enjeux réglementaires déterminants
Au-delà du cadre existant, l’analyse met en évidence des conséquences structurelles importantes liées aux limites actuelles de la régulation. Concernant les cartouches de protoxyde d’azote, leur classement au sein de la REP emballages apparaît inadapté au regard des risques qu’elles génèrent. En pratique, ces coûts sont majoritairement supportés par les exploitants et les collectivités, traduisant un transfert de charges vers l’aval de la filière.
Par ailleurs, la présence de nombreux acteurs de mise sur le marché difficilement identifiables ou localisés hors du territoire national (pour les cartouches de protoxyde d’azote mais également les batteries), notamment via les plateformes de vente en ligne, favorise des situations de « free riding ». Ces acteurs échappent en pratique aux obligations de contribution aux filières de responsabilité élargie, limitant la capacité de ces dernières à financer des dispositifs adaptés de collecte, de traitement ou de prévention.
Ces déséquilibres économiques et organisationnels réduisent les incitations à agir en amont du cycle de vie des produits et contribuent à maintenir un niveau élevé de risque dans les installations de traitement. Ils freinent également le déploiement de solutions techniques, dont les coûts ne peuvent être absorbés par les seuls acteurs situés en aval. En outre, l’adoption à l’échelle européenne de la nouvelle classification du protoxyde d’azote comme substance toxique génère un certain attentisme des acteurs, dans l’attente de précisions sur le contenu et les délais de mise en œuvre.
Dans ce contexte, les évolutions réglementaires envisagées apparaissent nécessaires pour rééquilibrer la répartition des responsabilités et des coûts, sous réserve de leur capacité à intégrer l’ensemble des acteurs et à assurer leur mise en œuvre effective.
Conclusions
L’étude met en évidence une augmentation des incidents liés à la présence de batteries et de cartouches de protoxyde d’azote dans les flux de déchets, avec des impacts significatifs pour les installations de traitement. Dans ce contexte, les solutions technologiques identifiées apportent des réponses utiles pour améliorer la détection et la séparation de certains objets accidentogènes.
Toutefois, leur capacité à répondre pleinement aux enjeux identifiés apparaît limitée, au moins à court terme. Leur efficacité dépend fortement des conditions opérationnelles et des caractéristiques des flux, tandis que leur déploiement reste contraint par des enjeux techniques et économiques. Par ailleurs, ces dispositifs interviennent le plus souvent à un stade où les déchets sont déjà mélangés, ce qui peut restreindre leur capacité à prévenir l’ensemble des situations à risque.
Simultanément, les limites du cadre réglementaire et organisationnel, notamment en matière de répartition des responsabilités, de financement et de prise en compte des acteurs hors périmètre, contribuent à maintenir un niveau de risque élevé en amont des installations.
Dans ce contexte, les solutions technologiques apparaissent comme des leviers pertinents mais insuffisants, qui ne peuvent à elles seules répondre aux enjeux d’accidentologie. Leur déploiement gagnera à s’inscrire dans une approche plus globale, combinant évolutions réglementaires, responsabilisation des acteurs et actions de prévention visant à limiter la présence de ces objets dans les flux de déchets
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