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Nguyen, Thanh Binh. Valorisation des sédiments de dragage traités par le procédé NOVOSOL(r) dans des matériaux d'assises de chaussée. Comportement mécanique et environnemental

Nguyen, Thanh Binh (2008). Valorisation des sédiments de dragage traités par le procédé NOVOSOL(r) dans des matériaux d'assises de chaussée. Comportement mécanique et environnemental.

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Résumé en francais

De par leur volume important, la gestion des sédiments de dragage représente un grand défi pour notre société. Leur contamination en métaux lourds et en micropolluants organiques fait qu'actuellement, la plupart des sédiments sont considérés comme déchets dangereux et sont mis en décharge. Ceci va à l'encontre de la politique actuelle où, dans le cadre d'un développement durable, la loi française favorise la valorisation afin que seuls les déchets ultimes soient mis en décharge. C'est dans ce contexte que la société Solvay a développé le procédé NOVOSOL(r) pour le traitement des sédiments pollués en vue d'une valorisation " matière ". Le procédé comporte deux étapes : une immobilisation des métaux lourds par formation d'apatites lors d'une phosphatation par acide phosphorique et une destruction des matières organiques par calcination. L'objectif de cette thèse est de valoriser des sédiments fluviaux traités par le procédé NOVOSOL(r) dans des matériaux routiers pour assises de chaussée. Les études expérimentales en laboratoire comportent deux aspects : performance mécanique et comportement à la lixiviation des matériaux. Les sédiments traités NOVOSOL(r) sont introduits dans des matériaux traités aux liants hydrauliques en substitution d'une partie ou en totalité du sable traditionnel. L'élaboration des matériaux selon la méthodologie d'étude en vigueur ne présente aucune difficulté. L'augmentation de la teneur en sédiments entraîne une demande en eau accrue et les matériaux ainsi réalisés sont moins compacts que des matériaux témoins. Ceci est attribuable aux caractéristiques des sédiments traités NOVOSOL(r) : teneur en fines importante, la friabilité et la porosité des grains. Ces caractéristiques ont pour conséquence d'affaiblir le squelette granulaire, ce qui se traduit par une diminution du module d'élasticité des matériaux. Par contre, la réactivité des sédiments traités NOVOSOL(r) dans la matrice de liant hydraulique et une meilleure homogénéité des matériaux conduisent à une amélioration de la résistance à la traction. La qualité mécanique de toutes les compositions incorporant des sédiments traités NOVOSOL(r) évaluée par l'indice de qualité élastique est meilleure que celle des témoins. Pour étudier le comportement à la lixiviation à long terme en tenant compte du scénario d'exposition réel, un essai de lixiviation accélérée par percolation à l'eau sous pression a été développé. L'appareillage et le mode opératoire ont été adaptés sur une large gamme de matériaux en termes de perméabilité et d'état structurel. Les résultats hydrauliques ont montré que les matériaux routiers incorporant des sédiments sont moins perméables que les matériaux traditionnels. Le suivi de la composition chimique des solutions percolées a montré que le relargage est en général linéaire ou décroissant progressif au cours du temps. L'analyse du taux de dissolution des éléments peut renseigner sur leur ordre de mobilité dans chaque type de matériaux. Le piégeage des métaux lourds dangereux par le liant hydraulique a été démontré. En l'absence de critères réglementaires en matière de lixiviation pour la valorisation des sédiments dans des matériaux routiers, l'utilisation du système actuel de classification de mise en décharge des déchets montre que les relargages des métaux lourds des matériaux routiers incorporant des sédiments traités NOVOSOL(r) sont inférieurs aux seuils des déchets inertes. Cette conclusion est confirmée à la fois par l'essai de conformité en vigueur mais également par l'essai de percolation. La valorisation des sédiments traités NOVOSOL(r) dans les matériaux routiers traités aux liants hydrauliques pour assises de chaussée est donc tout à fait envisageable du point de vue technologique, mécanique et environnemental.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Husson, Bernard
Ecole doctorale:Mécanique, énergétique, génie civil, procédés (MEGeP)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions (LMDC), EA 3027
Mots-clés libres :Déchets - Sédiments fluviaux - Procédé NOVOSOL(r) - Environnement - valorisation - Route - Chaussée - Lixiviation - Percolation - Relargage - Métaux lourds
Sujets :Génie civil, bâtiment
Déposé le :30 Apr 2010 11:31