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N°18 - 2ème trimestre 2000
1. Valorisation de mâchefers d’incinération d’ordures ménagères: Partie 1 : caractérisation des mâchefers
En France, environ 40 % des ordures ménagères sont incinérées produisant 2,7millions de tonnes de mâchefers par an. Il est possible d’utiliser ce déchet en technique routière s’il répond à des critères bien spécifiques (circulaire ministérielle du 9 mai 1994). Il est donc important de connaître les caractéristiques des mâchefers avant de rendre effective leur valorisation. L’objet de ce travail est d’abord de caractériser un mâchefer d’incinération d’ordures ménagères destiné à être valorisé. Les caractéristiques géotechniques et la faible fraction lixiviable déterminées sur ce mâchefer permettent, selon la réglementation, son utilisation en technique routière. Par ailleurs, la détermination de sa composition élémentaire a montré la présence d’éléments majeurs (Si, Ca, Al, S), mineurs (Cr, Mn, Cu, Pb, Ni, Zn) et traces (As, Cd, Hg, Se) dont les différentes teneurs ont été quantifiées.
2. Valorisation de mâchefers d’incinération d’ordures ménagères: Partie 2 : étude sur le terrain (chaussées) et en laboratoires (lysimètres)
Les mâchefers sont les principaux résidus (en poids) de l’incinération des ordures ménagères. Leur production, en France, s’élève à 2,7 millions de tonnes par an. Compte tenu de la nécessité de maîtriser leur utilisation en technique routière, il est intéressant d’étudier cette valorisation en milieu réel par le suivi de chaussées expérimentales. Il s’agit cependant d’une démarche lourde et onéreuse, d’où la mise au point en complément d’un outil de laboratoire (lysimètre) permettant de simuler différentes conditions de valorisation. La valorisation en conditions réelles d’un mâchefer a été étudiée grâce au suivi de deux chaussées expérimentales sur une durée de 3 ans. D’une manière générale, un faible apport des mâchefers a été mesuré sur la composition des eaux de percolation. Une faible toxicité des percolats a été observée en fin de suivi. Les différents essais effectués en lysimètres ont permis de montrer une bonne reproductibilité de la composition des percolats. La corrélation avec les chaussées n’a pas encore pu être clairement établie.
3. Mise au point d’une boîte à outils de tests de lixiviation pour l’évaluation du flux de polluants émis d’un déchet solide
Cette étude vise à identifier les paramètres contrôlant le relargage des polluants contenus dans les déchets solides massifs à l’aide d’une « boîte à outils » comportant des tests de lixiviation simples. Les tests de lixiviation : test de l’eau des pores (EP), test de fraction maximale mobilisable (FMM), test de capacité de neutralisation acide (CNA) et test de lixiviation sur monolithe (TLM) ont été effectués afin de caractériser des matériaux à base de déchets stabilisés/solidifiés (S/S) par liants hydrauliques. Trois types de liants ont été utilisé à la fabrication des matériaux étudiés : le CPA-CEMI, le CPJ-CEM II et un liant routier. Le plomb (1 %) a été ajouté sous forme de PbO dans les matériaux. Les résultats des tests ont été interprétés d’une manière qualitative ; le comportement des trois matériaux a été comparé. Les tests proposés permettent de déterminer les paramètres physico-chimiques nécessaires pour l’évaluation du comportement à la lixiviation des matériaux.
4. Valorisation d’un déchet polysaccharidique : la pulpe de betterave. Applications à l’élimination d’ions métalliques dans l’eau
La pulpe de betterave, déchet de l’industrie sucrière est étudiée pour son utilisation dans l’élimination de cations métalliques présents dans les effluents aqueux. Les meilleures conditions opératoires (préparation du matériau, effet du pH…) sont définies. Les cinétiques d’élimination s’avèrent être relativement rapides (≤ 90 min), les capacités de fixation dépendent du métal utilisé (Ni2+ < Cu2+ << Pb2+) et s’échelonnent entre 11 et 57 mg.g-1. Une approche du mécanisme de fixation a révélé un échange d’ion majoritaire, complété parfois d’adsorption.
5. Solidification/stabilisation des vases à base de chaux et additifs. Concepts comportementaux et lixiviation
Devant la situation actuelle préoccupante du devenir des matériaux vasards contaminés, le traitement par Solidification/Stabilisation (S/S) est une solution pouvant permettre leur valorisation en génie civil. Après une étude qui a permis d’identifier les mécanismes physico-chimiques clefs responsables des évolutions physico-mécaniques complexes de ce type de composites, une étude de lixiviation a été conduite afin d’étudier l’efficacité et le type d’immobilisation des métaux lourds au sein des matrices. Les résultats nous amènent à considérer différents potentiels d’immobilisation suivant les métaux considérés.
6. Technologies propres et traitement de surface
L’application des technologies propres aux ateliers de traitement de surface peut se faire suivant trois approches complémentaires que sont l’optimisation, la substitution et la modification du procédé de production par l’introduction de techniques de valorisation. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés à cette dernière approche en développant une démarche méthodologique pour le choix des procédés de valorisation des effluents. Cette démarche qui prend en compte toutes les contraintes auxquelles sont soumis les industriels et les procédés (contraintes techniques, réglementaires, etc.) nous a amené à développer un outil informatique d’aide à la décision (3R-ETS).
7. Proposition d’une méthode de pré-diagnostic environnemental basée sur l’accès à l’informationApplication à des entreprises tunisiennes
Si les petites et moyennes entreprises jouent un rôle important dans la croissance économique des pays, leurs impacts environnementaux ne doivent pas être négligés. Nous proposons une méthode de pré-diagnostic environnemental basée sur l’accès et la maîtrise de l’information environnementale. Elle a été utilisée pour estimer les freins et catalyseurs de l’intégration de l’environnement de six entreprises tunisiennes. Cette étude a mis à jour des dysfonctionnements au niveau de la circulation environnementale interne et externe aux entreprises. Cette méthode peut être utilisée pour sensibiliser l’entreprise aux enjeux environnementaux ainsi que pour aider les collectivités locales à mieux cerner les risques pour l’environnement et besoins des industries de leur territoire afin d’orienter leurs programmes de protection de l’environnement.
8. Étude de la capture du cadmium par des adsorbants à haute température
Du fait de son importance dans les processus d’incinération, l’interaction entre les métaux et les solides susceptibles d’être présents dans les fumées d’incinération a donné lieu à un grand nombre d’études. Cependant, la plupart d’entre elles ont été faites à l’aide de lits fixes et il est souvent difficile de corréler les résultats avec ce qui est observé dans les fumées d’incinérateurs. Le laboratoire de gestion des risques et environnement a conçu un four à chute qui permet de quantifier la quantité de métal adsorbée dans des conditions proches de celles observées dans un incinérateur : temps de séjour faible, concentrations en vapeur métallique et en solide faibles, hautes températures. Une étude de l’adsorption du chlorure de cadmium sur différents solides minéraux a été effectuée. Il a été observé que l’alumine et la chaux sont plus efficaces que la silice ou l’aluminosilicate. Dans tous les cas, la fraction lixiviable est très faible. L’influence de la texture de l’adsorbant et de la température du milieu gazeux a aussi été étudiée.