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N°28 - 4ème Trimestre 2002
1. Recherche de synergies matières/énergie entre secteurs industriels: Réflexions et perspectives
L’écologie industrielle, domaine scientifique émergent, propose une approche systémique de la société industrielle. Un de ses principaux axes de travail concerne la valorisation systématique des flux de déchets et d’énergie en créant des réseaux d’échange de ces flux.La multiplication des synergies entre les différentes entités du tissu industriel nécessite un développement de la connaissance de ces compatibilités.Cette réflexion, effectuée à partir de l’étude de quatre secteurs industriels et de leurs liens potentiels, propose d’analyser l’intérêt d’aborder la recherche des synergies sous l’angle sectoriel, d’examiner les limites de l’approche, et l’importance de la dimension fonctionnelle des flux de matières et d’énergie.
2. Écocompatibilité des eaux de percolation de déchets stabilisés: Évaluation écotoxique au laboratoire et étude expérimentale en canaux artificiels extérieurs
Le but du programme de recherche sur les déchets appelé Ecocompatibilité, mis en place par l’Ademe, est de caractériser la toxicité potentielle des flux polluants (notion de danger) issus des matrices déchets et de définir leurs conditions d’exposition sans effets néfastes pour l'environnement (notion de risque) à partir de diverses études expérimentales. Afin de valider et de calibrer cette méthodologie, deux scénarios ont servi de support à ces dernières. Ils correspondent à la percolation d’eau à travers un tas de déchets granulaires, à forte concentration en métaux et en sels. Un mâchefer issu de l’incinération des ordures ménagères et des scories issues de la seconde fusion du plomb ont été utilisés pour les expérimentations. Parmi les études portant sur l’impact environnemental de ces déchets, des communautés d’invertébrés benthiques ont été reconstituées dans des dispositifs expérimentaux afin de tester et de prédire les effets de quelques polluants sur les différents paramètres descripteurs des peuplements. Des microcosmes (séries de tubes de verre partitionnés) ont été utilisés au laboratoire et des mésocosmes extérieurs (canaux artificiels métalliques) ont servi aux expériences de terrain. La complémentarité des deux approches a été validée : un rapport de toxicité de 1:100 a été enregistré lors de l’expérience avec les scories de plomb mettant en évidence le risque de séparer études de […]
3. Entropie et recyclage: Quelques exemples
Le recyclage permet de limiter ou de ralentir la création d'entropie du système matière ; un recyclage intégral apparaît toutefois irréaliste, notamment en raison de dégradations physiques de la matière.L’article vise à montrer que des taux de recyclage très élevés ne peuvent être atteints que par des recyclages « en boucle », par opposition à des recyclages « en cascade ». Les cas de quelques matériaux en fournissent une illustration : en premier lieu, le cas des papiers-cartons, en 2000, au niveau européen. S'y ajoute celui des plastiques et, de façon très succincte, de l'aluminium. En outre, le cas du verre renvoie à un article déjà publié dans Déchets, Sciences et Techniques n° 13, 1994.Cependant, pour une vision plus globale, l'analyse devra intégrer les bilans énergétiques, environnementaux, économiques et sociaux.
4. Amélioration des caractéristiques du phosphogypse en vue de son utilisation en technique routière
Pour transformer un déchet industriel, le phosphogypse, en matériau utilisable en construction routière, des études de caractérisation, de comportement mécanique, de durabilité et d’étude d’impact sur le milieu environnant doivent être effectuées. Notre article présente une contribution à la valorisation du phosphogypse tunisien en technique routière. Nous avons d'abord confirmé que le phosphogypse seul présentait un mauvais comportement mécanique à sec et surtout en présence d'eau. Cette dégradation du matériau immergé peut être en partie expliquée par un phénomène de décohésion des particules de phosphogypse par l'eau, le pH, très acide, contribuant à cette décohésion. Pour augmenter le pH et améliorer les résistances et la tenue à l'eau, nous avons utilisé plusieurs additions : un sol sableuxlimoneux, de la chaux, du ciment, du laitier de haut fourneau. L'ajout de laitier tunisien et de chaux permet ainsi d'obtenir des résistances à sec correctes, de 3MPa en compression et 0,5 MPa en traction, ainsi que des résistances à l'eau seulement 30 % inférieures si le premier contact avec l'eau a lieu après 7 jours de séchage à l'air, donc si la mise en œuvre est faite dans une période de temps sec.
5. Adsorption de l’iode par des charbons actifs de rafles de régimes de palmes
Les propriétés adsorbantes des charbons actifs de rafles de régimes de palmes de la région de Yaoundé (Cameroun) ont été déterminées à partir des isothermes d’adsorption de l’iode en solution aqueuse iodo-iodurée par application de la théorie de Langmuir et de la théorie de Freundlich. Il est apparu que l’adsorption de l’iode n’est pas limitée à l’établissement d’une monocouche à la surface de l’adsorbant et qu’il y a remplissage des pores de transition. D’autre part, pour une meilleure exploitation de l’isotherme d’adsorption, on doit tenir compte de la concentration de l’iode libre en solution et non de la concentration totale de l’iode à l’équilibre. Nous avons pu ainsi déterminer les facteurs qui influencent la préparation de ces charbons et en particulier ceux qui conduisent à l’élargissement des pores, conditions étroitement liées au mode d’activation.
6. Biolysis E & Biolysis O: Deux innovations technologiques pour la réduction de la production de boues à la source
Pour répondre au problème de l’augmentation de la production de boues dans les stations d’épuration municipales et industrielles, due notamment au durcissement des normes et à l’augmentation du taux de raccordement aux réseaux d’assainissement, Ondeo-Degrémont a développé une nouvelle technologie de réduction de la production de boues agissant directement au coeur de la filière de traitement de l’eau : Biolysis. S’appuyant sur l’expérience de deux prototypes à l’échelle industrielle, ce travail présente des résultats concernant les effets des deux procédés Biolysis O et Biolysis E sur la production de boue, les performances d’épuration et la qualité des boues résiduelles. Une analyse économique des procédés est également proposée.
7. Développement de nouvelles méthodes de caractérisation des boues de rectification
L’objectif de ces travaux est de développer de nouvelles méthodes d’analyse rapides et simples de mise en oeuvre permettant de caractériser la fraction organique d’un résidu couramment produit dans les industries mécaniques : les boues de rectification. Deux méthodes de caractérisation sont proposées. La première méthode consiste à mesurer la perte de masse des boues de rectification après leur pyrolyse. Elle constitue une méthode fiable et performante pour une caractérisation quantitative globale des composés organiques. La deuxième méthode développée est basée sur une étape d’extraction par un solvant organique (n-hexane) suivie d’une analyse directe des extraits par spectrophotométrie UV. L’exploitation des spectres UV (déconvolution, recherche de points isobestiques) apporte des informations à la fois quantitatives et qualitatives sur la nature des composés organiques présents dans les boues de rectification et sur l’état de dégradation des fluides de coupe utilisés dans les opérations de travail des métaux.
8. Evolution des paramètres physiques et mécaniques d'un déchet stabilisé soumis au vieillissement
L'étude des caractéristiques physiques et mécaniques est essentielle pour l'évaluation du comportement à long terme d'un déchet stabilisé. Elle peut être réalisée en particulier en utilisant des essais mécaniques classiques (Rc et Rt) qui doivent être couplé à des essais de vieillissement accéléré (H/D, G/D). Afin de vérifier la pertinence de cette approche, deux phases successives de vieillissement, l'une naturelle, la seconde artificiellement accélérée ont été conduites. Au cours de la phase accélérée, l'évolution de la masse du déchet, le rayon de pore moyen, la porosité et la densité sèche apparente ont été mesurées parallèlement à la réalisation d'essais mécaniques classiques. Cette étude apporte des informations quant à l'influence du vieillissement sur l'évolution des caractéristiques physiques et mécaniques de la matrice d'un déchet stabilisé.
9. Éditorial n°28 Déchets Sciences et Techniques: Argent public, argent privé : une nécessaire synergie.
Le CNRS a inscrit dans son contrat d’action pluriannuel 2002-2005 cinq axes prioritaires, dont l’un concerne l’Environnement, l’Energie et le Développement Durable.Un objectif affiché par le CNRS est en particulier de devenir un acteur de premier plan de la recherche en Environnement et Energie en Europe et dans le monde. Pour cela il faut inciter les laboratoires à s’investir dans une recherche par essence interdisciplinaire, en relation avec les autres organismes de recherche et les industriels. Un colloque a réuni en décembre environ 400 chercheurs du CNRS et des grands organismes concernés (INRA, BRGM, CEMAGREF, CIRAD, CNES, IRD, LCPC, IFREMER…) pour établir la synthèse des travaux de prospective qui se sont déroulés pendant l’année écoulée (http://www.insu.cnrsdir.fr/pdf/prospective_sic.pdf).Une programmation de la recherche sera pilotée par l’INSU (Institut National des Sciences de l’Univers) qui devient l’INSUE (E comme environnement). Cet institut transversal par rapport aux diverses directions du CNRS (Sciences de l’Univers, Sciences de la Vie, Sciences Humaines et Sociales, Sciences pour l’Ingénieur, Sciences Chimiques…) aura comme mission de structurer des actions collectives de recherche et d’affecter les moyens nécessaires à leur mise en œuvre. La mobilisation des chercheurs est aujourd’hui forte pour s’engager hors des « sentiers battus » de leurs champs disciplinaires respectifs et très nombreux sont les […]