Valorisation des sediments fluviaux pollues apres inertage dans la brique cuite

Valorization of polluted river sediments after treatment in fired clay brick

• Auteur / Autrice : Mazen Samara
• Direction : Frédéric Skoczylas, Zoubeir Lafhaj
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Ecole Centrale de Lille

Mots clés

Mots clés contrôlés

Argile

Produits de remplacement

Sable

Briques

Déchets (matériaux de construction)

Déchets -- Valorisation

Recyclage

Sédiments fluviaux

Mots clés libres

Briques, essais industriels

Résumé

L’accumulation des sédiments au fond des cours d’eau conduit à leur envasement. Une grande quantité de ces sédiments est contaminée par des polluants organiques et inorganiques. Leur gestion soulève donc des défis technologiques, économiques et environnementaux de plus en plus importants. C’est dans ce contexte que la société Solvay a mis au point le procédé de traitement Novosol® qui se décompose en deux phases : la phosphatation et la calcination. La présente étude porte sur la valorisation des sédiments fluviaux pollués, après traitement avec le procédé Novosol®, dans la brique cuite. Le sédiment traité (ST) est composé majoritairement de quartz, de calcite et d’hématite. Sa masse volumique absolue est de 2,66 g. Cm-3 comparable à celle du quartz. L’étude expérimentale menée en laboratoire a montré la faisabilité d’incorporation de ST dans la brique cuite comme un matériau de substitution au sable et à l’argile. Il a également été montré que la résistance à la compression est influencée par la quantité de sédiment. En effet, l’augmentation de cette dernière entraine une diminution de la résistance mécanique. Deux essais industriels ont été réalisés en se basant sur les résultats obtenus en laboratoire. Ils ont montré que le ST peut se substituer au sable et à l’argile avec des taux de substitution allant jusque 28% sans aucun changement de processus de fabrication. Les briques produites avec 28% de ST ont une résistance mécanique supérieure à celle de la brique standard. En fin, il a été également montré que la granulométrie et la minéralogie du sédiment sont des facteurs déterminants qui influencent la qualité des briques.

The accumulation of sediments at the bottom of rivers and channels leads to their silting-up. An important part of these sediments is actually polluted therefore; their management has become an environmental and economical concern. Treatment processes permit a reduction in toxicity and volume of dredged material. Thus, raw sediments were subjected to a preliminary treatment using the Novosol® process developed by the Solvay Company and composed of two phases: phosphatation and calcination. The objective of this study is to demonstrate the practical use of treated river sediments into brick production. Treated sediment (TS) is an odourless fine grained powder of a density of 2,66 g. Cm-3 (comparable to quartz). It is composed mainly of quartz with a marked presence of calcite and hematite. The granules making up the bulk material are composed mainly of agglomerates of fine sintered particles. The laboratory experimental study has shown the practical use of TS in brick-making as a partial sand and clay substitute. The results of qualification tests (compressive strength, freeze and thaw resistance, water absorption) have shown that the substitution ratio has had an important impact on the quality of the brick. Two factory experiments were carried out to confirm the full-scale practical use of TS as a brick raw material. They showed that TS can be used with substitution rates up to 28% without any alteration of the manufacturing process. Bricks produced with 28% of TS showed a higher compressive strength than the standard ones. Finally, it was also shown that particle size and mineralogy of TS are important factors which influence the quality of bricks.