Traitement et valorisation de sédiments de dragage phosphatés en technique routière

Treatment and valorization of treated dredged sediments in civil engineering

• Auteur / Autrice : Moussa Dia
• Direction : Nor-Edine Abriak, Ange Nzihou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Civil et environnemental
• Date : Soutenance le 28/05/2013
• Etablissement(s) : Artois
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : École nationale supérieure des techniques industrielles et des mines (Douai, Nord). Département Génie civil et Environnemental - Centre de recherche d'Albi en génie des procédés des solides divisés, de l'énergie et de l'environnement (Albi ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Denis Damidot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nor-Edine Abriak, Ange Nzihou, Denis Damidot, Patrick Sharrock, Mohamed Boutouil, Rachid Zentar, Emmanuel Martins
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Patrick Sharrock, Mohamed Boutouil

Mots clés

Mots clés contrôlés

Technique routière

Sédiments marins

Déblais de dragage

Mots clés libres

Sédiments pollués

Matériaux routiers

Traitement Novosol®

Métaux lourds

Liants hydrauliques

Polluted sediments

Road materials

Heavy metals

Hydraulic binders

Résumé

Le dragage des sédiments est nécessaire afin de maintenir le transport et les activités maritimes mais les sédiments extraits sont souvent pollués en métaux lourds et en composés organiques. Face à la nécessité du dragage et à la pollution, la société Solvay a mis au point un procédé permettant de traiter les sédiments dragués pour envisager une valorisation : le procédé Novosol®. Ce procédé a pour but de stabiliser les métaux présents dans les sédiments par phosphatation (ajout d’acide phosphorique H3PO4) et de dégrader la matière organique par calcination à 650°C. Un acide phosphorique pur est habituellement utilisé pour l’étape de phosphatation. Cependant, dans la présente étude plusieurs acides phosphoriques de nature et de sources différentes fournis par la société PRAYON ont été utilisés. Les principales caractéristiques de deux sédiments traités avec plusieurs types d’acides phosphoriques sont présentées dans cette thèse. D’un point de vu mécanique les formulations effectuées avec les sédiments traités sont conformes aux normes routières. L’étude environnementale a montré que les quantités de métaux lourds relarguées par les matériaux formulés à partir des sédiments traités sont inférieures aux seuils fixés par la législation en vigueur. Les résultats obtenus avec les différents types d’acides sont similaires. Cela permet d’envisager l’utilisation des sédiments de dragage traité Novosol® en technique routière.

Dredging of sediments is necessary in order to maintain maritime activities and for flood prevention. However increased industrial activities are causing accumulation of pollutants in the sediments. The main contaminants are heavy metals and organic compounds. Because of the cost of storage, treatment and valorization can be economically sound. This study focuses on the technology to treat heavy metals from dredged sediments using phosphoric acid (H3PO4) (the Novosol®process developed by Solvay company) with a goal to stabilize heavy metals by capturing them in a calcium phosphate matrix and to destroy organic matter by calcination at 650°C. Several studies have been conducted in this field. The stabilized materials obtained have been used in civil engineering. However these studies have never assessed the effect of the composition of the phosphoric acid on the treatment. In this thesis dissertations the effect of two types of phosphoric acids with various purities and origins provide by PRAYON company were compared. The investigation focuses on the effect of the phosphoric acids on the environmental behavior of metals and on the geotechnical properties of the dredged sediment. The environmental study has shown that the concentration of heavy metals released by materials made from treated sediments are below the regulation limits . The results obtained with the different types of acids are comparable. This allows to consider the use of treated dredged sediment by process Novosol® as road materials.