Stabilisation / solidification des déchets : évaluation environnementale des perspectives d'utilisation de scories Waelz en BTP

= Stabilization / solidification of wastes : environmental evaluation of the perspectives of Waelz slag utilization in construction materials

• Auteur / Autrice : Hae Ryong Bae
• Direction : Pierre Moszkowicz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques du déchet
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LAEPSI - Laboratoire d'Analyse Environnementale des Procédés et Systèmes Industriels (Lyon, INSA1995-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Déchets industriels

Déchets

Déchets -- Élimination

Lixiviation

Résumé

L'objectif de ces travaux est l'évaluation environnementale de la valorisation des scories Waelz (brutes ou en substitution de granulats). Celle-ci passe par la détermination du comportement à la lixiviation des déchets ou des mate��riaux les contenant dans des scénarios spécifiés. Concernant l'utilisation des scories en l'état, nous avons envisagé les scénarios remblai, stockage et matériau routier. Le comportement à la lixiviation des polluants dans les scories brutes a été étudié pour différents contextes chimiques. Cette étude expérimentale a clairement mis en évidence que le relargage des espèces est contrôlé par leur solubilité, par le pH du milieu et la nature des phases solides en présence. En ce qui concerne l'utilisation des scories en remplacement partiel des granulats dans les matériaux de BTP, nous avons également travaillé sur trois types des matériaux (mortier, béton et sable-ciment) dans lesquels une partie des granulats est remplacée par des scories. Les études de la dynamique du relargage des matériaux monolithiques montrent que le relargage des espèces solubles (Na. K et Ca) est bien décrit par un phénomène diffusionnel et que les polluants principaux sont non détectables lors de la lixiviation à l'eau déminéralisée. La modélisation du terme source avec percolation a été réalisée en considérant un modèle hydrodynamique couplé avec W1 modèle de diffusion-dissolution des polluants. Le modèle à front rentrant/écoulement en présence de zone stagnante est bien adapté pour décrire le relargage du calcium. Cette caractérisation des phénomènes mis en jeu J et l'identification des paramètres caractéristiques permettent de prévoir le comportement à long terme du matériau soumis à divers scénarios de lixiviation. Cette étude globale a permis de montrer que la scorie utilisée a une bonne stabilité physico-chimique en contact avec W1 matériau cimentier. L'utilisation des scories en remplacement partiel des granulats dans les matériaux de BTP peut donc être favorablement envisagée.

The aim of these studies is the environmental evaluation of the WAELZ slag valorization (in a bulk state or •in substitution to granular). This evaluation needs the determination of wastes or waste materials leaching behavior in specified scenarii. Concerning the use of slag in bulk state we examined the scenario: embankment, filling and embanked road. The pollutants leaching behavior in bulk slag’s has been studied with different chemical backgrounds. This experimental study ha clearly shown that the species release is controlled by their solubility by the surrounding pH and by the nature of solid phases. Concerning the use of slags in partial replacement of granular in construction materials, we have also worked on three kinds of materials (mortar, concrete and sand cement) in which a part of granular is replaced by slag. The dynamic studies of monolithic materials release showed that soluble species release (Na, K, Ca) is well described by a diffusional phenomena and that principal pollutants are non detectable during distilled water leaching. The modelisation of the source term with percolation has been realized considering hydrodynamic model coupled with pollutant diffusion-dissolution model. The shrinking core model/flow with immobile zone is well adapted to describe calcium release. The characterization of phenomena and the identification of the characteristic parameters allow predicting the long term behavior of the material submitted to various leaching scenarii. This global study showed that the slag which was used had a good physical and chemical stability in contact with a concrete material. The use of slag in partial replacement of granular in construction material can be considered favorably.