Elaboration d'un procédé de solidification/stabilisation de REFIOM : Apport de la méthodologie des plans d'expériences

= Development of a solidification / stabilization process of REFIOM : Contribution of experiments plan methodology

• Auteur / Autrice : Sandrine Morel-Braymand
• Direction : Pierre Clastres
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Conception en bâtiment, génie des matériaux
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : URGC - Unité de Recherche en Génie Civil (Lyon, INSA)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Incinération -- Déchets -- Élimination

Laitiers (métallurgie)

Plan d'expérience

Résumé

L'augmentation de la quantité d'ordures ménagères en France a provoqué une multiplication de leurs moyens et techniques de traitement. L'incinération n'est considérée que comme une étape intermédiaire dans le traitement du déchet. Les Résidus d'Epuration des Fumées d'Incinération d'Ordures Ménagères (REFIOM) ont besoin d'un traitement supplémentaire avant d'être placés en décharge. L'objectif de ce travail est l'élaboration d'un procédé de solidification/stabilisation de REFIOM par liant hydraulique, et dans le cas présent par laitier de haut fourneau. Le REFIOM étudié ici, est issu d'un procédé sec d'épuration des fumées. Après une étude du matériau REFIOM industriel (matériau anhydre et réactivité en présence d'eau), des recherches sur des REFIOM artificiels ont été menées. Ensuite, l'étude des mélanges « REFIOM/Laitier/Eau » a été conduite afin de modéliser les propriétés des mélanges frais et durcis. Puis une optimisation multicritères a été réalisée. Une validation expérimentale de la composition optimale trouvée a été effectuée en laboratoire ainsi qu'en situation semi-industrielle. Enfin, une corrélation entre les caractéristiques de solidification et les critères de stabilisation du matériau a été recherchée. La majeure partie des études réalisées dans le cadre de cette recherche a été menée en s'appuyant sur la méthodologie des plans d'expériences. Nous avons ainsi été en mesure de réaliser plusieurs campagnes d'essais faisant intervenir une quantité importante de paramètres avec un nombre limité d'expériences. En outre nous avons pu déterminer et modéliser les interactions qui existent d'une part entre les paramètres de formulation du mélange ''REFIOM+laitier+eau'' et d'autre part entre les constituants du REFIOM. Enfin, cette méthodologie présente l'avantage d'offrir à l'expérimentateur une démarche de recherche rigoureuse, depuis le choix du plan d'expérimentation jusqu'à l'exploitation et l'analyse des résultats d'essais en passant par leur réalisation

The rising production of MSW (Municipal Solid Waste) in France has required increasing and improving methodology for their treatment. Incineration is considered only as an intermediate waste processing technology. Ash derived from the incineration of MSW (MSWl fly ash) still require further treatment before they can be land filled in hazardous waste disposal site. The aim of this study is to formulate a solidification/stabilisation process of this MSWI fly ash, using hydraulic binder, more specially blast furnace slag. MSWI ash studied is derived from an incineration plant which uses dry flue gas treatment. First, MSWI industrial ash are characterised (unhydrated material and reactivity), then researches on artificial ash have been led. Then, ''ash-slag-water'' mixtures have been studied to model the properties of fresh and hardened materials. A multi-criteria optimisation has been realised. An experimental validation of the optimised composition has been led in laboratory and in semi-industrial conditions. Then, a correlation between the solidification and stabilisation criteria has been found. This research has been led with the statistical design of experiment methodology. It allows carrying out several studies including an important number of parameters with a limited number of experiments. Moreover, we've been able to determine and model the interaction which can exist between formulation parameters and MWSI ash component. Eventually, this methodology offer a thorough procedure to carry out experiment, since the planification of experiments until there realisation and exploitation