Caractérisation à différentes échelles des laitiers sidérurgiques et traçage des processus d'altération par une approche multi-méthodes (chimie, minéralogie, magnétisme)
Auteur / Autrice : | Maud Herbelin |
Direction : | Jérôme Bascou, Damien Guillaume |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences de la Terre |
Date : | Soutenance le 05/02/2021 |
Etablissement(s) : | Lyon |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne) |
Partenaire(s) de recherche : | établissement opérateur d'inscription : Université Jean Monnet (Saint-Étienne ; 1969-....) |
Laboratoire : Laboratoire Magmas et Volcans | |
Jury : | Président / Présidente : Jean-Marc Montel |
Examinateurs / Examinatrices : Mélina Macouin, Julien Waligora, Véronique Lavastre, Blandine Clozel | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Marc Montel, Thierry Winiarski |
Mots clés
Résumé
Plus de 400 millions de tonnes de laitiers sidérurgiques sont produits chaque année dans le monde. Si une majorité est aujourd’hui recyclée, principalement sous forme de granulats, des quantités importantes sont encore mises en décharges tous les ans (de 1 à 4 millions de tonnes en Europe). La présence d’éléments traces métalliques potentiellement toxiques (Cr, V, Mo) est l’un des principaux obstacles à la valorisation de ces laitiers. Il est nécessaire de connaitre le comportement sur le long terme de ces matériaux, afin de prédire le lessivage des métaux qu’ils contiennent et leur dispersion dans l’environnement. Dans cette thèse on s’intéresse à un site sidérurgique appartenant au groupe Industeel - ArcelorMittal et situé à Châteauneuf dans la Loire. Plusieurs milliers de tonnes de laitiers de four à arc électrique y ont été accumulés pendant plusieurs décennies, exposés à l’altération météorique. L’objectif est de caractériser le plus finement possible, à l’échelle de l’échantillon mais aussi du crassier, les variations minéralogiques et de comprendre davantage les processus de transformations qui se produisent au cours de l’altération de ces matériaux. Différentes techniques analytiques sont utilisées à la fois en laboratoire et sur le terrain. Le couplage d’analyses chimiques, minéralogiques et magnétiques a permis une caractérisation détaillée de ces laitiers déjà partiellement altérés. Puis l’installation de lysimètres et des tests de lixiviation ont aidé à évaluer la mobilité des métaux présents et à comprendre les transformations minéralogiques qui s’opèrent au cours de l’altération.