Thèse soutenue

Assèchement contrôlé, transportabilité et valorisation des sédiments dragués

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Auteur / Autrice : Ali Hussan
Direction : Salim MezazighDaniel Levacher
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie civil
Date : Soutenance le 25/10/2022
Etablissement(s) : Normandie
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique, sciences de l’ingénieur, matériaux, énergie (Saint-Etienne du Rouvray, Seine Maritime)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Morphodynamique continentale et côtière (Caen ; 1996-....)
établissement de préparation : Université de Caen Normandie (1971-....)
Jury : Président / Présidente : Ken'ichi Sato
Examinateurs / Examinatrices : François Buyle-Bodin, Martin Sanchez-Angulo, Lusmeilia Afriani
Rapporteurs / Rapporteuses : François Buyle-Bodin, Martin Sanchez-Angulo

Résumé

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Des volumes importants de sédiments sont dragués chaque année dans le monde entier, leur devenir à terre dépend de leur niveau de contamination mais aussi des procédés de valorisation mis en œuvre depuis leur transport, stockage, déshydratation et recyclage et ce, dans un cadre réglementaire strict. Plus récemment les procédés de valorisation se doivent être économiques, respectueux de l’environnement, écologiques minimisant l’empreinte carbone.Le transport et la déshydratation constituent deux obstacles à toute valorisation. Le transport comme la mise en œuvre des filières d’élimination ne peut se faire qu’à partir d’une valeur minimale de teneur en eau ou d’une consistance spécifique des sédiments. Et une fois levés ces deux obstacles, il reste à définir la filière adéquate en fonction des caractéristiques des sédiments étudiés mais une filière s’appuyant sur le concept de développement durable, d’économie circulaire et à empreinte carbone la plus faible possible. Les travaux de cette thèse concernent ces trois volets : la manutention et pelletabilité, la déshydratation naturelle et la covalorisation de sédiments très organiques de dragage du port de Cherbourg (France) et d’un sédiment peu organique et d’un barrage de la vallée de la Maurienne. Les sédiments ont d’abord été soumis à des essais de caractérisation permettant l’analyse des essais de pelletabilité et de déshydratation et l’orientation des essais de covalorisation.Des essais entièrement automatisés (mise au point et suivi) de déshydratation naturelle ont été menés sur les 2 sédiments (effets de la surface ouverte sur le taux d'évaporation (ROT), étude du potentiel d'évaporation-POE, analyse de la prédiction du POE avec les modèles de Rohwer et de Penman). La manutention et/ou pelletabilité a fait l’objet de la conception d’un essai spécifique : le pelletabilimètre (conception, réalisation, validation). Les travaux à l’aide du pelletabilimètre ont permis de maner une analyse comportementale des sédiments depuis un état sec jusqu’à un état liquide en relation avec la consistance, teneur en eau et résistance au cisaillement non drainée). La valorisation en matériau de remblai des sédiments a été entreprise comme une valorisation matière classique à l'aide de liants hydrauliques et pouzzolaniques (ciments OPC, CSA et spéciaux, chaux, cendres volantes FA et laitiers GGBS) et une covalorisation à l’aide de sous-produits industriels à empreinte carbone nulle (FA et GGBS comme précurseurs activés avec une solution alcaline NeoliX). La covalorisation a révélé qu’il est possible d’obtenir les résistances minimales requises pour un matériau routier (UCS-compression, UTS-traction, CBR) pour une incorporation de 30% de sédiments très organiques et de 70% de sédiments peu organiques et sableux.