en fr Characterization physico-chemical of a marine sediment treated with the hydraulic binders : Evaluation of the potential mobility of the inorganic pollutants Caractérisation physico-chimique d’un sédiment marin traité aReport as inadecuate




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1 LGCIE - Laboratoire de Génie Civil et d-Ingénierie Environnementale

Abstract : The dredging of French ports generates each year between 25 to 40 million tons of uncontaminated materials which are piled onto sea. Moreover, an important stock of contaminated sediments about 10 million tons, which has to been dredged, exists. Indeed, the decree of June 14th, 2000 prohibits disposal to sea when levels of contamination exceed regulations. This important stock of sediment, which must be imperatively dredged within 10 years, is almost orphan of adapted treatment and valorization. In this context many research program appear to propose and to develop solutions. The SEDiGEST program Management of the dredging sediments of ports intends a scenario of filling terrestrial cavities with treated sediments. This Ph.D. thesis, carried out within the framework of this program, contributes to the improvement in understanding the geo-physico-chemical behavior of marine sediment stabilized with hydraulic binders cement + lime. In this objective, the experimental approach was conducted in three steps. Firstly, a characterization of the solid was realized. An evaluation of the potential mobility of inorganic pollutants have was then determined. Finally, a modeling of the behavior towards leaching was operated. Data shown that target-s inorganic pollutants of the matrix of study copper, lead and zinc were mainly associated with carbonates, sulfides-sulfates, oxyhydroxides, and-or with organic matter. Comparative study of the matrix at three levels -of evolution- before and after treatment and artificially aged highlights the reversibility of the stabilization by hydraulic binders. Indeed, treated sediment presents a pollution risk to less or more long term, leaching of copper and lead, during carbonation.

Résumé : Le dragage des ports français génère chaque année entre 25 et 40 millions de tonnes de matériaux non contaminés qui sont clapés en mer. Il existe, de plus, un stock important de sédiments contaminés 10 millions de tonnes environ qui n’ont pas été dragués, du fait de la réglementation interdisant un rejet en mer lorsque les niveaux de contamination dépassent les seuils définis par l’arrêté du 14 juin 2000. En outre, ce stock de sédiment, qui devra impérativement être dragué dans les dix ans à venir, est quasiment orphelin de filières de traitement et de valorisation adaptées. L’urgence de mettre en place des solutions filières, respectueuses des fondements du développement durable, a engendré de nombreux programmes de recherche. Le programme SEDiGEST Gestion des Sédiments de dragages des ports envisage notamment un scénario de remblaiement des cavités terrestres par des sédiments traités. Cette Thèse de Doctorat, menée dans le cadre de ce programme, contribue à l’amélioration de la compréhension du comportement géo-physico-chimique d’un sédiment marin stabilisé aux liants hydrauliques chaux + ciment. Pour répondre à cet objectif la démarche expérimentale a été conduite en trois étapes : tout d’abord la caractérisation du solide, puis l’évaluation de la mobilité potentielle des polluants inorganiques et enfin, la modélisation du comportement à la lixiviation. La synthèse des résultats a montré que les polluants inorganiques cibles de la matrice d’étude cuivre, plomb et zinc étaient majoritairement associés aux carbonates, aux sulfures-sulfates, aux oxyhydroxydes, et-ou à la matière organique. L’étude comparative de la matrice étudiée à trois stades « d’évolution » avant et après traitement et vieilli artificiellement a permis de mettre en évidence que le procédé de stabilisation aux liants hydrauliques n’était pas une solution pérenne. En effet, le sédiment traité présente un risque de pollution à plus ou moins long terme, notamment par relargage de plomb et de cuivre, en cas de carbonatation de la matrice sédimentaire. En particulier, la réversibilité du procédé de stabilisation-solidification induit par la réactivité des phases cimentaires avec le CO2 atmosphérique, peut également conduire à une mobilisation des polluants à long terme.

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Keywords : Mobility of pollutants Mobility of ETM Hydraulic binder Marine sediment

Mots-clés : Mobilité ETM Ports Dragage Liants hydrauliques Sédiments marins Environnement Polluant inorganique Pollution de l-eau Pollution des sols Polluants Sédiments de dragage





Author: Marie Loustau Cazalet -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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