Déchets, Sciences & Techniques

N°57


Synthesis of binders using waste material


Martin Cyr, Pierre Clastres, Marie Coutand, Jean-Marc Balandier, Yann Rousseau et Pierre Silvestre

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Texte intégral

Les industries produisent une large quantité de déchets contenant des fractions élevées de silice et de chaux : boues de stations d'épuration, boues de papeterie, boues chaulées, sables de fonderie, etc. La plupart de ces déchets sont actuellement mis en décharge, utilisés en épandage agricole, ou incinérés. Deux raisons principales mènent à proposer des alternatives plus respectueuses de l'environnement par rapport aux usages actuels : la Directive Européenne 1999/CE du 26 avril 1999 pour limiter les effets néfastes de la mise en décharge des déchets, et la diminution progressive de l'épandage due à l'évolution de la règlementation.

L'objectif du projet présenté dans cet article est de recycler des déchets contenant de larges quantités de ressources minérales afin de synthétiser des liants hydrauliques à des températures n'excédant pas 1000°C. Le procédé vise à économiser les ressources minérales nobles généralement utilisées dans la production des liants. Le but ultime est de fabriquer des liants hydrauliques en utilisant 100 % de déchets recyclés, pour des applications principalement dans le domaine routier (remblai, sous-couches, graves traitées, etc.). L'énergie requise pour la fabrication des liants est principalement obtenue de combustibles de substitution produits à partir de déchets recyclés.

Ce travail a été effectué dans le cadre d'un projet LIFE, LIFE étant l'instrument financier de l'Union Européenne pour le support des projets d'environnement et de conservation de la nature en Europe. L'entreprise menant le projet est ARF, dont les principales activités sont la gestion, le transport et le traitement des résidus industriels. Le LMDC (Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions), un laboratoire de l'Université de Toulouse, est le partenaire du projet et il fournit une aide technique et scientifique. Le LMDC est notamment spécialisé dans le développement de nouveaux matériaux pour le génie civil (matériaux innovants et éco-matériaux).

Le projet est divisé en quatre phases :

  • Construction d'une base de données de déchets pouvant être utilisés comme ressource minérale : 44 résidus ont été identifiés et caractérisés (quantité de produits disponibles, compositions chimique et minéralogique, teneur en métaux lourds, etc.)

  • Sélection au laboratoire de combinaisons de déchets pour la synthèse des liants : pour les liants de chaux, des teneurs élevées en CaO ont été obtenues, mais aussi des quantités importantes de périclase et d'anhydrite. Pour les liants bélitiques, entre 18 et 75 % de de-C2Sa été obtenu, quelquefois avec des teneurs élevées en chaux libre.

  • Tests à l'échelle industrielle de combinaisons de déchets, effectués dans un four rotatif : jusqu'à maintenant, ces tests ont été moins efficaces qu’à l’échelle laboratoire pour la production des phases chaux et bélite, particulièrement pour la seconde. Les principaux problèmes ont néanmoins été identifiés (granulométrie des résidus minéraux, trop basse température de calcination, réactions parasites dans le four rotatif).

  • Validation des résultats dans une application industrielle (plot d'essai) : cette route expérimentale, effectuée sur le site d'ARF, fait l’objet d’un suivi : géotechnique et environnemental (analyses des lixiviats récupérés).

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Pour citer ce document

Référence papier : Martin Cyr, Pierre Clastres, Marie Coutand, Jean-Marc Balandier, Yann Rousseau et Pierre Silvestre « Synthesis of binders using waste material », Dechets sciences et techniques, N°57, 2010, p. 4.

Référence électronique : Martin Cyr, Pierre Clastres, Marie Coutand, Jean-Marc Balandier, Yann Rousseau et Pierre Silvestre « Synthesis of binders using waste material », Dechets sciences et techniques [En ligne], N°57, mis à jour le : 27/04/2015, URL : http://lodel.irevues.inist.fr/dechets-sciences-techniques/index.php?id=237, https://doi.org/10.4267/dechets-sciences-techniques.237

Auteur(s)

Martin Cyr

Université de Toulouse ; UPS, INSA ; LMDC (Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions) ; 135, avenue de Rangueil ; F-31 077 Toulouse Cedex 04, France

Pierre Clastres

Université de Toulouse ; UPS, INSA ; LMDC (Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions) ; 135, avenue de Rangueil ; F-31 077 Toulouse Cedex 04, France

Marie Coutand

Université de Toulouse ; UPS, INSA ; LMDC (Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions) ; 135, avenue de Rangueil ; F-31 077 Toulouse Cedex 04, France

Jean-Marc Balandier

A.R.F, 22 rue Jean Messager, BP 40137, 59330 Saint-Rémy-Du-Nord, France

Yann Rousseau

Université de Toulouse ; UPS, INSA ; LMDC (Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions) ; 135, avenue de Rangueil ; F-31 077 Toulouse Cedex 04, France

Pierre Silvestre

Consultant Environnement Tiers Expert, 48 avenue des frères Lumière, F-69008 Lyon, France