Calcination des sédiments de dragage contamines. Etude des propriétés physico-chimiques

Ramaroson Jocelyn

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Chapitre I : Synthèse bibliographique











Chapitre I

Synthèse bibliographique



















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20 Chapitre I : Synthèse bibliographique


I . Synthèse bibliographique

I-1 Les sédiments de dragage

I-1.1 Origine et nature des sédiments
Les sédiments sont des dépôts (continentaux ou marins) qui proviennent de
l’altération et de la désagrégation de roches préexistantes. Ces dépôts sont ensuite
transportés par les cours d’eau et/ou par le vent, pour finalement se déposer dans des
bassins de sédimentation et former des roches sédimentaires.
Les sédiments ont principalement deux origines : endogène ou exogène.
- L'origine endogène de la sédimentation provient de la production autochtone
du milieu. Cette production primaire engendre des débris de macrophytes (plantes
aquatiques, cadavres de microphytes et d'animaux)
- L'origine exogène. Dans ce cas-ci, les sédiments sont issus du ruissellement
des fleuves, des effluents ou de l'atmosphère. Cet apport peut être d'origine naturelle
(érosion des sols, décomposition de la matière végétale), ou anthropique (apports de
matière en suspension, de matières organiques, de nutriments ou de micro-polluants en
raison des rejets agricoles, industriels et domestiques) [1].

La provenance des sédiments conditionne leur composition minérale :
- Les sédiments terrigènes (blocs, cailloux, graviers, sables, …), issus de
l’érosion des sols, traduisent fidèlement de par leur nature chimique la nature des terrains
érodés.
- Les particules les plus fines (limons, boues et vases) sont composées d’une
part des minéraux argileux d’origine terrigène et d’autre part de squelettes d’organismes
d’origine endogène [1].

Les sédiments peuvent être caractérisés par leur granulométrie :


21Chapitre I : Synthèse bibliographique
Taille Dénomination
Supérieur à 20 cm blocs
De 2cm à 20cm Galets et cailloux
De 2mm à 2cm Graviers
De 63μm à 2mm Sables (grossiers et fins)
De 2μm à 63μm Limons (ou silt)
Inférieur à 2μm Vases, bous argileuses

Tableau 1 : Classement granulométrique des sédiments

L’analyse granulométrique des vases étudiées par Boutil [2] conclut à une
dominante limoneuse (plus de 60%) et à une faible teneur en sable souvent inférieure à
20%. La fraction argileuse est d’environ 25%. La proportion d’ultra fins est estimée entre
30% et 60% de la fraction argileuse, selon les études de Vidalie [3] .
Le sédiment peut être classé en tenant compte de leur texture :
























Figure 1 : Diagramme triangulaire pour classer le sédiment selon leur texture [4]

22Chapitre I : Synthèse bibliographique
I-1.2 La problématique des sédiments de dragage
I-1.2.1 Le dragage
Le dragage constitue une activité vitale pour l'exploitation des ports et des
3
canaux fluviaux. En moyenne 50 millions de m de sédiments sont dragués par an en
France. Les trois principaux ports d’estuaires (Rouen, Nantes-St Nazaire et Bordeaux)
3
font état d’un volume annuel d’environ 25 millions de m de sédiments dragués. Les cinq
grands ports maritimes, Dunkerque, Calais, Boulogne, le Havre et la Rochelle, draguent
3un volume annuel de 6,2 millions de m , auxquels s’ajoutent les dragages, moins
conséquents en volume, des multiples autres enclaves portuaires [5] .

Le volume des sédiments dragués (ports – canaux) pour différents pays est
donné dans ce tableau [6 , 7 , 8 ] .

3Pays Sédiments dragués (m /an)
France 50 000 000
Angleterre 40 000 000
Pays-Bas 45 000 000
Allemagne 50 000 000
Etats-Unis 250 000 000

Tableau 2 : Volume des sédiments dragués (ports-canaux) pour différents pays


On distingue trois types de dragage qui diffèrent selon la nature des sédiments à
draguer et le type de travaux à réaliser : entretien, approfondissement, aménagements de
nouvelles aires portuaires.
Les dragages d'entretien sont des opérations répétitives, visant à extraire les
sédiments déposés qui gênent la navigation : ils sont quasi permanents dans les ports
d'estuaires et périodiques dans les ports ouverts sur la mer.
Les dragages d'approfondissement sont entrepris lorsqu'il devient nécessaire
d'adapter le seuil de navigation à la taille des navires. Ces travaux nécessitent de déplacer
d'importants volumes de sédiments et demandent des moyens de dragages importants.
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Les sédiments non contaminés ne posent pas de problèmes particuliers quant à
leurs effets sur l'environnement et sont dans certains cas utilisés pour la création de zones
humides, l'engraissement de plages en cours d'érosion ou la construction de routes. En
revanche, le dragage et le rejet de matériaux contaminés posent un certain nombre de
questions concernant leurs effets sur la qualité physico-chimique des eaux et le devenir
des substances toxiques pour les organismes vivants.
En 1977, Clark [9] caractérisait le dragage comme la menace la plus sérieuse
pour les écosystèmes littoraux. Les opérations de dragages posent un problème
environnemental car elles favorisent la dispersion des contaminants. En effet, la solution
la plus communément employée pour se débarrasser des sédiments dragués était le
relargage en mer.

I-1.2.2 La réglementation relative à la gestion des sédiments de dragage
Les études sur la problématique des sédiments toxiques sont relativement
récentes. Le comportement des matériaux dans le temps, et notamment les phénomènes
de transfert de polluants sont donc mal connus. Les notions de pollution d’un cours d’eau
et de toxicité de ses sédiments sont difficiles à définir. Cela explique grandement le vide
réglementaire qui existe sur ce sujet, et par exemple, l’absence de normes de référence
pour les sédiments en France [10 , 11]. Le document de référence, lorsqu’on aborde le
problème de la gestion des sédiments contaminés, est connu sous le nom de Convention
de Londres ( Convention pour la prévention de la pollution des mers résultant de
l’immersion de déchets et autres matières : Gestion des sédiments contaminés).
Les opérations relatives au dragage des sédiments et à leur immersion ou dépôt à
terre sont soumises à des autorisations délivrées par les préfets. Elles sont basées sur des
dispositions réglementaires adoptées au niveau international dans le cadre de conventions
internationales et de la loi française.
On entend généralement par "immersion", le déversement délibéré dans la mer
de substances ou de matériaux, à partir de navires, aéronefs, engins flottants, plates-
formes fixes ou flottantes ou autres ouvrages placés en mer. Ne sont donc pas considérés
comme des immersions, les rejets de matériaux effectués directement par conduite sur le
littoral. De même, sont a priori exclues du champ des conventions, les opérations de
dragage par surverse ou par agitation.

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1-1.2.2.1 Réglementations internationales et européennes
L’importante disposition existant au plan mondial est la Convention de Londres
du 29 décembre 1972, réglementant la prévention de la pollution des mers par
l'immersion des déchets.
Au plan régional (Nord Europe), la prévention de la pollution des mers par les
opérations d'immersion est cadrée par la Convention d'Oslo du 15 février 1972, à laquelle
s'est substituée, depuis le 25 mars 1998 [12] , la Convention de Paris du 22 septembre
1992 pour la protection du milieu marin de l'Atlantique du Nord-Est. Cette convention a
été ratifiée par l’Allemagne, la Belgique, le Danemark, la Finlande, la France, l’Irlande,
l’Islande, le Luxembourg, la Norvège, les Pays-bas, le Portugal, le Royaume-Uni,
l’Irlande du nord, l