Etude des procédés de stabilisation solidification des déchets solides poreux à base de liants hydrauliques
43 pages
Français

Etude des procédés de stabilisation solidification des déchets solides poreux à base de liants hydrauliques

-

Le téléchargement nécessite un accès à la bibliothèque YouScribe
Tout savoir sur nos offres
43 pages
Français
Le téléchargement nécessite un accès à la bibliothèque YouScribe
Tout savoir sur nos offres

Description

Chapitre 2 :Caractérisation expérimentaledes déchets poreux brutsL’étude des procédés de stabilisation/solidification des déchets nécessite decaractériser le déchet considéré avant le traitement (déchet brut). Cette étape est indispensableà la qualification de l’efficacité du procédé envisagé.Nous présentons initialement les méthodes et techniques employées pour caractériserles déchets bruts. Les résultats de cette caractérisation appliquée au catalyseur usé puis audéchet de charbon actif sont ensuite exposés. Nous proposons finalement les premierséléments de prévision des conditions du traitement de stabilisation/solidification des deuxdéchets.2.1 METHODES DE CARACTERISATION2.1.1 ECHANTILLONNAGE2.1.1.1 ECHANTILLONNAGECompte tenu des quantités à manipuler, l’échantillonnage sur site se résume à unprélèvement des différentes fractions constituant le déchet au prorata de leur distribution surl’ensemble, déterminée préalablement.Une homogénéisation par cinq retournements successifs permet de reconstituerl’échantillon prélevé [106]. Sa division par pelletage fractionné au tiers permet d’isoler troislots. Le premier est destiné au traitement de stabilisation/solidification, le second est conservéen tant que témoin et réserve éventuelle. Du troisième est extraite la fraction destinée àl’analyse du déchet brut à l’aide d’un répartiteur tubulaire rotatif pour la divisionèreprésentative de matières en vrac (ouverture de 1/10 au maximum).Tous les lots sont ...

Informations

Publié par
Nombre de lectures 133
Langue Français

Extrait

Chapitre 2 :
Caractérisation expérimentale
des déchets poreux brutsL’étude des procédés de stabilisation/solidification des déchets nécessite de
caractériser le déchet considéré avant le traitement (déchet brut). Cette étape est indispensable
à la qualification de l’efficacité du procédé envisagé.
Nous présentons initialement les méthodes et techniques employées pour caractériser
les déchets bruts. Les résultats de cette caractérisation appliquée au catalyseur usé puis au
déchet de charbon actif sont ensuite exposés. Nous proposons finalement les premiers
éléments de prévision des conditions du traitement de stabilisation/solidification des deux
déchets.
2.1 METHODES DE CARACTERISATION
2.1.1 ECHANTILLONNAGE
2.1.1.1 ECHANTILLONNAGE
Compte tenu des quantités à manipuler, l’échantillonnage sur site se résume à un
prélèvement des différentes fractions constituant le déchet au prorata de leur distribution sur
l’ensemble, déterminée préalablement.
Une homogénéisation par cinq retournements successifs permet de reconstituer
l’échantillon prélevé [106]. Sa division par pelletage fractionné au tiers permet d’isoler trois
lots. Le premier est destiné au traitement de stabilisation/solidification, le second est conservé
en tant que témoin et réserve éventuelle. Du troisième est extraite la fraction destinée à
l’analyse du déchet brut à l’aide d’un répartiteur tubulaire rotatif pour la division
èreprésentative de matières en vrac (ouverture de 1/10 au maximum).
Tous les lots sont conservés dans des fûts en polyéthylène, à l’abri de l’air et de
l’humidité.
2.1.1.2 BROYAGE
Une opération de broyage permet de réduire la taille des déchets. Elle est réalisée à
l’aide d’un broyeur à couteaux tournants muni d’un fond perforé à mailles carrées d’ouverture
1cm. A l’issue du broyage, un répartiteur rotatif tubulaire permet de séparer une fraction
représentative de l'échantillon broyé.
692.1.2 CARACTERISATION PHYSICO CHIMIQUE
2.1.2.1 ANALYSE ELEMENTAIRE
Elle permet de connaître les constituants du déchet, de renseigner quant à la nécessité
d’un traitement de stabilisation/solidification et est utile pour établir ultérieurement un bilan
matière du procédé de traitement.
Pour procéder à l’analyse élémentaire, il faut mettre en solution la totalité du déchet. A
partir d’un échantillon homogène, un broyage très fin au moyen d’un broyeur à mortier permet
d’obtenir une poudre. Une fusion alcaline de celle ci avec du tétraborate de lithium (fondant)
aboutit à la réalisation d’un verre alcalin. (Cette fusion peut entraîner la perte par volatilisation
de certains composés). Le verre est ensuite dissous dans de l’acide chlorhydrique. La solution
obtenue est analysée par un spectromètre d’émission atomique à plasma inductif. Cet appareil
mesure le rayonnement émis par les atomes à doser, préalablement excités.
2.1.2.2 REPARTITION GRANULOMETRIQUE
Par analogie avec les bétons hydrauliques ou les enrobés bitumineux pour lesquels la
taille des agrégats est un facteur influant sur la qualité du matériau, la détermination de la
répartition granulométrique des déchets bruts doit fournir un élément d’appréciation des
caractéristiques des déchets traités.
La répartition granulométrique est déterminée par tamisage et pesée des fractions
retenues dans les tamis. Cette méthode s’avère toutefois insatisfaisante pour les particules très
fines, de taille inférieure à 500 μm. Pour celles ci, le granulomètre à laser constitue un
instrument de choix. La répartition granulométrique d’un échantillon en suspension dans un
milieu inerte est déterminée par rapport à l’obturation du faisceau laser. Pour réaliser la
mesure dans des conditions optimales, l’obturation doit être inférieure à 30% quelles que
soient les tailles des particules de l’échantillon.
2.1.2.3 SICCITE
Elle est le complément du degré d’humidité du déchet brut. Elle est déterminée par le
rapport de masse après et avant séchage en étuve à 103 2 °C jusqu'à obtenir une masse
constante ou au maximum pendant une durée de 24 heures.
70
–2.1.3 CARACTERISATION STRUCTURALE
2.1.3.1 DENSITES APPARENTE ET REELLE
La densité apparente en vrac, pour des matériaux poreux et peu compacts, illustre
l’encombrement du déchet. Associée à la densité réelle, elle préfigure la quantité de liant
nécessaire pour en obtenir un déchet traité solide et surtout massif. La masse volumique
apparente (densité apparente) est déterminée par pesée d’un volume connu de déchet.
La densité réelle, associée au volume poreux, permet d’évaluer la porosité du déchet.
Elle est mesurée par un pycnomètre, instrument conçu pour isoler un volume très précis. La
solution utilisée dans le pycnomètre est choisie de telle sorte qu’elle n’interagisse pas
chimiquement avec le déchet, c’est à-dire surtout qu’elle ne le solubilise pas. La volatilité de
la solution à la température de la mesure et son pouvoir mouillant sont aussi des critères à
prendre en compte. Le volume réel occupé par l’échantillon de déchet de masse connue est
déduit de la différence de masse de l’ensemble pycnomètre échantillon solution par rapport à
l’ensemble pycnomètre solution et de la masse volumique de la solution. L’introduction du
pycnomètre dans une cuve à ultrasons favorise une meilleure pénétration de la solution dans
les pores du déchet.
2.1.3.2 SURFACE SPECIFIQUE
La surface spécifique d’un déchet renseigne sur la quantité de liquide nécessaire à son
mouillage (eau ou bitume), elle influe sur la liaison déchet liant au sein du déchet traité par un
liant hydraulique ou un liant bitumineux.
Le principe de la mesure de la surface spécifique consiste à adsorber physiquement un
gaz (adsorbat) à basse température. Les adsorbats utilisés sont l’argon pour les solides de très
grande aire spécifique, l’azote pour des aires spécifiques comprises entre 10 et quelques
2 2centaines de m/g, le krypton pour des aires de l’ordre du /gm. La méthode de
Brunauer, Emmett et Teller (B.E.T.) permet de connaître le volume d’une monocouche
d’adsorbat à partir de la quantité de gaz adsorbé. Connaissant ce volume ainsi que
l’encombrement d’une molécule d’adsorbat, on calcule l’aire spécifique. Pour des aires
spécifiques particulièrement grandes, la détermination devient délicate par la méthode B.E.T.,
on utilise la méthode t ou les transformés de Langmuir [23].
712.1.3.3 POROSITE
Ce paramètre est un facteur clé en ce qui concerne notre étude, il dicte le
comportement du déchet en présence d’un liquide (absorption).
La caractérisation de la porosité est effectuée par une ou plusieurs mesures physiques
selon la taille des pores.
L’intrusion au mercure permet de déterminer le volume poreux et la distribution de la
taille des pores de diamètre supérieur à 75Å (pour des pressions jusqu'à 2000 bars), c’est à
dire des macropores jusqu'à une partie des mésopores.
La répartition de la taille des mésopores et des micropores est déterminée à partir des
isothermes d’adsorption ou de désorption de l’azote ou de l’argon. Dans le cas des mésopores
(taille comprise entre 20 et 500Å), la méthode utilisée est celle de Brunauer, Joyner et Halenda
(B.J.H.). Elle consiste en la détermination d’un volume d’azote ou d’argon désorbé quand on
abaisse la pression d’équilibre (évaporation capillaire). Pour faciliter les calculs, les pores sont
supposés cylindriques.
La méthode de Horvath et Kawazoe est utilisée dans le cas des micropores (taille
comprise entre 5 et 20Å). Elle est basée sur le potentiel d’interaction entre une molécule
d’adsorbat et l’échantillon à analyser.
2.1.3.4 MICROSTRUCTURE
La microstructure est déterminée par un microscope électronique à balayage (MEB)
couplé à un analyseur X par spectrométrie à dispersion d’énergie.
Le principe du microscope électronique repose sur la réflexion d’un faisceau incident
d’électrons par la surface de l’échantillon préalablement rendue conductrice (métallisation à
l’or sous vide). Une image contras

  • Univers Univers
  • Ebooks Ebooks
  • Livres audio Livres audio
  • Presse Presse
  • Podcasts Podcasts
  • BD BD
  • Documents Documents