Présentation
Auteur(s)
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Pierre MOSZKOWICZ : Laboratoire d’analyse environnementale des procédés et des systèmes industriels Institut national des sciences appliquées de Lyon
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Radu BARNA : Polden‐Insavalor
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’industrialisation et l’urbanisation se sont développées pendant le XIX e siècle et la première moitié du XX e en ignorant pratiquement les conséquences environnementales des nouvelles pratiques de consommation et de production mises en œuvre. Les modes de vie sont devenus de moins en moins « économes » en matières premières et en énergie consommées et de plus en plus générateurs de déchets. Dans la seconde moitié du XX e siècle, les flux de produits matériels se sont intensifiés et globalisés à l’échelle de la planète. Les matières et matériaux utilisés se sont « artificialisés », avec des caractéristiques qui rendent plus difficile leur réinsertion dans les cycles biogéochimiques naturels. Depuis la fin des années 1950, une prise de conscience écologique s’est développée : les évolutions démographiques, la raréfaction prévisible des ressources naturelles, les crises énergétiques, les catastrophes écologiques ont fixé des bornes à une croissance industrielle incontrôlée. Aujourd’hui, les préoccupations écologiques sont présentes dans tous les secteurs de l’activité économique et le management des entreprises intègre de plus en plus la composante environnementale. Les méthodes de gestion et de traitement des déchets sont au cœur de cette problématique et conditionnent souvent la pérennité des modes de production ou de consommation.
Les procédés de stabilisation‐solidification des déchets ont été largement développés au stade industriel et permettent de trouver des solutions économiques et fiables. L’industrie nucléaire a été un précurseur dans le domaine puisqu’il a fallu, dès l’origine, prévoir un mode de gestion efficace et sûr pour des déchets radioactifs dont la nocivité à long terme est évidente. Aujourd’hui, l’incinération est une filière particulièrement développée pour le traitement des ordures ménagères avec, en général, une valorisation énergétique. Des déchets industriels sont aussi éliminés par incinération. Ces procédés thermiques engendrent des résidus solides : des mâchefers, des résidus d’épuration des fumées d’incinération d’ordures ménagères ou de déchets industriels (REFIOM ou REFIDI). La solidification à l’aide de liants hydrauliques permet de stabiliser ces déchets ultimes et d’obtenir des solidifiats qui peuvent être stockés dans des sites spécialement aménagés, dans de bonnes conditions de sécurité environnementale (centres de stockage de déchets ultimes stabilisés). Plus récemment, la vitrification des cendres volantes provenant de l’incinération des déchets connaît aussi un développement en France, laissant présager une possible valorisation des solidifiats obtenus.
Les procédés de stabilisation‐solidification apparaissent ainsi comme un maillon essentiel et en plein développement des filières de gestion des déchets industriels et urbains.
Les filières de traitement des déchets visent différents objectifs :
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recyclage total ou partiel ;
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retour « écocompatible » dans l’environnement (cas de la stabilisation‐solidification) ;
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décomposition en espèces chimiques « inoffensives ».
Toutes ces filières nécessitent la mise en œuvre de techniques très variées, étudiées dans les articles de la rubrique « Déchets » Approche systémique des déchets et suivants de ce traité Environnement.
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VERSIONS
- Version courante de janv. 2011 par Radu BARNA, Denise BLANC
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Perspectives de développement4. Procédés d’enrobage à l’aide de liants organiques
4.1 Enrobage à l’aide de bitume
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Principe
Les bitumes sont utilisés pour l’enrobage des déchets solides faiblement radioactifs depuis plus de vingt ans. Les déchets enrobés sont alors contenus dans des fûts métalliques. Le prix relativement bas des bitumes et leurs caractéristiques physico‐chimiques et mécaniques peuvent les rendre intéressants pour des procédés de solidification de déchets solides autres que d’origine nucléaire. Le principe de la solidification consiste alors à disperser de manière homogène le déchet granulaire dans la matrice de bitume. La viscosité du bitume, très élevée à la température ambiante, permet d’obtenir un matériau relativement solide et imperméable où les polluants contenus dans les déchets sont confinés.
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Propriétés du bitume
Le bitume est un mélange complexe d’hydrocarbures aliphatiques, naphténiques et aromatiques à masses molaires élevées, obtenu pendant la distillation des pétroles bruts.
Un bitume commercial est caractérisé par des essais empiriques normalisés :
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la pénétrabilité d’une aiguille type au bout de 5 s, à une température donnée (norme NF EN 1426) (cf. ) ;
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le point de ramollissement (méthode « bille et anneau », norme NF EN 1427) ;
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la densité, voisine de 1 à 25 oC pour tous les bitumes ;
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la perte par chauffage (163 oC) pendant 5 h (norme NF T 66‐011) ;
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le point d’éclair des vapeurs et le point de feu du bitume (NF T 66-009).
Du point de vue mécanique, le bitume se comporte, à la température ambiante, comme un matériau viscoélastique. La viscosité des bitumes diminue généralement avec l’augmentation de la température et il devient pratiquement liquide pour des températures proches de 200 oC.
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Utilisation
Le bitume peut être utilisé pour le confinement des déchets grâce à son faible coût, à sa facilité de mise en œuvre et aux qualités suivantes :
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bon pouvoir agglomérant car il adhère à la majorité des matériaux ;
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bonne stabilité...
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