Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Inciter à l’utilisation plus systématique de matériaux alternatifs dans une logique de développement durable et de valorisation de co-produits industriels est une bonne chose. Encore est-il essentiel de pouvoir s’assurer que cette utilisation est sans danger majeur pour l’environnement. C’est tout l’enjeu du projet de recherche industrielle ECLAIR qui vise à étudier le mécanisme de relargage potentiel et l’impact des polluants d’un laitier LD d’aciérie de conversion utilisé en particulier en techniques routières. Cet article présente les principes de l’étude et ses principales conclusions, très encourageantes d’un point de vue environnemental, quant à l’utilisation de laitiers LD pour les projets d’infrastructures routières.
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Michel LEGRET : IFSTTAR, Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l’Aménagement et des Réseaux, Département Géotechnique, Eau et Risques - Article extrait de la revue « Laitiers sidérurgiques » n° 98, octobre 2011, avec l’aimable autorisation du Centre Technique et de Promotion des Laitiers Sidérurgiques (http://www.ctpl.info)
INTRODUCTION
Domaine : Matériaux
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées :
Domaines d’application : génie civil, construction routière
Principaux acteurs français :
Pôles de compétitivité : Gestion des risques et vulnérabilité des territoires
Centres de compétence : Centre Technique et de Promotion des Laitiers, Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l’Aménagement et des Réseaux, Centre Européen de Recherche et d’Enseignement en Géosciences de l’environnement (UMR 6635 Université Paul Cézanne-Aix/Marseille III et CNRS Provence), Institut National de l’Environnement Industriel et des Risques (INERIS Méditerranée), Laboratoire de Toxicologie Environnementale (UMR 406 INRA/Université d’Avignon et des Pays du Vaucluse).
Industriels : ARCELOR MITTAL
Autres acteurs dans le monde :
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Conclusions6. Altération du laitier et dynamique des contaminants
Toutes les phases des laitiers sont sensibles au lessivage et présentent des signes d’altération. La carbonatation est le fait majeur qui caractérise le lysimètre et le plot expérimental, mais uniquement sur les 5 premiers centimètres (figure 4).
Une croûte carbonatée assure la cohésion entre les grains de laitier et la source de calcium qui alimente la carbonatation est constituée par la chaux (CaO) et la portlandite (Ca(OH)2), mais aussi par les silicates, voire les ferrites et les wustites. Si l’hydratation des laitiers conduit à la formation de C-S-H par un mécanisme de dissolution-précipitation (figure 5), ces C-S-H pourraient fixer le vanadium, qui lors de la carbonatation des C-S-H sera de nouveau libéré. Les données de microanalyses soutiennent ce mécanisme, même si on ne peut totalement écarter l’oxydation de la ferrite de calcium, autre phase porteuse du vanadium. D’ailleurs, la présence de C-A-H, ou encore d’oxyhydroxydes ou d’hydroxydes d’aluminium, traduisent bien une altération des ferrites. Par contre, cette altération des ferrites est probablement modérée puisque les relargages de chrome sont limités. Enfin, la présence de magnésium dans les wustites leur confère une plus grande résistance à l’altération, même si des hydroxydes de magnésium sont mis en évidence. Lors de la lixiviation de ces phases, elles subissent une évolution significative avec la précipitation de magnétite (Fe3O4), fixant alors le chrome qui était associé à la wustite. Ce phénomène bloque avantageusement ce métal dans une phase secondaire stable.
Afin d’étudier le transfert des métaux dans des sols sous-jacents un ouvrage, des expériences en colonnes de laboratoire alimentées avec un lixiviat de laitier ont été réalisées en conditions d’écoulement saturé. Elles ont été conduites sur 3 matériaux de complexité croissante : un sable de Fontainebleau, un mélange de sable avec 5 % de kaolinite et un sol limoneux. Elles ont été associées à une modélisation à l’aide de codes de calcul géochimique et...
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Altération du laitier et dynamique des contaminants
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - LEGRET (M.), CHAURAND (P.), DOMAS (J.), CAPOWIEZ (Y.), DENEELE (D.), REYNARD (J.), LASSABATÈRE (L.), YILMAZ (D.), ROSE (J.), BÉNARD (A.), BÉCHET (B.), RICHARD (D.), BOTTÉRO (J.-Y.) - Environmental assessment of the behavior of a BOF steel slag used in road construction : the PRECODD-ÉCLAIR research program - Int. Conf. WasteEng 08, Patras, Greece (2008).
-
(2) - LEGRET (M.), BÉNARD (A.), DENEELE (D.), CHAURAND (P.), DOMAS (J.), ROSE (J.) - Evaluation of pollutant potential release from a BOF steel slag used in a civil engineering scenario - Int. Conf. WasteEng10, Beijing, China (2010).
-
(3) - MOTZ (H.), GEISELER (J.) - Products of steel slags an opportunity to save natural resources - Waste Management, 21, 285-293 (2001).
-
(4) - PROCTOR (D.M.), FEHLING (K.A.), SHAY (E.C.), WITTENBORN (J.L.), AVENT (C.), BIGHAM (R.D.), CONNOLLY (M.), LEE (B.), SHEPKER (T.O.), ZAK (M.A.) - Physical and chemical characteristics of blast furnace, Basic Oxygen Furnace, and Electric Arc Furnace steel industry slags - Environmental Science & Technology, 34, 1576-1582 (2000).
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(5) - TOSSAVAINEN (M.), ENGSTROM (F.), YANG (Q.), MENAD...
ANNEXES
Rapport de l'IFSTTAR – Évaluation environnementale du comportement d'un laitier LD utilisé en infrastructure routière. – (Sous la direction de M. Legret). Collection Études et recherches des LPC. Série Routes et Sécurité routière, 57 (2011).
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