Le déchet est un matériau déformable. Une conséquence observable de cette déformation est le tassement. Sur site, les tassements totaux peuvent atteindre de 25% à 50% de la hauteur initiale du massif (Wall and Zeiss, 1995). L'intérêt de la compréhension et de l'étude des tassements ainsi que relevé par Olivier (2003) sont les suivants :
• Intérêt environnemental et sécuritaire : Impact sur la pose et la pérennité des couvertures, ecacité du captage de biogaz, stabilité des talus ...
•Intérêt économique : Prévision de la capacité de stockage d'une installation et optimisation de la durée d'exploitation
Par ailleurs, la compréhension des tassements à long terme est primordiale pour la post-exploitation d'un site. En eet, la stabilité biomécanique d'une installation est nécessaire pour une réutilisa-tion.
Plusieurs facteurs peuvent inuencer la valeur maximale de tassement mais aussi la dynamique de tassement. Ces facteurs sont, entre autres, le type de déchet , sa teneur en liquide et en matières organiques, la masse volumique humide, la compressibilité, l'état de dégradation et la gestion de l'ISDND (prétraitement, remplissage, compactage, humidication...) (Elagroudy, 2008).
Le tassement d'une couche de déchet peut se décrire en plusieurs phases (Fig. 2.7). L'approche traditionnellement utilisée se fait en trois phases :
•Le tassement instantané ou initial
•Le tassement primaire d'une durée de 1 à 3 mois
•Le tassement secondaire qui se situe majoritairement pendant la phase de post-exploitation de l'ISDND mais se prolonge sous la forme de tassement secondaire résiduel, beaucoup plus faible jusqu'à un siècle après la mise en place
Cependant, on considère en général seulement deux phases, en regroupant les phases de tassement instantané et de tassement primaire.
Fig. 2.7: Les phases du tassement d'une couche de déchet (Grisolia et al., 1995)
2.2.1 Le tassement primaire
Les tassements instantané et primaire sont d'origine purement mécanique. Le tassement ins-tantané correspond à la réponse rapide du déchet à son poids ou à une surcharge appliquée (remplissage, compactage, construction sur le site). La contrainte appliquée conduit au réarran-gement des particules par glissements et rotations. Par ailleurs, suivant son humidité et son état de contrainte le déchet peut réessuyer une partie de liquide.
Le tassement primaire est traditionnellement décrit par la loi de Terzaghi : ∆V
V0 =CR∗log(σσ00 c
) (2.16)
∆V (m3) est la variation de volume due au tassement par rapport au volume total initial (V0
en m3), σ0 (kPa) est la contrainte eective en bas du domaine étudié, σ0
c (kPa) est la contrainte de préconsolidation et C∗
R (-) est le coecient de compression primaire.
La contrainte de préconsolidation peut être estimée par l'eet du compactage entre 20 kPa et 40 kPa (Olivier, 2003). La contrainte de préconsolidation lors d'expériences en laboratoire est plus faible, de l'ordre de 10 kPa (Staub, 2010). Des valeurs de C∗
R sont résumées Table 2.13.
Tab. 2.13: Valeurs du coecient de compression primaire (-) dans la littérature Référence Coecient de compression primaire
Wall and Zeiss (1995) 0,21 - 0,25
Olivier (2003) 0,19 - 0,24
Stoltz (2009) 0,25 - 0,37
Staub (2010) 0,30 - 0,35
poral dédié au gaz, au réessuyage près. Par conséquent, il est possible de dériver l'évolution de certaines variables physiques en fonction de ce tassement. Les indices 0 correspondent aux valeurs initiales.
•Evolution de la porosité totale
εT= εT0−∆V/V0
1−∆V/V0 (2.17)
•Evolution de la teneur en liquide volumétrique
θL= θL0
1−∆V/V0 (2.18)
•Evolution de la masse volumique humide
ρh= ρh0
1−∆V/V0 (2.19)
Par conséquent, les masses volumiques humide et sèche augmentent avec le tassement, contrai-rement à la porosité qui diminue. En considérant que le déchet ne réessuye pas d'eau et que le volume total diminue, la teneur en liquide volumétrique augmente avec le tassement. Par conséquent, la teneur en gaz diminue avec le tassement.
2.2.2 Le tassement secondaire
Le tassement secondaire est dû à deux processus. Tout d'abord ce tassement a une compo-sante mécanique de uage. De manière analogue aux sols, le uage mécanique correspond, lors d'un chargement à contrainte constante, à des modications de la structure à l'échelle microsco-pique (des glissements, rapprochements, eondrements se produisent au sein même des éléments
et entre eux) ce qui entraîne une déformation prolongée dans le temps. Le uage mécanique est souvent associé à une fatigue du matériau ou un écoulement dans le temps.
L'autre composante du tassement secondaire est biochimique. En eet, les processus de biodé-gradation conduisent à une perte de masse solide. Par ailleurs, comme noté section 2.1.1, la biodégradation change la composition du déchet et sa granulométrie. Ceci provoque de nouvelles réorganisations des particules solides.
Il existe plusieurs types de modélisation du tassement secondaire.
La modélisation la plus classique (Sowers, 1973) est une approche globale. Le tassement secon-daire est alors décrit par une loi analogue à la loi de Buisman :
∆V
V0 =Cαεlog(t1t) (2.20)
Avec Cαε (-) le coecient de compression secondaire et t1 le temps correspondant à la n de la consolidation primaire.
Une autre modélisation (Gourc et al., 2010) consiste à décorréler le tassement d'origine mécanique et le tassement d'origine biochimique. Dans cette modélisation, le tassement d'origine mécanique est décrit par une loi de type Buisman (Eq. 2.20), le tassement d'origine biochimique est lui décrit par une loi exponentielle (Gourc et al., 2010).
Olivier (2003) relève des valeurs de Cαε de l'ordre 0,01 à 0,21.
Le tassement secondaire est donc provoqué par une modication de volume des pores, de masse et de volume solide. Par conséquent, il n'est pas envisageable d'obtenir l'évolution des variables phy-siques simplement en fonction du tassement comme cela est possible avec le tassement primaire. Il faudrait connaître la perte de masse et de volume solide.