Traitement des sédiments

Les différents modes de traitement sont choisis en fonction de chaque type de sédiment afin d’optimiser leur comportement.

stabilisation et la solidification des sols. L’utilisation des sédiments en techn

mécanique. Ces exigences se traduisent par une telles que la résistance à la compression

immédiat ou de CBR. Par ailleurs, le traitement des sédiments de dragages par liant hydraulique ne peut être effectué

d’hydratation. (BOUTOUIL .M, 2011)

La société SEDIGATE a développé un décanteur dynamique NEMEAU®450

déshydratation des sédiments in-situ (Figure 1.11). Ce procédé est un décanteur dynamique fonction est semblable à la centrifugation. Il est conçu pour trois containers aux gabarits routier et ferroviaire : un premier conteneur technique (alimentation de l’ensemble du décanteur dynamique, préparation des floculants et injection), un

un troisième conteneur considéré comme un local

NEMEAU ® 450 permettent, selon ces concepteurs, d’atteindre une siccité variant de 40 % à 50%. (MANCIOPPI.L et al ,2012).

a machine NEMEAU® 450 (MANCIOPPI.L et al, 2012)

des sédiments

différents modes de traitement sont choisis en fonction de chaque type de sédiment afin miser leur comportement. Les liants hydrauliques sont les plus utilisé

stabilisation et la solidification des sols.

L’utilisation des sédiments en technique routière obéit à certaines exigences au point de vue se traduisent par une amélioration de performances mécaniques la résistance à la compression, la résistance à la traction et l’indice

ar ailleurs, le traitement des sédiments de dragages par liant effectué qu’après la réduction de la teneur en eau par un processus (BOUTOUIL .M, 2011).

450 innovant pour la . Ce procédé est un décanteur dynamique Il est conçu pour trois conteneur technique (alimentation de l’ensemble du décanteur dynamique, préparation des floculants et injection), un second un local stockage. Les , selon ces concepteurs, d’atteindre

, 2012).

différents modes de traitement sont choisis en fonction de chaque type de sédiment afin sont les plus utilisés pour la

re obéit à certaines exigences au point de vue amélioration de performances mécaniques

l’indice de portance ar ailleurs, le traitement des sédiments de dragages par liant réduction de la teneur en eau par un processus

Les Sédiments de curage

57 | P a g e 1.6.1 Traitement à la chaux

La chaux est obtenue par la décomposition du calcaire à une température élevée. L’ajout de la chaux dans les sols contribue à une réduction de 1% de la teneur en eau du sol pour 1% de chaux apportée (ROSSI.P et al, 2007). L’incorporation de la chaux dans un sol argileux conduit à la floculation des particules. Ce phénomène se traduit par une modification des champs électriques inter-particulaires par échange des cations alcalins (Na+, K+,...) avec des cations Ca2+ et OH-apportés par la chaux. D’un point de vue géotechnique. Cette action entraîne une modification de la consistance par la réduction de l’indice de plasticité. Cette réduction se traduit par une augmentation de la limite de plasticité s’accompagnant plus ou moins d’une augmentation de la limite de liquidité (Figure 1.12). En revanche, l’ajout de la chaux abaisse la densité maximale optimale de l’essai Proctor, avec un décalage de la teneur en eau optimale qui devient plus importante (Figure1.13) et une augmentation de l’indice de Portance CBR (augmentation de 4 à 10 fois par rapport aux sols non traité), ( (CABANE.N, 2004), (ROSSI.P et al, 2007)). La chaux peut contribuer également à la diminution de la sensibilité à l’eau, l’accroissement de la résistance et la stabilité du matériau. (ROUX & RIVIÈR.A, 1969).

Figure 1.12 : Modification immédiate du comportement d'un sol argileux humide provoquée par l'introduction de la chaux (GTS-LCPC-SETRA, 2000)

Figure 1.13 : Représentation des actions de la chaux sur les caractéristiques de compactage après l’ajout de la chaux. (GTS-LCPC-SETRA, 2000)

L’ajout de chaux dans un sol provoque une augmentation immédiate du pH qui peut atteindre 12.4. Cette valeur de pH permet de favoriser la formation de silicates de calcium hydratés (CSH, CAH, CASH). La formation de cette réaction est conditionnée par la présence d’une quantité nécessaire de chaux pour la saturation du sol. Pour cela, un test est effectué afin de déterminer la teneur en chaux nécessaire pour que ces réactions puissent avoir lieu.

La quantité de chaux nécessaire pour obtenir cette valeur de pH (pH=12,4) est connue sous le nom de « lime fixation point » (EADES.J & GRIM.R-E, 1966). Le développement des minéraux CSH, CAH, CASH, contribue à l’augmentation de la résistance Rc. En effet, plusieurs chercheurs (Figure1.14) montrent que les résistances de compression sont proportionnelles ou liées au développement de la formation de CAH et de CSH (XING.H et al, 2009).

Figure 1.14 : Relation entre la formation des hydrates CAH et CSH et résistance à la compression simple d’un sol traité (XING.H et al, 2009).

Les Sédiments de curage

59 | P a g e 1.6.2 Traitement au ciment

Le liant hydraulique ou ciment de type Portland est constitué principalement de clinker, qui résulte à partir d’un mélange de 80 % de calcaire et 20% d’argile et qui est issu de la cuisson à haute température de 1450°C. (DESCHAMPS.T et al, 2006). Les principaux composants anhydres obtenus lors de refroidissement rapide du clinker sont :

 Le silicate tricalcique 3CaO.SiO2 (C3S) (50-70% du clinker);

 Le silicate bicalcique 2CaO.SiO2 (C2S) (10-30% du clinker);

 L’aluminate tricalcique 3CaO.Al.O3 (C3A) (2-15% du clinker);

 L’alumino-ferrite tétracalcique 4CaO.Al2O3.Fe2O3 (C4AF) (5-15% du clinker).

Au contact de l’eau les principaux composés du ciment C3S, C2S, C3A, et C4AF réagissent pour former de nouveaux composés insolubles qui entraînent la prise et le durcissement progressif du matériau. Cette réaction d’hydratation de ciment peut se résumé en cinq équations principales qui sont :

C3S + 6H C–S-H + 3 Ca(OH) 2C2S + 4H C-S-H + Ca (OH) 2 2C3A + 27H C4AH19 + C2AH8 C3A + 3CSH2 + 26H C6AS3H32 + AH3 C3AS3H32+ 3CA + 4H 3C4ASH12

Avec : (C = CaO; S = SiO2; A = Al2O3; F = Fe2O3; H = H2O; S = SO3). (SILITONGA. E, 2010). L’hydratation du ciment est un processus très complexe du fait de ces réactions qui se déroulent simultanément à des cinétiques différentes et peuvent contribuer au durcissement et à la solidification/stabilisation. L’utilisation du liant hydraulique permet de piéger, de fixer et de rendre moins mobiles les polluants par plusieurs mécanismes : précipitation, sorption, insertion, piégeage mécanique (LOUSTAU C- M, 2012), (DESCHAMPS.T et al, 2006). En revanche, plusieurs chercheurs montrent que les métaux lourds et les matières organiques ont une influence sur les mécanismes et ou la cinétique de l’hydratation, ainsi que sur la résistance finale des matériaux. (MEZAZIGH.S, 2010) ; (DIET.J-D, 1996).

1.6.3 Ajout de correcteur granulaire.

L’ajout de correcteur granulométrique dans les sédiments a pour but d’augmenter la compacité du matériau et d’améliorer les performances mécaniques pour l’utilisation comme matériaux de construction. En général, les sédiments contiennent une proportion importante de particules fines (porosité élevée), de teneur en eau, de matières organiques et de polluants. L’ajout d’un correcteur granulaire peut contribuer à l'atténuation de ces paramètres ainsi qu’à l’amélioration du squelette granulaire du matériau qui permet de réduire les vides pour obtenir une compressibilité plus faible et une résistance mécanique plus élevée (BOUTOUIL.M & SAUSSAYE.L, 2011). Plusieurs recherches réalisées sur la valorisation du sédiment incluent la faisabilité d’utiliser un correcteur granulaire, montrent que l’ajout d’un correcteur granulaire contribue à la l’amélioration des performances mécaniques en complément du traitement aux liants hydrauliques. ( (ABRIAK.N.E & GREGOIRE.P, 2003) (KAMALI.S et al, 2007) (BOUTOUIL.M & SAUSSAYE.L, 2011) ; (ACHOUR.R, 2013) ; (MAHERZI.W, 2013) (LIANG.Y, 2012) ; (MIRAOUI.M, 2010); (TRAN NGOC . T, 2009) ; (BOUTOUIL .M, 1998) ; (DUBOIS.V, 2006) ; (COLIN.D, 2003)).