Les sédiments
1.7. Voies de valorisation des sédiments dans le génie civil
En fonction de leur nature granulométrique et de leur composition chimique, plusieurs voies de valorisation peuvent être envisagées. L’École des Mines de Douai a mené des recherches afin de trouver des voies de valorisation des sédiments en génie civil. Plusieurs pistes ont été étudiées dans des travaux de thèses telles que les assises de chaussée, le béton et les granulats artificiels ; et on a même passé à l’étape de la réalisation comme l’exemple de la route de Freycinet 12 [12]. Il y a cependant de nouvelles pistes qui restent en cours d’étude comme la valorisation en éco-modelé paysager.
1.7.1. Valorisation des sédiments dans la construction des routes
Le curage des sédiments est nécessaire pour maintenir une navigation fluviale fluide mais les sédiments extraits sont souvent pollués. Plusieurs projets de recherche ont permis la mise au point d’un procédé pour les traiter et permettre ainsi d’envisager une valorisation permettant de retirer tous les métaux lourds des fines des sédiments et d’en détruire leur matière organique.
De même, des travaux de réalisation à l’échelle industrielle ont eu lieu notons à titre d’exemple la route de Freycenet 12 et le plot expérimental à Dunkerque [12] et [5].
D’un point de vue mécanique, les mélanges réalisés avec les sédiments sont conformes aux normes routières. Les tests environnementaux sur les matériaux incorporant les sédiments traités montrent que le relargage est similaire à celui sur matériaux témoins.
À cet effet, les sédiments fluviaux sont valorisés en techniques routières puisqu’ils répondent aux normes environnementales et aux résistances mécaniques pré-requises.
1.7.2. Valorisation des sédiments dans la fabrication des briques cuites
L’incorporation de sédiments dans les produits de terre cuite et dans la céramique rouge est de nos jours une solution environnementale très prometteuse pour répondre au problème de valorisation d’une grande variété de déchets solides. Plusieurs types de déchets ont été utilisés comme matière première pour la fabrication de brique cuite.
Les recherches de valorisation des sédiments fluviaux dans le domaine de fabrication des briques cuites nous indiquent que 35% de la quantité totale de sable dans une brique cuite peut
être remplacée par des sédiments [2]. Ces nouvelles briques cuites possèdent des propriétés physicochimiques et environnementales très satisfaisantes.
Aujourd’hui, il existe un procédé breveté au niveau national : Procédé VBC 3000 – brevet 04 022 88. Ce procédé n’a pas trouvé aujourd’hui de développement ou de part de marché certainement à cause des coûts d’exploitations de cette méthode et des processus de mise en ouvres utilisés.
À l’échelle européenne, on peut citer la briqueterie allemande HZG Jan Peter Ulbricht qui est une usine spécialement conçue pour produire plus de cinq millions de briques à partir des sédiments de dragage du port de Hambourg. Le but de cette usine était de prouver que la fabrication de briques avec des sédiments était techniquement faisable, écologiquement durable et économiquement viable.
1.7.3. Valorisation des sédiments en éco-modelé paysager
Dans le cadre de notre projet, nous allons tenter d’étudier le potentiel de valorisation des sédiments fluviaux (LMCU) pour la création d’un éco-modelé paysager, du point de vue de son comportement mécanique et de sa stabilité. Il est à signaler que ces ouvrages, en plus de leur esthétique dans le paysage, permettent d’atténuer les bruits engendrés par la circulation qui perturbe la population proche des grands axes routiers, sachant que la loi « Bruit » de décembre 1992 oblige en effet les maîtres d’ouvrage des infrastructures à résoudre les impacts sonores par l’installation de protections acoustiques et une amélioration du cadre de vie.
1.7.4. Valorisation des sédiments en mortier et en béton
L’une des filières les plus étudiées par Mines Douai est la valorisation des sédiments en béton : Plusieurs travaux de thèses ont fait l’objet d’étude de sédiments pour l’élaboration de béton [12] ; [14] ; [56].
Ces travaux ont montré la possibilité de confection de matériaux cimentaires à base de sédiments de dragage. D’autres travaux ont fait l’objet de la réalisation de mortier et l’étude de son comportement à partir des sédiments traités par un procédé industriel [18]. Ils également démontré que les sédiments peuvent remplacer une partie du sable et/ou une partie du ciment, et les fines peuvent remplacer une partie de l’argile naturelle dans la fabrication du ciment. [14].
1.8. Conclusion
Dans ce chapitre, nous avons défini les sédiments et leurs types, les différentes opérations et moyens de curage nécessaires pour entretenir les cours d’eau et les voies navigables ainsi que les différentes filières de gestion de ces sédiments.
Le problème de pollution de ces sédiments nous pousse à trouver de nouvelles voies de valorisation en génie civil tout en satisfaisant les exigences techniques, économiques et environnementales. Ces voies de valorisation doivent également satisfaire les réglementations françaises et européennes qui sont devenues de plus en plus contraignantes quant à la gestion à terre des sédiments pollués.
Ces sédiments de dragage pollués sont donc considérés et traités en tant que déchets, et leur immersion n’est souvent pas autorisée vu qu’ils peuvent endommager la faune et la flore marine. Il faut donc s’assurer que leur utilisation en génie civil ne cause pas d’impacts nuisibles pour l’environnement ni pour la santé publique.
Dans ce contexte, et toujours dans la démarche de valorisation des sédiments en génie civil, les sédiments faisant l’objet de cette thèse seront valorisés en couches routières, en éco- modelé paysager et dans des applications à base cimentaire. Pour cela, il nous a été nécessaire de faire toute une étude de caractérisation physico-chimique, mécanique et environnementale afin de pouvoir connaitre leurs propriétés, leurs degrés de pollution et afin d’identifier les traitements adéquats à leurs valorisations. Ceci fera l’objet du deuxième chapitre.