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THESE - Valorisation de sédiments traités en techniques routières : contribution à la mise en place d’un protocole d’acceptabilité

sédiments traités en techniques routières

DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE
Délivré par Université Paul Sabatier
Spécialité : Génie Civil
Présentée et soutenue par Christelle TRIBOUT
recherche : Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions & centre RAPSODEE
Directeur(s) de Thèse : Bernard HUSSON, Ange NZIHOU


Table des matières

I Introduction générale
PARTIE A PROBLEMATIQUE 

1.. Les sédiments 

1.1. Définition. 
1.2. Nécessité du dragage 
1.2.1. Pourquoi faut-il extraire les sédiments ? 
1.2.2. Les chiffres 
1.2.3. Les techniques de dragage 

2.. Les sédiments après dragage 

2.1. Devenirs possibles 
2.2. Procédé Novosol® 

3.. Aspect réglementaire 

3.1. Au niveau du sédiment 
3.2. Au niveau de la valorisation 

4.. Problématique du sujet 

4.1. Historique des études déjà réalisées 
4.2. Description de cette étude 
4.2.1. Objectifs 
4.2.2. Déroulement 

5.. Evolution normative récente 

5.1. « Première » version provisoire – mai 2009 
5.2. « Deuxième » version provisoire – mars 2010  Conclusion partiellement 

PARTIE B CARTE D’IDENTITE DU SENTIMENT TRAITE 

I Introduction 
Chapitre B--I :: Caractérisation physique 

1.. Teneur en eau 

2. Granulométrie

2.1. Méthodes. 
2.2. Courbe granulométrique du sédiment PC. 
2.3. Courbe granulométrique du sédiment PC 0/2 . 
2.4. Comparaison avec des sables classiques. 

3.. Masses volumiques 

3.1. Notations utilisées. 
3.2. Masse volumique apparente . 
3.3. Masse volumique réelle 

4.. Surface spécifique et porosité 

4.1. Méthodes et principes de mesure 
4.1.1. Adsorption gazeuse 
4.1.2. Porosimétrie mercure 
4.2. Résultats 
4.2.1. Surface spécifique 
4.2.2. Porosité 

5.. Observation par microscopie 

Synthèse 

Chapitre B--II :: Caractérisation chimique -- minéralogique 

1.. Mesure des composés organiques 

2.. Teneur en margaille 

3.. Composition chimique 

3.1. Méthode et appareillage 
3.2. Composition moyenne du sédiment PC 
3.3. Composition par fraction 

4.. Composition minéralogiquement 

4.1. Méthode et appareillage 
4.2. Composition moyenne du sédiment PC 
4.3. Composition par fraction 
4.4. Composition du sédiment P 

5.. Composition par microscopie éllectronique 

5.1. Aspect général 
5.2. Caractérisation des phosphates de calcium 
Synthèse 

Chapitre B--III :: Caractérisation thermique 

1.. Mesure du taux de matière organique 

2.. Mesure du pouvoir calorifique supérieur ((PCS)) 

3.. Composition par analyse thermique 

3.1. Choix des paramètres d’étude 
3.2. Analyse des résultats 
3.2.1 Allure générale 
3.2.2 Analyses complémentaires 
3.2.2.1. Analyse Thermo-Différentielle (ATD). 
3.2.2.2. Refroidissement 
3.2.2.3. Influence de l’atmosphère 
3.2.3. Identification des phénomènes 
3.2.4. Evolution au cours du temps 
3.2.5. Analyse du sédiment uniquement phosphaté 
Synthèse 

Chapitre B--IV :: Caractérisation environnementale 

1.. Contexte et choix des tests 

2.. Test de dépendance au pH 

2.1. Méthode 
2.2. Résultats 
2.2.1 Capacité de neutralisation acido-basique (CNAB). 
2.2.2 Disponibilité des polluants en fonction du pH . 
2.2.2.1. Alcalins et alcalino-terreux. 
2.2.2.2. Métaux . 
2.2.2.3. Anions. 

3.. Toxicity Characteristic Leaching Procedure 

3.1. Méthode 
3.2. Résultats 
3.3. METOX 

4.. Mise en relation des résultats obtenus par le « pH dependence test » et Le « Toxicity Characteristic Leaching Procedure » 

5.. Comparaison avec les guides méthodollogiques pour l’acceptabillité des matériaux allternatiffs en techniques routières 

5.1. Avec la version provisoire de 2009 [MEE et al.,09] 
5.2. Avec la version provisoire de 2010 [SET,10] 
Synthèse 
Conclusion – B 

PARTIE C ETUDE DES MATERIIAUX ROUTIIERS 

I Introduction 

Chapiitre C--I :: Contexte d’’étude et description des matériaux 

1.. Rappells – constitution d’une chaussée 

1.1. Rôle des différentes couches de chaussée 
1.2. Familles d’assise de chaussées 

2.. Contexte d’étude 

2.1. Etat des connaissances 
2.2. Description de tous les matériaux 
2.2.1. Granulats 
2.2.1.1. Caractérisation physique 
2.2.1.2. Caractérisations chimique et minéralogique 
2.2.2. Ciment 
2.2.2.1. Caractérisation granulométrique 
2.2.2.2. Caractérisations chimique et minéralogique 
2.2.2.3. Caractérisation thermique 
Synthèse 

Chapitre C--II :: Formulation des matériaux routiers 

1.. Sables Traités aux Liants Hydrauliques ((STLH)) 

1.1 Détermination de la composition du squelette granulaire 
1.2 Détermination de la teneur en eau 
1.2.1. Protocole opératoire 
1.2.2. Application aux mélanges STLH 
1.3 Fabrication des STLH 

2.. Graves Traitées aux Liants Hydrauliques ((GTLH)) 

2.1. Détermination de la composition du squelette granulaire 
2.2. Détermination de la teneur en eau 
2.3. Fabrication des GTLH 
Synthèse 
Chapiitre C--IIIIII :: Etude des perfformances mécaniiques 
1.. Méthodes 
1.1. Essais choisis pour les Sables Traité aux Liants Hydrauliques (STLH) 
1.1.1. Précisions sur la méthode choisie 
1.1.2. Déroulement de l’essai 
1.2. Essais choisis pour les Graves Traitées aux Liants Hydrauliques (GTLH) 
1.2.1. Précisions sur les méthodes choisies 
1.2.2. Déroulement de l’essai 
2.. Résulltats et anallyse des perfformances mécaniiques 
2.1. Sables Traités aux Liants Hydrauliques (STLH) - Résultats 
2.1.1. Evolution de la résistance à la traction 
2.1.2. Evolution du module d’Young 
2.1.3. Classement des performances 
2.2. Graves Traitées aux Liants Hydrauliques (GTLH) - Résultats 
2.2.1. Evolution de la résistance à la traction 
2.2.2. Evolution du module d’Young 
2.2.3. Classement des performances 
2.3. Analyse des performances obtenues 
2.3.1. Hypothèses pour expliquer les tendances des performances 
2.3.1.1. Hypothèse n°1 : Effet filler par remplissage mécanique des pores dû à l’ajout de fines 
2.3.1.2. Hypothèse n°2 : Changement de composition de la pâte cimentaire dû à la présence
du sédiment . 
2.3.1.3. Hypothèse n°3 : Augmentation de résistance de l’auréole de transition 
Synthèse 
Chapiitre C--IIV :: Perfformances enviironnementalles – choiix et descriiptiion des tests 
1.. Descriiptiion du test de percollatiion 
1.1. Historique et évolution 
1.2. Description du montage et choix des conditions du test 
1.2.1. Mode de percolation 
1.2.1.1. Mode axial 
1.2.1.2. Mode radial 
1.2.2. Cellules de percolation 
1.2.3. Etanchéité 
1.2.4. Dimensions des échantillons 
1.2.5. Mode de mise sous pression 
1.3. Déroulement de l’essai proposé 
1.3.1. Pré-conditionnement 
1.3.2. Mise sous pression 
1.3.3. Suivi de l’essai et données enregistrées 
1.3.4. Mode de présentation des résultats 
1.3.4.1. Rappels sur les mécanismes de base du relargage 
1.3.4.2. Choix de représentation 
2.. Comparaiison avec un test normalliisé 
Synthèse 
Chapiitre C--V :: Perfformances enviironnementalles – résulltats et anallyse 
1.. Percollatiion sur STLH 
1.1. Résultats et analyse 
1.1.1. Courbes de débit en fonction du L/S 
1.1.1.1. ST0 
1.1.1.2. SS3 
1.1.1.3. Conclusion 
1.1.2. Suivi de la composition des percolats 
1.1.3. Suivi du pH et de la conductivité des percolats 
1.1.4. Observation pendant l’essai de percolation 
1.1.5. Estimation du taux de saturation 
1.1.6. Caractérisation du préconditionnement 
1.2. Essais complémentaires sur les éprouvettes 
1.2.1. Caractérisation de la porosité 
1.2.1.1. Par adsorption BET 
1.2.1.2. Par porosimétrie mercure 
1.2.2. Caractérisation par analyse thermique ATG-DSC 
1.2.3. Observation au MEB 
2.. Percollatiion sur GTLH 
2.1. Résultats et analyse 
2.1.1. Courbes de débit en fonction du L/S 
2.1.1.1. GT0 
2.1.1.2. GS15 . 
2.1.1.3. Conclusion 
2.1.2. Suivi de la composition des percolats 
2.1.3. Suivi du pH et de la conductivité des percolats 
2.1.4. Estimation du taux de saturation 
3.. Comparaiison avec un test de lliixiiviiatiion standard normalliisé 
3.1. Résultats 
3.2. Comparaison avec le test de percolation proposé 
4.. Comparaiison avec lles guiides méthodollogiiques pour ll’’acceptabiilliité des matériiaux allternatiiffs en techniiques routiières 
4.1. Avec la version provisoire de 2009 
4.2. Avec la version provisoire de 2010 
Synthèse 
Concllusiion – C 
CONCLUSIION GENERALE & PERSPECTIIVES 
BIBLIOGRAPHIE 
GLOSSAIIRE 
ANNEXES 
Liiste des ffiigures 
Liiste des tablleaux 
Englliish summary 

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Ditulis oleh: younes younes - samedi 20 octobre 2012

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