Characterisation and valorisation of polluted and treated river sediments in road materials
Caractérisation et valorisation de sédiments fluviaux pollués et traités dans les matériaux routiers
Résumé
Nearly 50 millions m3 of sediments are dredged each year from rivers and ports in France. In the Nord Pas-de-Calais region, where the industrial history is marked by various pollution activities, an important part of dredged sediments contains significant levels of heavy metals and organic matter. Therefore, several alternatives to traditional disposal of dredged material like spreading or storage have been investigated such as treatment processes. They allow a possible valorisation of treated sediments in civil engineering materials.
This study deals with the valorisation of polluted river sediments in road construction, after treatment by the Novosol® process developed by Solvay company. Physical, chemical and geotechnical characterisation have shown the feasibility of their re-use as sub-grade layer. Additionally, it has been stated that Novosol® treated sediments (NTS) revealed hydraulic and pozzolanic activities. Moreover, the influence of binder nature was studied. The results of several tests (treatment ability, expansion test, bearing capacity, compression strength and Brazilian tension) have demonstrated that 2 of 5 tested binders (Roc Sol and lime) enable to reach the third level with respect to the French “Guide des Traitements des Sols”.
A complementary study has finally shown that NTS could be valorised in self-compacted embankment. Nevertheless, such an application needs to be deeply investigated.
This study deals with the valorisation of polluted river sediments in road construction, after treatment by the Novosol® process developed by Solvay company. Physical, chemical and geotechnical characterisation have shown the feasibility of their re-use as sub-grade layer. Additionally, it has been stated that Novosol® treated sediments (NTS) revealed hydraulic and pozzolanic activities. Moreover, the influence of binder nature was studied. The results of several tests (treatment ability, expansion test, bearing capacity, compression strength and Brazilian tension) have demonstrated that 2 of 5 tested binders (Roc Sol and lime) enable to reach the third level with respect to the French “Guide des Traitements des Sols”.
A complementary study has finally shown that NTS could be valorised in self-compacted embankment. Nevertheless, such an application needs to be deeply investigated.
Chaque année, prés de 50 millions de m3 de sédiments sont extraits des ports et des cours d'eau français. Dans le Nord-Pas de Calais, région ayant connu un important essor industriel au XXe siècle, une proportion importante des boues draguées présente des teneurs en métaux lourds et/ou en matière organique élevées. Les filières d'élimination classiques telles que l'épandage ou le stockage n'étant pas ou peu adaptées aux matériaux fortement pollués, des procédés de traitement ont été mis au point. Une fois traités, il est possible d'envisager la valorisation des sédiments dans les matériaux du Génie Civil.
L'objet de ce travail de thèse concerne la valorisation de sédiments fluviaux, pollués et traités par le procédé Novosol®, développé par la société Solvay, dans le domaine de la construction routière. Une première étape de caractérisation physico-chimique et géotechnique des sédiments traités Novosol® (STN) a établi la faisabilité de leur valorisation en couche de forme. Il a également été mis en évidence qu'ils présentaient une réactivité hydrique et pouzzolanique. L'influence de la nature du liant sur le traitement des STN a ensuite été abordée. D'après les résultats des essais mis en œuvre (aptitude au traitement, gonflement, portance, résistance en compression et en traction Brésilienne), 2 des 5 liants testés se distinguent particulièrement et présentent un niveau de performance de classe 3 selon le Guide du Traitement des Sols. Il s'agit du Roc Sol et la chaux vive.
Enfin, une étude complémentaire a montré qu'il était également possible de valoriser les STN en remblais autocompactant. Cependant, cette voie nécessiterait d'être approfondie.
L'objet de ce travail de thèse concerne la valorisation de sédiments fluviaux, pollués et traités par le procédé Novosol®, développé par la société Solvay, dans le domaine de la construction routière. Une première étape de caractérisation physico-chimique et géotechnique des sédiments traités Novosol® (STN) a établi la faisabilité de leur valorisation en couche de forme. Il a également été mis en évidence qu'ils présentaient une réactivité hydrique et pouzzolanique. L'influence de la nature du liant sur le traitement des STN a ensuite été abordée. D'après les résultats des essais mis en œuvre (aptitude au traitement, gonflement, portance, résistance en compression et en traction Brésilienne), 2 des 5 liants testés se distinguent particulièrement et présentent un niveau de performance de classe 3 selon le Guide du Traitement des Sols. Il s'agit du Roc Sol et la chaux vive.
Enfin, une étude complémentaire a montré qu'il était également possible de valoriser les STN en remblais autocompactant. Cependant, cette voie nécessiterait d'être approfondie.
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