valorisation des sédiments de dragage en technique routière.

Guide opérationnel
Valorisation des sédiments de
dragage en technique routière
Guide méthodologique élaboré par l’école des Mines de Douai dans le cadre
de la démarche SEDIMATERIAUX
Yannick MAMINDY-PAJANY
Ecole des Mines de Douai
Département Génie Civil et Environnemental
[email protected]
Route Freycinet 12
Plan de la présentation
1. Généralités et pratiques actuelles
2. Objectifs du guide
3. Présentation de la méthodologie
4. Phase 1: Caractérisation
5. Phase 2: Etude en laboratoire
6. Phase 3: Etude terrain
7. Résumé de la méthodologie
1. Généralités et pratiques actuelles (1/4)
Structure d’une chaussée
Couche de roulement
Couches de surface
Couche de liaison
Couche de base
Assise ou corps de chaussée
Couche de fondation
Couche de forme
Plate-forme support de chaussée (PF)
≈ 1 m : PST
Sol support
Valorisation des sédiments de dragage en
couches de forme ou d’assise
1. Généralités et pratiques actuelles (2/4)
Cadre méthodologique
Conditions préalables à l’utilisation de matériaux
alternatifs en technique routière :
- Caractéristiques géotechniques compatibles avec
l’utilisation visée (Guide des Terrassements Routiers,
GTR)
- Caractéristiques environnementales compatibles avec
le guide méthodologique « Acceptabilité de matériaux
alternatifs en techniques routières » (SETRA, 2011)
1. Généralités et pratiques actuelles (3/4)
Le guide des terrassements routiers (GTR)
Essais
Teneur en matière organique
Normes
XP P94-047
(par calcination)
Granulométrie (par voie humide)
XP P94-041
Granulométrie (par sédimentation)
NF P94-057
Valeur au bleu de méthylène
NF P94-068
Limites d’Atterberg :
NF P94-051
Limite de liquidité à la coupelle de Casagrande
Limite de plasticité au rouleau
Limites d’Atterberg :
NF P94-052-1
Limite de liquidité au cône de pénétration
Le GTR permet de réaliser une
caractérisation
géotechnique des sédiments
1. Généralités et pratiques actuelles (4/4)
Le guide SETRA (2011)
Niveau 1
Non Conforme
Autre filière
Conformité des
analyses sur brut
et des essais de
lixiviation
Conforme ( < aux valeurs seuils)
Stockage
Non Conforme ( > aux valeurs seuils )
Valorisation en
technique routière
Niveau 2
Conforme
Conformité des essais
de percolation
Non Conforme
Valorisation en
technique routière
Niveau 3
Non Conforme
Conforme
Etudes spécifiques
Autre filière
Stockage
Valorisation en
technique routière
2. Objectifs du guide méthodologique
• Fournir une méthodologie adaptée pour la valorisation des
sédiments de dragage en technique routière
• Fixer les procédures à suivre, les essais à réaliser dans le
cadre des études de faisabilité en laboratoire et sur terrain
•
Permettre la mise en place d’un référentiel commun pour
la valorisation des sédiments de dragage en technique
routière
3. Présentation de la méthodologie
Phase 1 : Caractérisation
Connaissance du gisement de sédiments
Etude d’impact du projet
Phase 2 : Etude en laboratoire
Formulation du matériau routier
Réalisation de planches expérimentales en laboratoire
Phase 3 : Etude de terrain
Réalisation de plots expérimentaux ou de prototypes sur le terrain
Evaluation des performances mécaniques
Evaluation de l’impact environnemental
Validation de la faisabilité technique et
environnementale
4. Phase 1: Caractérisation (1/4)
Dangerosité et radioactivité
Gisement de
sédiments
Circulaire VNF
Circulaire du 14 juin 2000
Plan d’échantillonnage
Directive Cadre Déchets
n° 2008/98/CE du 19/11/2008
Dangerosité des
sédiments ?
Oui
Elimination
Oui
Elimination
Non
Code de l’environnement (L.542-1-1)
Code de la santé publique (R.1333-2)
Présence de
radionucléides ?
Non
Sédiment non dangereux
non radioactif
4. Phase 1: Caractérisation (2/4)
Analyses complémentaires
Gisement de sédiments
non dangereux non
radioactifs
Analyses
physiques
Analyses
géotechniques
Analyses
minéralogiques
Teneur en eau
Masse volumique
Texture
Matière organique
Limites d’Atterberg
Argilosité
Granulométrie
DRX
Microscopie
Fluorescence X
Analyses
mécaniques
Analyses chimiques
Analyses
environnementales
Essai Proctor
Essai IPI
Métaux, HAP, PCB,
TBT, BTEX,
Hydrocarbures
Test de lixiviation
Test de percolation
Evaluation des caractéristiques géotechniques et mécaniques
(préconisations techniques)
Evaluation de l’impact
environnemental
(préconisations environnementales)
Préconisations techniques et environnementales pour la réalisation du projet
4. Phase 1: Caractérisation (3/4)
Impact du projet de valorisation
Sélection du site
récepteur
Code de l’environnement
(articles L.122-1 et suivants
et R122-1 et suivants)
Etude d’impact
Contenu de l’étude d’impact (article R122-5)
Caractérisation de l’état
initial du site récepteur
Caractérisation de
l’impact
environnemental
(transfert de polluants et
écotoxicité)
Caractérisation du
risque sanitaire
Evaluation des risques environnementaux et
sanitaires
4. Phase 1: Caractérisation (4/4)
Finalisation de la phase 1
Gisement de
sédiments
Etude d’impact du projet de
valorisation
Caractérisation approfondie
Préconisations techniques, environnementales et
sanitaires
Finalisation et validation du
projet
Non
Autre filière
Oui
Rubriques ICPE
2517 transit, regroupement ou tri de déchets inertes
2516 transit, regroupement ou tri de déchets non dangereux
2718 transit, regroupement ou tri de déchets dangereux
2790 installation de traitement de déchets dangereux
2791 installation de traitement de déchets non dangereux
Dragage ou transport des
sédiments puis dépôt sur site
de transit ou de traitement
Lancement de l’étude de faisabilité
Présentation de la méthodologie
Phase 1 : Caractérisation
Connaissance du gisement de sédiments
Etude d’impact du projet
Phase 2 : Etude en laboratoire
Formulation du matériau routier
Réalisation de planches expérimentales en laboratoire
Phase 3 : Etude de terrain
Réalisation de plots expérimentaux ou de prototypes sur le terrain
Evaluation des performances mécaniques
Evaluation de l’impact environnemental
Validation de la faisabilité technique et
environnementale
5. Phase 2: Etude en laboratoire (1/3)
Elaboration du matériau routier
Constituants du matériau routier :
100
- Correcteur granulométrique
90
- Chaux vive
Passant (%)
- Liant hydraulique (ciment)
Chaux vive
Liant hydraulique
80
Sediment
70
Sable de dragage
60
Mélange
50
40
30
20
L’étude de formulation permet
d’optimiser la proportion de
chaque constituant du
matériau routier
10
0
0,01
0,1
1
10
Diamètre en µm
100
1000
5. Phase 2: Etude en laboratoire (2/3)
Réalisation d’éprouvettes
Confection des éprouvettes
Evaluation des performances mécaniques:
Portance
Performances à court et long terme
Acceptabilité environnementale (SETRA, 2011) :
Essai de lixiviation (NF EN 12457-2)
Essai de percolation (NF CEN/TS 14405)
Matériau routier
5. Phase 2: Etude en laboratoire (3/3)
Réalisation d’une planche expérimentale
Simulateur de pluie
Suivi des performances
mécaniques
Eau infiltré
Eau de percolation
Suivi de la qualité
physico-chimique
des eaux
Couche de base
Carottage
Eau de ruissellement
Couche de roulement
Couche de fondation
Couche de forme
Planche support (Béton)
Épaisseur de la chaussée (H)
Prélèvement pour analyses
Présentation de la méthodologie
Phase 1 : Caractérisation
Connaissance du gisement de sédiments
Etude d’impact du projet
Phase 2 : Etude en laboratoire
Formulation du matériau routier
Réalisation de planches expérimentales en laboratoire
Phase 3 : Etude de terrain
Réalisation de plots expérimentaux ou de prototypes sur le terrain
Evaluation des performances mécaniques
Evaluation de l’impact environnemental
Validation de la faisabilité technique et
environnementale
6. Phase 3: Etude terrain (1/4)
Réalisation d’un ouvrage expérimental
Guide de conception et de suivi des plots expérimentaux et
d’essais lysimétriques (ADEME, 2010)
• Surface minimale de 100 m2 pour une structure de chaussée
• Ouvrage étanchéifié en fond et sur les bords
• Dispositifs de récupération des eaux de percolation et de
ruissellement
6. Phase 3: Etude terrain (2/4)
Suivi in situ de l’ouvrage expérimental
• Suivi mécanique : étude de portance à l’aide de
mesures de déflexion (7, 60, 360 jours)
6. Phase 3: Etude terrain (3/4)
Suivi de la qualité des eaux
Prélèvement des eaux de percolation
Prélèvement des eaux souterraines
Analyses physico-chimiques en laboratoires
(polluants, pH, conductivité, éléments majeurs, etc.)
6. Phase 3: Etude terrain (4/4)
Essais spécifiques après carottage
• Deux campagnes de carottage (60 et 360 jours)
• Suivi mécanique : Essais de compression simple, de
traction et détermination du module d’élasticité
• Suivi environnemental: Essais de lixiviation sur
échantillons broyés suivant la norme NF EN 12457-2.
L’évaluation de l’acceptabilité environnementale du
matériau routier est réalisée à l’aide du guide SETRA
(2011).
7. Résumé de la méthodologie
Gisement de sédiments
Phase 1
Caractérisation approfondie
Etude d’impact du projet de
valorisation
CARACTERISATION
Préconisations techniques, environnementales et sanitaires
Finalisation et validation du projet
Phase 2
Non
Autre filière
Formulation du matériau routier
LABORATOIRE
Réalisation d’éprouvettes
Réalisation de planches expérimentales
Analyses mécaniques et environnementales
Phase 3
Non
conformes
Elimination
Conception et instrumentation
d’un ouvrage expérimental
TERRAIN
Suivi mécanique et environnemental
de l’ouvrage
Suivi de la qualité des eaux souterraines
du site récepteur
Validation de la faisabilité technique et environnementale
Non
conformes
Elimination
Merci de votre attention
Route du Freycinet 12 (Grand Port Maritime de Dunkerque)
réalisée à base de sédiments marins