4_Nicolas PRUD`HOMME LMCU

POLE EPESU
LE 12 MAI 2014
COULIS AUTOCOMPACTANT ET BÉTON NON STRUCTURANT POUR
CHAUSSÉE RÉSERVOIR À BASE DE SÉDIMENTS FLUVIAUX
Journée nationale sur les sédiments
Lille Métropole s’intègre à la démarche
SEDIMATERIAUX
•
Lille Métropole s’engage progressivement vers une prise de compétence des
voies d’eau décentralisables (prise de compétence effective sur le canal de
Roubaix) et particulièrement sur le bras de la Basse Deûle pour le requalifier
et le valoriser
• Lille Métropole s’est engagé dans la démarche SEDIMATERIAUX (avec la
région, le Cd2e, Mines de Douai, …) visant à développer les filières de
valorisation des sédiments fluviaux
• Un projet est actuellement en cours d’études portant sur les sédiments de
trois branches décentralisables (convention entre VNF, LMCU et les Mines de
Douai) portant sur les trois filières suivantes :
• Application routière
• Application Béton
• Application Butte paysagère
La genèse du nouveau projet (coulis et matériaux
béton non structurant en chaussée réservoir)
• La Direction de l’Eau de Lille Métropole se voie confier la
conduite d’opération du projet de curage réaménagement
et valorisation des sédiments du bras de la Basse Deûle à
Lille
• La Direction de l’Eau consomme de grande quantité de
remblais de tranchée pour les chantiers de création ou de
renouvellement de conduite d’assainissement.
• La Direction de l’Eau est à l’initiative de la rédaction d’un
guide de la gestion des eaux pluviales qui promeut les
techniques alternatives parmi lesquelles on compte les
chaussées réservoir
http://www.lillemetropole.fr/cms/home/services/eau-assainissement/guide-des-eaux-pluviales.html
La Madeleine
Saint André
Bras de la
Basse Deûle
Lille
Deûle
Les acteurs du projet :
• Lille Métropole : initiateur et coordonateur du projet
• Mines Douai : laboratoire génie civil et
environnement (référence scientifique)
• Néo Eco : ingénierie spécialisée dans la valorisation
des sédiments – suivi environnemental et
mécanique en grandeur réel
Un projet subventionnée par le FEDER à hauteur de 80 %
(recherche et développement) dans le cadre de la démarche
SEDIMATERIAUX
Description des deux filières étudiées
Coulis autoplaçant ou matériau autocompactant
essorable de structure :
• Portance rapide
• Viscosité élevée
• Caractère réexcavable
Béton pour chaussée réservoir en cylindres creux
• Stabilité mécanique des ouvrages
• Aptitude à la mise en œuvre
• Porosité élevée de la structure (objectif 60 %) associée à la
capacité de stockage
Coulis autocompactant en remblais de
tranchée
Béton non structurant pour chaussée
réservoir
Principaux enjeux et objectifs du projet
Enjeux
• Préserver les ressources en granulats naturels en complétant
l’offre de matières premières dans le génie civil
• Création d’emplois / promouvoir la recherche
Objectifs
• Développer et diversifier des filières pérennes de valorisation
des sédiments fluviaux dans le domaine du génie civil
• Démultiplier les opérations de reconquête de la qualité des
milieux aquatiques
• Evolution du statut actuel de déchet des sédiments traités
vers un statut de produit ou de co-produit
Déroulement général du projet et phasage
• Echantillonnage de sédiments
1
• Caractérisation des sédiments en laboratoire : critères physiques,
chimiques, mécaniques et minéralogiques
2
• Etude, élaboration et optimisation des formulations des produits
3
4
•
Réalisation des planches expérimentales/Suivi environnemental
Phase 1 Echantillonnage des sédiments
Zone de
prélèvement
Les sédiments étudiés sont issus
du bras de la Basse Deûle sur les
communes de Lille, Saint André Lez
Lille et La Madeleine.
Les prélèvements ont été réalisés
sur une zone correspondant à des
volumes importants identifiés par la
dernière campagne de bathymétrie.
Les prélèvements ont été réalisés
par barge (environ 10 m3).
Phase 2 : Caractérisation des sédiments en
laboratoire
La caractérisation sera réalisée avec l’ensemble des tests et
essais jugés nécessaires dans le cadre de la démarche
SEDIMATERIAUX permettant :
• d’évaluer la qualité physico-chimique des sédiments,
• de définir leur performance mécanique,
• d’évaluer l’impact environnemental.
Phase 2 : détail des analyses
La liste des analyses suivantes est proposée de manière non exhaustive :
Caractérisation minéralogique, physicochimique, géotechnique et mécanique
du matériau brute : (après préparation)
• Observations au Microscope à balayage électronique,
• Analyses DRX et FX
• Impacts environnementaux (Tests de lixiviation) et analyses chimiques,
• Teneur en Matières organiques,
• Masse volumique (ap, ab)
• Granulométrie laser,
• Indices de plasticité et Valeur au bleu,
Quelques résultats de caractérisation
géotechnique
Teneur en eau :
Granulométrie laser
10
90
9
80
8
70
7
60
6
50
5
40
4
30
3
20
2
10
1
0
0,01
0,1
1
10
100
1000
diametre particules en µm
0
10000
Masse volumique absolue : 2.23
volume differenciel %
volume cumule %
100
84 %
Valeur au Bleu :
1.39
Perte au feu à 450 °C :
14,8 %
Perte au feu à 550 °C :
16,7 %
Phase 3 : Formulation
Plusieurs formulations seront étudiées permettant de garantir la stabilité des
ouvrages et minimisant leur impact environnemental (plusieurs préformulations et une formulation finale).
Les formulations étudiées doivent aboutir à un coulis auto compactant et à un
béton non structurant pour chaussée réservoir.
Néo Eco et les Mines de Douai s’appuieront sur leurs expériences en lien avec
des industriels du secteur afin d’établir une formulation garantissant les
performances requises en terme de rhéologie et de résistance mécanique.
Les formulations proposées veilleront à utiliser un maximum de sédiments.
Après validation des formulations, des essais mécaniques et rhéologiques
devront être réalisés en laboratoire sur la formulation envisagée. Ces tests
permettront de prévoir le comportement des matériaux en vue de la
réalisation d’une planche expérimentale de laboratoire.
Phase 4 : création et suivi des planches
environnementales
Les planches expérimentales seront élaborées chez Néo-Eco.
Pour réaliser ce suivi, Néo-Eco utilisera un outil spécifique aux
suivis de planches expérimentales.
Analyse des performances mécaniques sur carottage :
• Traction
• Compression
Mise en place de système de récupération des eaux :
• Eaux de lessivassions
• Eaux de lixiviation
Analyse des eaux prélevées in situ
Schéma du dispositif de suivi des planches
expérimentales
Planning prévisionnel
Acteurs
Actions
LMCU
Pilotage du projet
Ecole des
Mines
Néo-Eco
Néo-Eco
Tr. 1
(nov 2013jan 2014)
Tr. 2
Tr. 3
Tr. 4
Tr. 5
Tr. 6
Tr. 7
(mai-juillet
2015)
Analyses/
Formulations
Réalisation des
planches
expérimentales
Suivi
environnemental
Néo-Eco
Suivi mécanique
Ecole des
Mines
Suivi
Le planning prévisionnel du projet s’étend sur 21 mois, il commence en
novembre 2013 jusque fin juillet 2015.
Tr. 8
MERCI & À BIENTÔT
ESPACE PUBLIC ECOLOGIE
ET SERVICES URBAINS
Nicolas PRUD’HOMME
Ingénieur Conduites d’Opérations et Travaux Neufs
[email protected]
Tél.: 03.59.00.18.10