Résumé :
une tonne d'ordures ménagères incinérées produit 250 à 300kg de mâchefers et 25 à 50kg de REFIOM (Résidus d'Épuration des Fumées d'Incinération d'Ordures Ménagères) qui sont constitués principalement d'oxydes et de silico-aluminates avec une proportion non négligeable de composés solubles (NaCl, KCl, CaCl₂, CaSO₄...) et de métaux lourds (Pb, Zn, Cd...). Cela leur confère un potentiel polluant problématique en cas de stockage ou de valorisation. Nous définissons d'abord la composition des résidus et mettons ensuite en évidence les mécanismes d'interaction entre l'eau et les résidus. On réalise ensuite des extractions séquentielles affin de préciser la spéciation des métaux lourds et des composés majeurs identifiés : les métaux sont associés majoritairement à la calcite et à l'anhydrite solubilisables en conditions acides. Utilisé conjointement avec des extractions à pH imposé, ce test précise le comportement des résidus dans le temps en fonction de scénarios grâce à des simulations simples. En cas de stockage en milieu naturel, les chlorures sont très rapidement solubilisés. La carbonatation des ions hydroxydes par le CO₂ atmosphérique fait rapidement chuter le pH des lixiviats jusqu'à environ pH = 8,5 (en quelques mois). Cela s'accompagne d'un rejet très faible de polluants métalliques car le minimum de solubilité de ces métaux se situe souvent vers ces pH. Une approche cinétique de ce phénomène a confirmé ces résultats. Plusieurs centaines  à plusieurs milliers d'années seraient ensuite nécessaires pour obtenir des lixiviats acides car la pluie serait alors le seul fournisseur de protons, si on fait abstraction d'une possible activité biologique ou d'événements accidentels. Le reste des métaux, associés à des oxydes ou inclus dans la matrice de silico-aluminates, n'est pas susceptible d'être mobilisé dans l'environnement, sauf conditions particulières de scénario.

Mots clés : mâchefers, REFIOM, métaux lourds, comportement à long terme, extraction séquentielle, extraction à pH imposé.

Abstract :
one ton of incinerated municipal solid wastes give about 300kg of bottom ash and 50kg of APC (Air Pollution Control) residues which are mainly constituted of oxides and silico-aluminate compounds. A non-negligeable part of these residues are soluble compounds (NaCl, KCl, CaCl₂, CaSO₄...) and heavy metals (Pb, Zn, Cd...) which are harmful elements in view of their disposal or valorisation. We first characterized the composition of the residues and the physico-chemical mechanisms in case of lixiviation. Sequential extractions have been used to define the speciations of heavy metals and major constituents. Heavy metals are mainly associated with calcite and anhydrite and these mineral compounds are solubilised in acid conditions. These extractions were associated with pH-stat extractions to predict the behaviour of the residues in time. We then used simple scenarios and simulations : in the case of non exceptional conditions of disposal, the chlorides are the first compounds which are released to the environment. The carbonatation phenomenon in open air quickly reduced (some months) the pH of the residues leachate to about pH = 8,5, wich is fortunately in most cases the pH of the minimum solubilisation of heavy metals. A kinetic approach confirms this result. The rain is then the only possible source of protons and the decrease of the leachates pH proceeded very slowly (about hundred to thousand years). The remaining metals, associated with oxydes or inside the alumino-silicate mould cannot be released to the environment, except under special condition of disposal.

Key words : bottom ash, APC residue, heavy metal, long-term behaviour, sequential extraction, pH-sta extraction.