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INTRODUCTION
A partir de 2002, les décharges ne seront autorisées à
accueillir que des déchets ultimes tels que des résidus
d’incinération stabilisés. Dans cette optique, des travaux
de recherches sont entrepris affin de caractériser ces déchets
ainsi que leurs comportements à long terme selon la méthodologie
de la norme AFNOR X31-407 déchets, méthodologie pour la
détermination du comportement à long terme (1).
Cela implique la mise en place d’une batterie de tests de simulation du
comportement à long terme. Notre étude s’est attachée
plus particulièrement à la réalisation de tests paramétriques
sur des mâchefers.
LES TESTS PARAMÉTRIQUES
Lors de la réalisation de tests paramétriques, le milieu
impose les conditions d'extraction au résidu. Ces contraintes imposées
aux résidus doivent correspondre à un (des) scénario(s)
de stockage des résidus. Les tests effectués sont les suivants
:
- l’extraction séquentielle permet de définir les spéciations
des éléments mineurs (et majeurs pour certains d’entre eux),
le comportement des résidus à court et moyen/long terme
et le comportement selon les conditions de stockage de ces résidus
;
- l’extraction totale ou minéralisation permet de mesurer la quantité
totale des éléments mineurs (et majeurs) présents
dans le résidu. Elle valide de l’extraction séquentielle
et l’extraction à pH maintenu.
- les extractions (ou lixiviations) à pH maintenu permettent de
préciser les spéciations des éléments mineurs
et majeurs ainsi que le comportement à court et moyen/long terme
des résidus.
L’EXTRACTION SÉQUENTIELLE
But : déterminer la mobilité des métaux présents
dans les résidus, en suivant un ordre d’extractions de plus en
plus «violentes» (2, 3).
Cela peut correspondre à un scénario de disposition en décharge,
avec possibilité de modification de l'environnement du déchet
(lessivage, perte de la réserve alcaline... ).
- 1ère fraction : relargage des composés selon des phénomènes
de sorption-désorption. Fraction immédiatement disponible
par lessivage, libérable sur le court terme ;
- 2ème fraction : relargage des composés par modification
du pH (milieu acide). Fraction potentiellement disponible par lessivage
en conditions acides, libérable sur le long terme ;
- 3ème fraction : relargage des composés en condition réductrice.
Fraction non disponible en conditions normales ;
- 4ème fraction : relargage des composés en condition oxydante.
Fraction non disponible en conditions normales, ou cas particulier d'une
oxydation biologique ;
- 5ème fraction : composés inclus dans la matrice. Fraction
non disponible.
Seules les deux premières fractions sont supposées lessivables
en conditions normales (4).
L’EXTRACTION TOTALE
Elle permet de déterminer la concentration totale d’un élément
donné dans le résidu. C’est un élément de
comparaison et de validation de l’extraction séquentielle
et de l’extraction à pH maintenu.
L’extraction totale est réalisée d'après le protocole
de la norme AFNOR NF X31-151 (minéralisation) avec de «l’eau
régale» (aqua regia) à chaud.
LA LIXIVIATION A pH MAINTENU
Elle peut donner des informations sur les possibilités de dissolution
des éléments majeurs et surtout des éléments
mineurs. La dissolution des éléments mineurs (métaux
lourds) est en effet essentiellement liée au pH.
On s’intéressera plus particulièrement aux quantité
de métaux libérés lors de la lixiviation au pH initial
(lixiviation sans ajout d’acide, équivalent à la 1ère
fraction de l’extraction séquentielle.) et à pH=5 (équivalent
à la 2ème fraction de l’extraction séquentielle).
PHÉNOMÈNES MIS EN ÉVIDENCES
Les résultats précédents sont validés et complétés
par d’autres travaux réalisés à l’Université
de Toulon et du Var : caractérisation des résidus solides
avant et après la réalisation de tests (établissement
de la «carte d’identité») (5), réalisation
de tests intégraux sur les même résidus (6).
La cohérence entre les tests paramétriques et les tests
intégraux, validée par l'analyse des résidus solides,
permet de définir un comportement dans le temps des différents
éléments chimiques analysés dans les résidus
d'incinération étudiés :
- une première phase d’extraction très rapide d’une faible
quantité de métaux lourds associés aux alcalins et
alcalino-terreux (NaCl, KCl...) : 1ère fraction de l’extraction
séquentielle, lixiviations jusqu’à pH=8, polluants disponibles
à court terme ;
- une deuxième phase d’extraction plus lente d’une assez grande
quantité de métaux lourds liés aux carbonates et
aux hydroxydes, à la solubilité plus faible : 2ème
fraction de l’extraction séquentielle, lixiviations entre pH=8
et pH=5, polluants disponibles sur le long terme jusqu’à élimination
de la réserve alcaline .
- le reste des métaux n’est pas disponible dans des conditions
normales de stockage de ces résidus d’incinération.
DÉBOUCHÉS INDUSTRIELS ENVISAGEABLES
La simulation du comportement à long terme des résidus est
un outil décisionnel qui permet de choisir les meilleurs procédés
de stabilisation en vue d’un stockage en décharge ou d’une valorisation
(BTP, génie civil...).
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