Upload
vukhuong
View
294
Download
11
Embed Size (px)
Citation preview
Guides opérationnels
Valorisation des sédiments de
dragage
Journées Nationales sédiments 19 novembre 2015
Pr. ABRIAK Nor-Edine Directeur Adjoint du LGCgE
Yannick MAMINDY-PAJANY
Route Freycinet 12
Plan de la présentation
1. Généralités et pratiques actuelles
2. Objectifs des guides
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
Plate-forme support de chaussée (PF)
Assise ou corps de chaussée
Sol support
Couches de surface
Couche de fondation
Couche de base
Couche de roulement
Couche de liaison
≈ 1 m : PST
Couche de forme
1. Généralités et pratiques actuelles (1/4)
Structure d’une chaussée
Valorisation des sédiments de dragage en
couches de forme ou d’assise
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)
Cadre méthodologique
1. Généralités et pratiques actuelles (2/4)
Le guide des terrassements routiers (GTR)
Le GTR permet de réaliser une
caractérisation
géotechnique des sédiments
Essais Normes Teneur en matière organique
(par calcination)
XP P94-047
Granulométrie (par voie humide) XP P94-041
Granulométrie (par sédimentation) NF P94-057
Valeur au bleu de méthylène NF P94-068
Limites d’Atterberg :
Limite de liquidité à la coupelle de Casagrande
Limite de plasticité au rouleau
NF P94-051
Limites d’Atterberg :
Limite de liquidité au cône de pénétration
NF P94-052-1
1. Généralités et pratiques actuelles (3/4)
Conformité des
analyses sur brut
et des essais de
lixiviation
Conformité des essais
de percolation
Etudes spécifiques
Valorisation en
technique routière Autre filière Stockage
Valorisation en
technique routière
Valorisation en
technique routière Autre filière Stockage
Conforme ( < aux valeurs seuils)
Conforme
Non Conforme
Niveau 1
Niveau 2
Niveau 3
Non Conforme ( > aux valeurs seuils )
Non Conforme
Non Conforme Conforme
Le guide SETRA (2011)
1. Généralités et pratiques actuelles (4/4)
2. Objectifs du guide méthodologique : route
• 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)
Gisement de
sédiments
Plan d’échantillonnage
Dangerosité des
sédiments ?
Présence de
radionucléides ?
Sédiment non dangereux
non radioactif
Oui
Non
Non
Oui
Elimination
Elimination
Directive Cadre Déchets
n° 2008/98/CE du 19/11/2008
Circulaire VNF
Circulaire du 14 juin 2000
Code de l’environnement (L.542-1-1)
Code de la santé publique (R.1333-2)
Dangerosité et radioactivité
4. Phase 1: Caractérisation (2/4)
Gisement de sédiments
non dangereux non
radioactifs
Préconisations techniques et environnementales pour la réalisation du projet
Analyses
environnementales
Test de lixiviation
Test de percolation
Analyses
physiques
Teneur en eau
Masse volumique
Texture
Matière organique
Analyses
géotechniques
Limites d’Atterberg
Argilosité
Granulométrie
Analyses
minéralogiques
DRX
Microscopie
Fluorescence X
Analyses
mécaniques
Essai Proctor
Essai IPI
Evaluation des caractéristiques géotechniques et mécaniques
(préconisations techniques)
Evaluation de l’impact
environnemental
(préconisations environnementales)
Analyses chimiques
Métaux, HAP, PCB,
TBT, BTEX,
Hydrocarbures
Analyses complémentaires
4. Phase 1: Caractérisation (3/4)
Evaluation des risques environnementaux et
sanitaires
Etude d’impact
Caractérisation de l’état
initial du site récepteur
Caractérisation de
l’impact
environnemental
(transfert de polluants et
écotoxicité)
Caractérisation du
risque sanitaire
Sélection du site
récepteur
Code de l’environnement
(articles L.122-1 et suivants
et R122-1 et suivants)
Contenu de l’étude d’impact (article R122-5)
Impact du projet de valorisation
4. Phase 1: Caractérisation (4/4)
Préconisations techniques, environnementales et
sanitaires
Caractérisation approfondie
Finalisation et validation du
projet
Etude d’impact du projet de
valorisation
Gisement de
sédiments
Dragage ou transport des
sédiments puis dépôt sur site
de transit ou de traitement
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
Autre filière Non
Oui
Lancement de l’étude de faisabilité
Finalisation de la phase 1
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)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,01 0,1 1 10 100 1000
Passan
t (%
)
Diamètre en µm
Chaux vive
Liant hydraulique
Sediment
Sable de dragage
Mélange
- Correcteur granulométrique
- Liant hydraulique (ciment)
- Chaux vive
Elaboration du matériau routier
Constituants du matériau routier :
L’étude de formulation permet
d’optimiser la proportion de
chaque constituant du
matériau routier
Confection des éprouvettes
5. Phase 2: Etude en laboratoire (2/3)
Réalisation d’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
Planche support (Béton)
Couche de forme
Couche de fondation
Couche de base
Ép
ais
seu
r d
e la c
hau
ssée (
H)
Ca
rott
ag
e
Couche de roulement
Ea
u d
e r
uis
se
lle
me
nt
Eau de percolation
Suivi des performances
mécaniques
Eau infiltré
Simulateur de pluie
Suivi de la qualité
physico-chimique
des eaux
5. Phase 2: Etude en laboratoire (3/3)
Réalisation d’une planche expérimentale
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
• 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 (1/4)
Réalisation d’un ouvrage expérimental
Guide de conception et de suivi des plots expérimentaux et
d’essais lysimétriques (ADEME, 2010)
• Suivi mécanique : étude de portance à l’aide de
mesures de déflexion (7, 60, 360 jours)
6. Phase 3: Etude terrain (2/4)
Suivi in situ de l’ouvrage expérimental
Prélèvement des eaux de percolation
6. Phase 3: Etude terrain (3/4)
Suivi de la qualité des eaux
Prélèvement des eaux souterraines
Analyses physico-chimiques en laboratoires (polluants, pH, conductivité, éléments majeurs, etc.)
• 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).
6. Phase 3: Etude terrain (4/4)
Essais spécifiques après carottage
7. Résumé de la méthodologie:route
Préconisations techniques, environnementales et sanitaires
Caractérisation approfondie
Finalisation et validation du projet
Etude d’impact du projet de
valorisation
Gisement de sédiments
Formulation du matériau routier
Autre filière Non
Réalisation d’éprouvettes Réalisation de planches expérimentales
Analyses mécaniques et environnementales Elimination
Conception et instrumentation
d’un ouvrage expérimental
Suivi mécanique et environnemental
de l’ouvrage
Suivi de la qualité des eaux souterraines
du site récepteur Elimination
Non
conformes
Non
conformes
Validation de la faisabilité technique et environnementale
Phase 1
Phase 2
Phase 3
CARACTERISATION
LABORATOIRE
TERRAIN
Conclusion et synthèse:
Route , béton et Eco modelé
1. Problématique (2/4)
Caractéristiques de la colonne d’eau
Constituants sédimentaires
Composante biologique
Différents Processus
Physiques / chimiques / biologiques
Dégradation
abiotique diffusion
Remise en suspension sédimentation
Transfert
alimentair
e
filtrage
désorption
adsorption
agrégation
dissolution
complexatio
n
Eau
Organismes
vivants
sédiments
bioturbation
absorption
adsorption
désorption
excrétio
n
biodégradati
on
Interactions sédiment/contaminants
1. Problématique (3/4)
Devenir des sédiments de dragage
• Selon la circulaire du 4 juillet 2008, « les sédiments de dragage non
dangereux peuvent en fonction de leur composition… » faire l’objet
de :
- Régalage sur terrains riverains ou épandage sur parcelles agricoles
ou la mise en terrain de dépôt
- Remblaiement de carrière lorsque les sédiments sont considérés
comme inertes ou la valorisation pour la réalisation de travaux
d’aménagement
Scénarii possibles sous réserve que le maître
d’ouvrage démontre l’innocuité environnementale au
regard de l’usage envisagé.
1. Problématique (4/4)
Cadre méthodologique
• A ce jour, le mode de justification de l’innocuité environnementale n’est pas
précisé par un texte réglementaire ou un guide « officiel ».
• Le guide méthodologique SETRA (2011), relatif à la valorisation des
déchets en technique routière, ne prend pas en compte les spécificités des
sédiments de dragage.
• D’un point de vue normatif (et non réglementaire), la norme NF EN
12920+A1 propose une méthodologie pour démontrer l’innocuité
environnementale d’un sédiment dans un scénario de valorisation.
•La norme NF EN 12920+A1 préconise entre autres la caractérisation des
matériaux avant et après traitement, la mise en place et le suivi du scénario
de valorisation au laboratoire et/ou sur le terrain, la modélisation du
transfert des polluants et la validation de modèles.
- Proposer aux gestionnaires une méthodologie opérationnelle
permettant de répondre aux exigences réglementaires en matière
de valorisation des déchets en s’appuyant sur la norme NF EN
12920+A1.
- Proposer des solutions opérationnelles aux gestionnaires ou
détenteurs de sédiments de dragage via la réalisation d’un ouvrage
de terrain dans des conditions environnementales maîtrisées
- Démontrer la faisabilité environnementale de la valorisation de
sédiments de dragage dans différents scénarii d’usage afin de faire
évoluer le cadre réglementaire
Objectifs
2. La démarche SEDIMATERIAUX (1/2)
Méthodologie
2. La démarche SEDIMATERIAUX
(2/2)
Sédiment de dragage
PH
AS
E 1
CA
RA
CT
ER
ISA
TIO
N
PH
AS
E 2
LA
BO
RA
TO
IRE
PH
AS
E 3
TE
RR
AIN
Analyses complémentaires SEDIMATERIAUX
Caractérisations réglementaires
Sélection de la filière de valorisation et des
applications envisageables
Conception et instrumentation
d’un ouvrage terrain
Suivi mécanique et
environnemental
de l’ouvrage
Suivi de la qualité des eaux
souterraines du site
récepteur
Validation de la faisabilité technique,
mécanique et environnementale en conditions
réelles
Démarches et études préalables
Etude de formulation
Analyse des éprouvettes Conception et suivi de
planches expérimentales
Validation de la faisabilité mécanique et environnementale de
l’usage visé en conditions contrôlées
• Méthodologie élaborée à
partir de la norme NF EN
12920+A1
• Méthodologie
comprenant 3 phases
cumulatives et
dépendantes
• Méthodologie permettant
d’aboutir à la réalisation
d’un ouvrage opérationnel
3. Phase 1 : Caractérisation
(1/2)
Elaboration d’un plan
d’échantillonnage
Traitement
possible?
Caractérisations réglementaires
17 05 06 17 05 05*
Installation de stockage de
déchet dangereux (ISDD) Non
Oui
Traitement (hors stabilisation)
Caractérisations complémentaires
Ports ou canaux
nécessitant un dragage
Evaluation des critères de
dangerosité Analyses de radionucléides
Classification des boues de dragage selon le référentiel de la loi sur les
déchets
Caractérisations complémentaires
Analyses
environnementales
Test de lixiviation
Test de percolation
Analyses physiques et
géotechniques
Teneur en eau, Matières sèches,
Granulométrie, Masse volumique,
Teneur en matière organique,
Valeur au bleu de méthylène,
Limites d’Atterberg
Analyses
minéralogiques
DRX
Microscopie
Fluorescence X
Analyses mécaniques
Essai Proctor
Essai IPI
Essai Œdométrique
Essai Triaxial
Essai de perméabilité
Analyses chimiques en
contenu total
Polluants inorganiques,
BTEX, HAP, HCT, PCB,
TBT
Caractéristiques compatibles
avec l’usage visé ?
Oui
Non
Installation
traitement
Elimination Caractéristiques
environnementales
acceptables ?
Sélection des gisements valorisables
Oui
Non
Phase 2 : Etude en laboratoire
Autre filière
3. Phase 1 : Caractérisation
(2/2)
ABANDON
Conception et suivi de planches expérimentales
Etude de faisabilité en laboratoire
Etude de formulation
Performances
mécaniques
acceptables ?
Caractéristiques
environnementale
s acceptables ?
Caractéristiques
mécaniques et
environnementales
conformes aux attentes ?
Phase 3 : Ouvrage terrain
Elaboration du matériau
Oui
Oui
Non
Non
Non
Oui
4. Phase 2 : Laboratoire (1/1)
Passage par une installation de
transit/regroupement existante
Sécurisation de
l’ouvrage
Démarches et études préalables
Plateforme de prétraitement
identifiée?
Site récepteur identifié ?
Ouvrage terrain
Abandon du
projet
Obtention
d’un matériau
pelletable
Risques sanitaires et
environnementaux
acceptables ?
Etude d’impact du projet de valorisation
Caractérisation
de l’état initial
du site
récepteur
Caractérisation
de l’impact
environnemental
Caractérisation
du risque
sanitaire
Non
Oui
Non
Utilisation d’une
plateforme mobile sur
site récepteur (régime
ICPE)
Oui
Oui
Non
Non
5. Phase 3 : Ouvrage terrain
(1/2)
Validation de la faisabilité technique, mécanique et
environnementale du projet en conditions réelles
Conception de l’ouvrage
Etude de faisabilité sur le terrain
Instrumentation
ABANDON
Performances
mécaniques
acceptables ?
Impact
environnemental
acceptable ?
Non
Oui
Oui
Non
Suivi mécanique et environnemental sur 12 mois
5. Phase 3 : Ouvrage terrain
(2/2)
6. Conclusions (1/2)
• Une méthodologie permettant de réaliser une étude spécifique
multi-échelle pour évaluer l’innocuité environnementale d’un
sédiment dans différents scénarios de valorisation
• La phase 1 : obtention de la carte d’identité du sédiment et
orientation des études de faisabilité en laboratoire
• La phase 2 : Etude de la faisabilité de la valorisation pour un usage
donné
• La phase 3 : Réalisation d’un ouvrage terrain et de de la faisabilité
technique et environnementale de la filière de valorisation à
l’échelle terrain
6. Conclusions (2/2)
Méthodologie
opérationnelle pour trois
filières de valorisation :
- Eco-modelés paysager,
- Sous couches routière,
- Blocs béton.
Merci de votre attention
Financeurs de la démarche SEDIMATERIAUX
Merci de votre attention
Route du Freycinet 12 (Grand Port Maritime de Dunkerque)
réalisée à base de sédiments marins