Brevet FR2754476A1 — publié le 19980417

La présente invention porte sur un procédé d'enrobage de déchets industriels dans le but de stabiliser ceux-ci avant leur stockage. On connaît des procédés de solidification à l'aide de liants hydrauliques adaptés aux qualités chimiques des déchets. Cette solidification a pour but de réduire la fraction soluble ou réactive du déchet en piégeant celuici dans une matrice solide. Toutefois, il serait souhaitable d'améliorer la tenue mécanique du produit final pour en faciliter le transport vers une décharge. On y parvient, selon l'invention, au moyen d'un procédé comprenant les opérations consistant à (i) réaliser un mortier de faible porosité, c'est-à-dire de porosité inférieure à 20 %, et de préférence inférieure à 15 %, ce mortier étant compatible avec les déchets (ii) séparer, le cas échéant, les déchets de grande taille et les déchets de petite taille à l'aide d'un tamis dont les mailles ont des dimensions comprises entre 16 et 50 mm, et de préférence entre 20 et 31,5 mm ; les déchets de grande taille étant ceux qui sont retenus par le tamis et les déchets de petite taille, ceux qui passent à travers le tamis (iii) mélanger le mortier et les déchets de petite taille (iv) déposer dans un coffrage le mélange constitué par le mortier et les déchets de petite taille, et rajouter, éventuellement, les déchets de grande taille (v) laisser durcir l'ensemble ainsi constitué pour former un bloc solide dans lequel les déchets sont essentiellement imbriqués dans le mortier, et (vi) retirer le bloc du coffrage. Le procédé repose sur le phasage suivant réalisation du mortier, en externe, à très faible porosité, sur "site", en particulier à l'intérieur de sas pour des déchets très particuliers dont la toxicité ou les radiations nécessitent une protection de l'environnement, mise en place du mortier à l'aide d'une pompe - soit dans un malaxeur permettant l'introduction des déchets de taille réduite, - soit dans un coffrage avec introduction directe des déchets de taille trop importante pour être malaxés. Dans certains cas, pour éviter tout risque de relargage du déchet par lixiviation ou par abrasion, il est prévu de réaliser un enrobage suffisant des déchets par mise en place de mortier pur au contact des parois de coffrage. Un mortier particulier de faible porosité, dénommé A, dont la composition est adaptée aux caractéristiques chimiques du déchet, est fabriqué à part dans un malaxeur. La formulation de ce mortier est à base de liants hydrauliques, principalement des ciments, dont les caractéristiques chimiques sont compatibles avec celles des déchets, c'est-à-dire des liants hydrauliques qui restent essentiellement inertes vis-à vis des déchets et qui ne sont pas altérés par des réactions éventuelles avec des déchets. Par exemple, lorsque les déchets sont constitués de flocage d'amiante à base de plâtre et d'amiante, le plâtre étant un sulfate, poison pour les ciments courants et susceptible de provoquer une expansion de la pâte durcie avec destruction progressive du béton, on utilise des ciments résistant au sulfate ou d'autres liants hydrauliques non cimenteux d'additifs, notamment choisis dans le groupe comprenant les pouzzolanes, les cendres volantes, les quartz broyés, les kieselguhr et les laitiers broyés, aptes à réagir avec les hydrates formés lors de l'hydratation du ciment, par effet pouzzolanique, avec formation complémentaire de gels insolubles venant réduire la porosité de la pâte durcie de granulats minéraux, éventuellement, permettant de compléter la granulométrie des déchets traités, c'est à-dire des granulats minéraux destinés à assurer une continuité entre la granulométrie des déchets et la granulométrie du ciment. Pour obtenir une faible porosité, il faut en effet que la granulométrie soit continue, or les déchets peuvent avoir une granulométrie discontinue avec des vides entre deux tailles successives d'éléments ; par exemple la granulométrie d'un ciment varie entre 5 et 80 Hm, celle d'un sable de Seine entre 200 Hm et 5 mm. Dans ces conditions, on emploie un granulat correcteur dont la granulométrie variera de 60 pm à 300 pm de façon à ne pas laisser de vide entre le granulat maximum du cinent et le granulat minimal du sable d'adjuvants choisis de façon en soi connue dans le groupe comprenant les fluidifiants, les superplastifiants et les plastifiants réducteurs d'eau permettant de réduire fortement la quantité d'eau de gâchage, dans le but de diminuer la porosité de la pâte et d'augmenter la tenue du produit final à la fois en résistance mécanique et en durabilité d'additions particulières provenant de l'industrie de l'amidon et permettant de réduire la porosité du béton par diminution du ressuage et augmentation de la rétention d'eau d'ajouts d'ultrafines particulières choisis dans le groupe comprenant les silices actives et de différentes dimensions - particules d'une dimension variant de 1/100 à 1 pm, - particules d'une dimension de l'ordre de 1/1000 de ijm, toujours dans le but de réduire la porosité de la pâte constituant le mortier. Dans la description et les revendications, les termes "caractéristiques chimiques compatibles avec celles des déchets" ont la signification indiquée ci-dessus. La très forte réduction de la porosité de la pâte a pour but de bloquer au maximum les déchets dans la pâte pour éviter, dans le futur, tout relargage des déchets vers l'extérieur par lixiviation. Dans le cas de déchets particuliers, comme par exemple des déchets radioactifs ou des déchets à base d'amiante, il y a lieu de réaliser une enceinte fermée avec mise en dépression pour éviter tout risque de diffusion de ces déchets dans l'environnement extérieur. Pour des déchets de petite taille et inoffensifs, le mortier A fabriqué est envoyé dans un deuxième malaxeur où il est mélangé aux déchets de façon à obtenir une pâte homogène B constituée par les déchets et le mortier de faible porosité. La pâte obtenue est alors directement déposée dans un coffrage permettant le démoulage du produit final, après durcissement de la pâte B. Une vibration adaptée à la consistance du mélange frais permet d'obtenir la compacité maximale du mélange frais l'emploi d'adjuvants particuliers permet d'obtenir des mélanges frais, hyperfluides, autonivelants, sans ressuage, avec mise en oeuvre de ceux-ci sans vibration. Dans le cas de déchets de petite taille, hautement nocifs ou toxiques, la mise en oeuvre des mélanges A et B se fait de la façon suivante dépose d'une couche du mélange A d'épaisseur comprise entre 1 et 15 cm en fond de coffrage, mise en place, sur la première couche, d'une couche du mélange A d'épaisseur comprise entre 1 et 15 cm uniquement sur le pourtour pour former un cadre et dépose d'une couche du mélange B à l'intérieur de ce cadre, un système coffrant relevable, permettant de tenir la couche A au pourtour lorsque le mortier A présente une consistance supérieure à environ 10 cm d'affaissement. Lorsque la couche de mélange B a été placée à l'intérieur du cadre constitué par le mélange A, le système coffrant est relevé pour recommencer le cycle, et on recommence, éventuellement, les opérations précédentes de dépôt des couches A et B, dépose de la dernière couche, en partie haute du coffrage, avec uniquement du mélange A. On obtient ainsi, au final, un solide, dont la peau extérieure ne contient que du mélange A inerte, sans aucun déchet, les déchets étant ainsi entièrement stabilisés sous cette peau, sans contact possible avec l'extérieur, ce qui permet de garantir l'absence de relargage dans le temps. Lorsqu'on met en oeuvre des déchets de petite taille et des déchets de grande taille qu'il n'est pas possible de réduire totalement par broyage de manière simple et sans risque - cette taille ne permettant plus un mélange des gros éléments de déchets par malaxage avec le mélange A - la fabrication du produit final d'enrobage se fait de la façon suivante, pour des déchets inoffensifs pour l'environnement fabrication du mortier A, éventuellement, s'ils existent, séparation par tamissage des éléments de déchets en deux tas, le premier tas T1 comprenant les éléments de déchets dont la taille permet un malaxage avec le mortier A et le deuxième tas T2 comprenant les éléments de déchets non malaxables, fabrication du mortier B avec les granulats de déchets du tas T1, mise en place d'une première couche du mortier B d'épaisseur comprise entre 1 et 15 cm dans le fond du coffrage, ajout des granulats du tas T2 par couche d'épaisseur comprise entre 1 et 15 cm, de façon à obtenir, le cas échéant, une sorte de "mille feuilles" comprenant une couche de mortier B, une couche de déchets du tas T2 et ainsi de suite jusqu'en haut du coffrage où l'on termine par une couche de mortier B. Une légère vibration permet de bien imbriquer les éléments grossiers du tas T2 dans le mortier B. Dans le cas de déchets de grande taille et de déchets de petite taille susceptibles de nuire à l'environnement, la mise en oeuvre se fait ainsi dépose d'une couche du mélange A au fond du coffrage sur une épaisseur comprise entre 1 et 15 cm, mise en place sur cette première couche, du mélange A au pourtour, au contact des parois du moule, sur une épaisseur comprise entre 1 et 15 cm, dépose, à l'intérieur de cette couche, d'une couche du mélange B, dépose d'une couche des éléments de déchets du tas T2, toujours à l'intérieur de la couche externe du mélange A, et ainsi de suite, en terminant par une couche de mortier A. Un système coffrant relevable permet, si nécessaire, de tenir la couche de mélange A au pourtour lorsque la consistance de celui-ci est supérieure à environ 10 cm d'affaissement, le système coffrant est relevé lorsque la couche de mélange B est disposée à l'intérieur de la couche externe du mélange A. Une légère vibration permet, à chaque dépôt des éléments grossiers T2, d'imbriquer ces éléments dans le mélange B. L'invention n'est pas limitée à ces modes de réalisation. REVENDICATIONS 1. Procédé d'enrobage de déchets industriels, dans le but de les stabiliser avant leur stockage, caractérisé par le fait qu'il comprend les opérations consistant à (i) réaliser un mortier de faible porosité, c'est-à-dire de porosité inférieure à 20 %, et de préférence inférieure à 15 %, ce mortier étant compatible avec les déchets (ii) séparer, le cas échéant, les déchets de grande taille et les déchets de petite taille à l'aide d'un tamis dont les mailles ont des dimensions comprises entre 16 et 50 mm, et de préférence entre 20 et 31,5 mm (iii) mélanger le mortier et les déchets de petite taille (iv) déposer dans un coffrage le mélange constitué par le mortier et les déchets de petite taille, et rajouter, éventuellement, les déchets de grande taille (v) laisser durcir l'ensemble ainsi constitué pour former un bloc solide dans lequel les déchets sont essentiellement imbriqués dans le mortier, et (vi) retirer le bloc du coffrage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on réalise le mortier en mettant en oeuvre un ou plusieurs ciment(s) en tant que liant(s) hydraulique(s) dont les caractéristiques chimiques sont compatibles avec celles des déchets et on ajoute à ce ou ces liant(s) hydraulique(s), des additifs notamment choisis dans le groupe comprenant les pouzzolanes, les cendres volantes, les quartz broyés, les kieselguhr et les laitiers broyés et aptes à réagir avec les hydrates formés lors de l'hydratation du liant, des granulats minéraux aptes à compléter la distribution granulométrique des déchets, des adjuvants choisis dans le groupe comprenant les fluidifiants, les superplastifiants et les plastifiants réducteurs d'eau et aptes à réduire la quantité d'eau de gâchage, des dérivés de l'amidon, ainsi que des particules ultrafines choisies dans le groupe comprenant les silices actives, afin de réduire la porosité du mortier. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, appliqué à des déchets de petite taille qui sont inoffensifs pour l'environnement, dans lequel on remplit le coffrage en déposant directement le mélange de mortier et lesdits déchets. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, appliqué à des déchets de petite taille susceptibles de nuire à l'environnement, dans lequel on effectue au moins une fois l'opération consistant à - déposer, dans le fond du coffrage, une première couche de mortier, d'épaisseur comprise entre 1 et 15 cm, - réaliser un cadre en plaçant sur les bords de la première couche de mortier, une deuxième couche de mortier d'épaisseur comprise entre 1 et 15 cm, - placer à l'intérieur du cadre ainsi formé, une couche constituée par le mélange de mortier et lesdits déchets de petite taille, et on dépose une couche de mortier, en partie haute du coffrage, afin de former un bloc dont le coeur, renfermant lesdits déchets, est enrobé par une enveloppe constituée uniquement du mortier. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, appliqué à des déchets de grande taille et à des déchets de petite taille qui sont inoffensifs pour l'environnement, dans lequel on effectue au moins une fois l'opération consistant à - déposer, dans le fond du coffrage, une couche du mélange de mortier et desdits déchets de petite taille, cette couche présentant une épaisseur comprise entre 1 et 15 cm, - placer, sur cette couche de mélange, une couche desdits déchets de grande taille, cette couche présentant une épaisseur comprise entre 1 et 15 cm, et on dépose, en partie haute du coffrage, une couche du mélange de mortier et desdits déchets de petite taille. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, appliqué à des déchets de grande taille et à des déchets de petite taille susceptibles de nuire à l'environnement, dans lequel on effectue au moins une fois l'opération consistant à - déposer, dans le fond du coffrage, une première couche de mortier, d'épaisseur comprise entre 1 et 15 cm, - réaliser un cadre en plaçant sur les bords de la première couche de mortier, une deuxième couche de mortier d'épaisseur comprise entre 1 et 15 cm, un système coffrant relevable étant mis en oeuvre lorsque la consistance du mortier est supérieure à environ 10 cm d'affaissement, - superposer à l'intérieur du cadre ainsi formé une couche constituée par le mélange de mortier et lesdits déchets de petite taille, et une couche constituée par lesdits déchets de grande taille, et on dépose une couche de mortier, en partie haute du coffrage, afin de former un bloc dont le coeur, renfermant lesdits déchets, est enrobé par une enveloppe constituée uniquement de mortier. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on utilise des vibrations pour imbriquer les déchets de grande taille dans le mélange de mortier et de déchets de petite taille. 8. Bloc obtenu par un procédé selon l'une des revendications 1 à 7.