# Le devenir des mâchefers d'incinération d'ordures ménagères

Ahcéne Amokrane, Jean-Marie Blanchard, Hervé Billard, Lise

Chatelet-Snidaro, Thierry Delineau, Christophe Bourdier

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Ahcéne Amokrane, Jean-Marie Blanchard, Hervé Billard, Lise Chatelet-Snidaro, Thierry Delin-eau, et al.. Le devenir des mâchefers d'incinération d'ordures ménagères. Environnement, In-génierie & Développement, 1998, N°10 - 2ème Trimestre 1998, pp.15-27. 10.4267/dechets-sciences-techniques.870 . hal-03181999

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Submitted on 26 Mar 2021

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# LE DEVENIR DES MÂCHEFERS D'INCINÉRATION D'ORDURES MÉNAGÈRES

## PARTIE 1 : CARACTÉRISATION DES MÂCHEFERS

Ahcéne Amokrane*, Jean-Marie Blanchard*, Hervé Billard**,
Lise Chatelet-Snidaro***, Thierry Delineau*** & Christophe Bourdier***

* Insa-Lyon, Laepsi, ** France-Déchets, *** Cered France-Déchets

Le présent travail a porté sur la caractérisation physico-chimique (analyse élémentaire et comportement à la lixiviation) de quatre mâchefers d'origines différentes. Par ailleurs, il a concerné l'étude de la répartition du potentiel polluant dans différentes fractions granulométriques. Il a été possible de constater que les fractions granulométriques les plus fines montrent le potentiel polluant (potentiel risque) et la charge chimique (potentiel danger) les plus élevés. Toutefois, en tenant compte de la distribution granulométrique d'un mâchefer et donc du pourcentage massique des fractions granulométriques, il ressort que le potentiel polluant comme la charge chimique sont répartis en moyenne à raison de 10, 30, 50 et 70 % respectivement entre les fractions 0-0,08 ; 0-1 ; 0-2 et 0-4 mm. Le tamisage d'un mâchefer à 4 mm (enlèvement de la fraction 0-4 mm) permettrait d'atténuer le potentiel polluant ou la charge chimique d'environ 30 à 60 %. Aussi, ce mode de traitement pourrait constituer une étape complémentaire à la maturation lorsque celle-ci ne permet pas d'obtenir directement des mâchefers de classe V. Dans ce cas, les mâchefers ont toutes les chances de devenir de classe V.

The present work has focused on physico-chemical
characterisation (elementary analysis and leaching
behaviour) of four bottom ashes originated from dif-
ferent incinerators. In other hand, we have studied
the distribution of polluting potential in various grain-
size fractions. It has been possible to show that the
finest grain-size fractions are the most loaded in pol-
lution (danger potential and risk potential).
Nevertheless, by accounting the grain-size distribu-
tion and therefore the weight percent of each grain-size
fraction, it emerges that the pollution is distributed at
the rate of 10, 30, 50 and 70 % between the fractions
of 0-0,08 ; 0-1 ; 0-2 and 0-4 mm. The sifting of bottom
ashes by removal of the 0-4 mm fraction would allow
to reduce the polluting potential by 30-60 %. On other
hand, this treatment can constitute a complementa-
ry step to the maturation treatment when the former
does not allow to obtain bottom ashes of V-class. In
these conditions, bottom ashes have all chance to
become V-class materials.

## INTRODUCTION

En France, plus de 40 % des ordures ménagères sont élimi-
nées par incinération avec ou sans récupération de chaleur,
ce qui correspond à la production annuelle de 2 à 3 millions
de tonnes de MIOM (mâchefers d'incinération d'ordures
ménagères). Les mâchefers représentent en moyenne 25 à
30 % en poids des ordures incinérées et 10 % de leur volu-
me.

Au regard de la loi n° 92-646 du 13 juillet 1992 limitant les
déchets admissibles en décharge aux seuls résidus ultimes
et au vu de la circulaire du 9 mai 1994 encourageant la valo-
risation des MIOM, il ressort l'importance de bien connaître
les mâchefers pour les valoriser ou à défaut les éliminer
dans les meilleures conditions.

La valorisation des mâchefers (production annuelle françai-
se estimée à 2-3 millions de tonnes) s'avère intéressante, d'aut-
tant plus que d'une part les granulats naturels sont chers ou
rares dans certaines régions (notamment Ile-de-France et
Aquitaine), et que d'autre part le prix du mâchefer est, après
maturation, 20 % environ plus bas que le prix des granulats
naturels.

La circulaire du 9 mai 1994 répertorie les mâchefers en
trois catégories : V, M et S. Si les MIOM de catégorie V (30
à 40 % du tonnage total) sont susceptibles d'être valorisés
en techniques routières, les MIOM de catégorie M (40 à
60 % du tonnage total) doivent être traités avant d'être
eventuellement valorisés. Quant aux MIOM S (10 à 20 % du
tonnage total), ils sont destinés à être déposés en centre de
stockage.

Afin de connaître, de manière la plus approfondie possible,
la qualité des mâchefers de France, nous avons au préalable
collecté auprès des gérants de 43 usines d'incinération et par
l'intermédiaire d'articles scientifiques un nombre non néglig-
geable d'analyses physico-chimiques.

L'exploitation de ces analyses (imbrûlés, COT, fraction
soluble, Cl, SO₄²⁻, Pb, Cd, Cr, Hg et As) a permis de faire
ressortir que les mâchefers de France se répartissent, au sens
de la circulaire du 9 mai 1994 et pour 43 usines de forte capa-
cité (> 3 t/h), en 40 % de mâchefers V (Valorisables), 50 %
de mâchefers M (Maturables) et 10 % de mâchefers S
(Stockables). Le déclassement des mâchefers en catégorie M ou S est principalement lié à des taux élevés en imbrûlés et à de grandes teneurs lixivées en plomb, COT et fraction soluble.

Nous avons voulu dans un premier temps (partie 1) appro-
fondir davantage la caractérisation des mâchefers en nous
intéressant à la répartition des imbrûlés et du potentiel pol-
luant (comportement à la lixiviation *via* le test Afnor X31-
210) dans différentes fractions granulométriques.

Grâce à l'établissement de bilans de matière, il a été possible
de simuler l'effet du tamisage (enlèvement de la fraction
fine) sur la qualité des mâchefers.

Dans le cadre de développement de procédés de traite-
ment des mâchefers, nous avons simulé à l'échelle du labo-
ratoire (partie 2) l'influence de divers modes de traitement
(maturation, tamisage, déferraillage et lavage à l'eau) sur la
qualité environnementale des mâchefers (comportement à
la lixiviation X31-210). Il serait ainsi possible de définir le
meilleur mode de traitement ou la meilleure chaîne de traï-
tement qui conduirait à un mâchefer de qualité environne-
mentale plus satisfaisante que le mâchefer brut.

A priori, la maturation est censée améliorer la qualité environnementale des mâchefers en raison des réactions physico-chimiques pouvant avoir lieu au cours du temps (oxydation lente et ménagée des imbrûlés, oxydation du fer, carbonatation...). Le lavage à l'eau pourrait permettre d'éliminer la fraction soluble, qui renferme majoritairement les chlorures et les sulfates. L'opération de tamisage vise essentiellement à éliminer la fraction fine, qui est potentiellement polluante (plus de 50 % du potentiel polluant se trouvent concentrés dans la fraction granulométrique inférieure à 2 mm). L'étude du déferraillage est intéressante, puisque ce traitement conduirait à une modification de la porosité des mâchefers (influence sur le transfert d'oxygène et l'effet thermique).

MÂCHEFERS ÉTUDIÉS

Nous avons réalisé l'étude sur 3 MIOM provenant de pro-
vice dénommés A, B et C, et un MIOM noté D, issu d'Ile-
de-France. Tous les mâchefers proviennent d'usines d'inci-
nération de capacité supérieure à 6 t/h. Le MIOM A d'ori-
gine Rhône-Alpine est réputé généralement de catégorie V
en sortie d'usine. Le MIOM B, également d'origine Rhône-
Alpine, provient d'une usine où les déchets sont triés en
amont de l'incinération. Quant au MIOM C d'origine
Alsacienne, il est généralement en sortie d'usine de catégorie
M ou S, comme c'est le cas du MIOM D.

Prélèvements des mâchefers

Afin d'obtenir des échantillons frais n'ayant pas séjourné à l'usine d'incinération, le prélèvement des mâchefers a été réalisé en fin de chaîne de traitement (extinction à l'eau, déferraillage, criblage), c'est-à-dire au niveau de la jetée du transporteur à bandes.

La procédure d'échantillonnage adoptée a consisté en la

collecte d'une quantité de mâchefers correspondant à une
semaine de fonctionnement de l'usine. Nous avons donc
prélevé 7 échantillons journaliers dont chacun est le mélan-
ge de 4 prises élémentaires dont deux effectuées le matin
et deux autres l'après-midi.

L'échantillon final (échantillon hebdomadaire) d'environ
300 kg a été reconstitué au laboratoire par le mélange des
différents prélèvements journaliers.

Méthodes

Des échantillons de 6 kg environ, séchés préalablement à l'air libre (jusqu'à l'obtention d'une humidité résiduelle d'environ 3 %), ont permis après pelletages alternés de préparer les fractions granulométriques 0-0,08 ; 0,08-1 ; 1-2 ; 2-4 et $\phi > 4$ mm (4-6 et $\phi > 6$ mm dans le cas du MIOM D).

Pour chacune de ces fractions et pour le mâchefer lui-même
(reconstitué à partir des différentes fractions au *prorata* de
leur pourcentage massique), nous avons préparé par pelle-
tage alterné 100 g d'échantillon, qui ont été soumis selon la
norme X31-210 à trois lixiviations.

Il a été suivi sur l'ensemble des lixiviats X31-210 (Lix1, Lix2 et Lix3) le pH, la conductivité ainsi que le potentiel polluant (COT, fraction soluble, Cl⁻, SO₄²⁻, Pb, Cd, Cr, Hg et As).

La fraction soluble a été estimée selon la norme X31-210. Le COT a été mesuré selon la norme NF T 90.102. Les chlorures et sulfates ont été analysés par chromatographie ionique. Le plomb, le cadmium et le chrome ont été dosés par absorption atomique. Le mercure et l'arsenic ont été analysés par ICP-AES (Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy).

En plus du suivi des lixiviats X31-210, nous avons déterminé sur solide (les différentes fractions granulométriques et les mâchefers eux-mêmes) le taux d'imbrûlés et les teneurs en chaux libre, calcium, plomb, cadmium et chrome. Le taux d'imbrûlés (perte au feu à 550 °C pendant 4 heures) a été estimé sur des échantillons séchés à l'étuve à 105 °C pendant 24 h. L'analyse sur solide du calcium, plomb, cadmium et chrome a été réalisée par absorption atomique après mise en solution des échantillons en milieu acide HF/HNO₃ (norme NF X31-151). La teneur en chaux libre (chaux carbonatée) a été déterminée par titrage complexométrique du calcium à l'EDTA, après mise en solution par extraction préférentielle à l'éthylène glycol à 110 °C pendant 1 heure.

RÉSULTATS

Comportement à la lixiviation

pH

Les pH des lixiviats sont basiques (pH de 9,5 à 12,2) pour
tous les échantillons (figure 1). Les pH les plus élevés sont
obtenus à partir du MIOM C et notamment du MIOM D, qui
sont les plus chargés en chaux totale comme en chaux libre.
Les pH obtenus à partir de la fraction 0-0,08 mm sont les
plus faibles comparés à ceux des autres fractions granulo-
métriques, alors que cette fraction renferme beaucoup de
<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Figure 1 : pH des lixiviat (la légende > 4 se réfère à φ 4-6 mm dans le cas de D)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Figure 2 : Conductivité des lixiviat (la légende > 4 se réfère à φ 4-6 mm dans le cas de D)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Figure 3 : Fraction soluble (la légende > 4 se réfère à φ 4-6 mm dans le cas de D)</figcaption></figure>
<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Figure 4 : Teneur en chaux libre (la légende > 4 se réfère à φ 4-6 mm dans le cas de D)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Figure 5 : Taux d'imbrûlés (la légende > 4 se réfère à φ 4-6 mm dans le cas de D)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Figure 6 : COT lixivié (la légende > 4 se réfère à φ 4-6 mm dans le cas de D)</figcaption></figure>
<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Figure 7 : Chlorures lixivés (la légende > 4 se réfère à φ 4-6 mm dans le cas de D)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>Figure 8 : Sulfates lixivés (la légende > 4 se réfère à φ 4-6 mm dans le cas de D)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>Figure 9 : Plomb lixivé (la légende > 4 se réfère à φ 4-6 mm dans le cas de D)</figcaption></figure>
<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>Figure 10 : Cadmium lixivie (la légende > 4 se réfère à φ 4-6 mm dans le cas de D)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>Figure 11 : Chrome lixivie (la légende > 4 se réfère à φ 4-6 mm dans le cas de D)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>Figure 12 : Mercure lixivie (la légende > 4 se réfère à φ 4-6 mm dans le cas de D)</figcaption></figure>
<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>Figure 13 : Arsenic lixivié (la légende > 4 se réfère à φ 4-6 mm dans le cas de D)</figcaption></figure>

calcium total comme de chaux libre. Il n'est donc pas possible d'expliquer les variations du pH d'une fraction granulométrique à une autre en se basant uniquement sur la teneur en chaux libre ou en calcium total.

## Conductivité

Tous les MIOM (notamment le MIOM C) conduisent à des lixiviats dont la conductivité et la fraction soluble sont relativement élevées (1 à 5 mS/cm pour la conductivité et 1,5 à 6,5 g/100 g pour la fraction soluble).

Dans tous les cas, les fractions fines (en particulier la fraction 0-0,08 mm) conduisent aux lixiviats de conductivité et de fraction soluble les plus élevées (figures 2 et 3).

## Chaux libre

Les teneurs en chaux libre de tous les mâchefer et de toutes les fractions granulométriques varient entre 1 et 10 g Ca/kg, soit 0,1 et 1 g Ca/100 g (figure 4).

Ces teneurs sont très faibles au regard des valeurs communément admises dans la littérature (10 à 15 g Ca/100 g). Pour expliquer cette grande différence, on peut incriminer la nature de la chaux rapportée dans la littérature. Il s'agit vraisemblablement du calcium total et non de la chaux libre. On vérifiera ci-après qu'en effet les teneurs en calcium total de nos échantillons sont de l'ordre de 5 à 10 g/100 g pour les mâchefer et de 2 à 30 g/100 g pour les fractions granulométriques (cf. figure 14 analyse élémentaire du calcium).

Quoi qu'il en soit, la chaux libre semble de manière générale être plus concentrée dans les fractions fines que les fractions grossières, mis à part quelques exceptions (fractions 0-0,08 mm du MIOM A, 0,08-1 mm du MIOM B et 1-2 mm du MIOM C).

## Les autres paramètres

Pour les autres paramètres analytiques (imbrûlés, COT, chlorures, sulfates, plomb, cadmium, chrome, mercure et arsenic), on peut de manière générale établir la règle suivante : les fractions fines conduisent à des lixiviats plus char-

gés que ceux issus des fractions grossières (figures 5 à 13). Cependant, le mercure ne semble pas vérifier cette règle pour les fractions 1-2, 2-4 et φ > 4 mm du MIOM A, 0,08-1 et 1-2 mm du MIOM B et toutes les fractions du MIOM D. On peut expliquer ces « anomalies » par le fait que pour ces fractions la teneur lixivée en mercure est inférieure à la limite de détection (0,5 µg/l).

On observe le même résultat pour le cadmium dont la teneur est inférieure à la limite de détection (0,1 mg/l) pour toutes les fractions du MIOM D.

Néanmoins, le plomb a montré deux « anomalies » dans le cas du MIOM D, sans pour autant que sa teneur soit proche ou inférieure à la limite de détection. En effet, sa teneur lixivée semble être, dans le cas du MIOM D, la plus faible pour la fraction la plus fine φ < 0,08 mm et la plus élevée pour la fraction « intermédiaire » 1-2 mm.

En se basant sur les prescriptions de la circulaire du 9 mai 1994, qui répertorie les mâchefer en trois classes V, M et S, nous avons fait ressortir dans le tableau 1 les fractions granulométriques qui sont déclassées en catégorie M ou S. La fraction fine (φ < 0,08 mm) semble être, dans la majori-

<table><caption>Tableau 1 : Classification des MIOM (f1 et f2 sont les fractions 0-0,08 et 0,08-1 mm)</caption><thead><tr><th colspan="3">Classification des MIOM A, B, C et D</th></tr><tr><th>Paramètre</th><th>Fractions déclassées en M ou S</th><th></th></tr></thead><tbody><tr><td>(mg/kg)*</td><td>M</td><td>S</td></tr><tr><td>Imbrûlés</td><td>Aucune fraction</td><td>La majorité des φ</td></tr><tr><td>Fraction soluble</td><td>φ1 de B, C et D</td><td>Aucune fraction</td></tr><tr><td>Sulfates</td><td>φ1 de A</td><td>φ1 de D</td></tr><tr><td>COT</td><td>φ2 de C</td><td>φ1 de C et D</td></tr><tr><td>Plomb</td><td>φ1 de C</td><td>Aucune fraction</td></tr><tr><td>Cadmium</td><td>φ1 de C, φ1 et φ2 de A</td><td>Aucune fraction</td></tr><tr><td>Chrome</td><td>φ1 des 4 MIOM</td><td>Aucune fraction</td></tr><tr><td>Mercure</td><td>Aucune fraction</td><td>Aucune fraction</td></tr><tr><td>Arsenic</td><td>Aucune fraction</td><td>Aucune fraction</td></tr></tbody><tfoot><tr><td colspan="3">* mg/kg sauf pour la fraction soluble (g/100 g) et les imbrûlés (g/100 g)</td></tr></tfoot></table>
<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>Figure 14 : Teneurs en calcium (la légende > 4 se réfère à Φ 4-6 mm dans le cas de D)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_16.png" /><figcaption>Figure 15 : Teneurs en plomb (la légende > 4 se réfère à Φ 4-6 mm dans le cas de D)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_17.png" /><figcaption>Figure 16 : Teneurs en cadmium (la légende > 4 se réfère à Φ 4-6 mm dans le cas de D)</figcaption></figure>
<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>Figure 17 : Teneurs en chrome (la légende > 4 se réfère à $\phi$ 4-6 mm dans le cas de D)</figcaption></figure>

té des cas, déclassée en catégorie M. Son déclassement en catégorie S est dû au COT dans le cas du MIOM D et aux sulfates dans le cas des MIOM C et D. Toutefois, presque toutes les fractions granulométriques sont déclassées en catégorie S par les imbrûlés.

On peut remarquer que le mercure et l'arsenic ne déclarent aucune fraction granulométrique (qui sont toutes de catégorie V).

## Analyse élémentaire

Mis à part le chrome, les teneurs en calcium, plomb ou cadmium sont plus élevées dans les fractions fines que dans les fractions grossières (figures 14 à 17).

Dans le cas du chrome, on ne retrouve plus la distribution décroissante de sa teneur en fonction de la taille granulométrique. La teneur en chrome semble augmenter lorsque la taille des grains passe de 0,08 à 4 mm pour les MIOM A, B et C. Dans le cas du MIOM D, elle est plutôt la plus élevée dans la fraction la plus fine (0-0,08 mm) et la plus faible dans la fraction 0,08-1 mm. Elle semble toutefois augmenter lorsque la taille des grains passe de 1 à 4 mm.

En faisant abstraction de quelques cas rares et surtout du chrome, on peut dire que la teneur totale ou lixivée des poluants est d'autant plus importante que la taille des grains est faible.

## Taux de lixiviation

Sur la base des teneurs déterminées par analyse élémentaire et des teneurs lixiviées (test X31-210), il est possible de déterminer le taux de lixiviation (pourcentage de la teneur lixivée du MIOM), ce qui permet d'apprécier dans quelle mesure la lixiviation extrait les éléments étudiés (plomb, cadmium et chrome, tableaux 2 et 3).

Les taux de lixiviation du plomb et du chrome sont très faibles, ne dépassant pas 1 %. En revanche, ils sont plus élevés dans le cas du cadmium (1 à 5 % pour les MIOM B, C et D et 7 à 10 % pour le MIOM A).

Le calcium libre (chaux libre) ne représente que 1 à 5 % de

<table><caption>Tableau 2 : Taux de lixiviation (MIOM A et B)</caption><thead><tr><th rowspan="2">Fraction (mm)</th><th colspan="4">MIOM A</th><th colspan="4">MIOM B</th></tr><tr><th>Ca</th><th>Pb</th><th>Cd</th><th>Cr</th><th>Ca</th><th>Pb</th><th>Cd</th><th>Cr</th></tr></thead><tbody><tr><td>φ &lt; 0,08</td><td>1,5</td><td>0,3</td><td>7,2</td><td>2,3</td><td>2,7</td><td>0,2</td><td>2,2</td><td>3,7</td></tr><tr><td>0,08 - 1</td><td>3,7</td><td>0,2</td><td>9,8</td><td>0,5</td><td>2,5</td><td>0,1</td><td>2,0</td><td>0,9</td></tr><tr><td>1 - 2</td><td>2,4</td><td>0,2</td><td>7,3</td><td>0,2</td><td>4,6</td><td>0,09</td><td>2,6</td><td>0,6</td></tr><tr><td>2 - 4</td><td>2,3</td><td>0,3</td><td>9,5</td><td>0,09</td><td>5,5</td><td>0,1</td><td>3,9</td><td>0,1</td></tr><tr><td>φ &gt; 4</td><td>2,8</td><td>0,5</td><td>9,6</td><td>0,06</td><td>7,0</td><td>0,08</td><td>7,0</td><td>0,2</td></tr><tr><td>MIOM</td><td>3,2</td><td>0,2</td><td>8,8</td><td>0,2</td><td>3,8</td><td>0,1</td><td>2,9</td><td>0,3</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tableau 3 : Taux de lixiviation (MIOM C et D) (la légende $\phi$ > 4 se réfère à la fraction 4-6 mm dans le cas du MIOM D)</caption><thead><tr><th rowspan="2">Fraction (mm)</th><th colspan="4">MIOM C</th><th colspan="4">MIOM D</th></tr><tr><th>Ca</th><th>Pb</th><th>Cd</th><th>Cr</th><th>Ca</th><th>Pb</th><th>Cd</th><th>Cr</th></tr></thead><tbody><tr><td>φ &lt; 0,08</td><td>5,4</td><td>1,1</td><td>3,2</td><td>1,6</td><td>3,6</td><td>0,1</td><td>0,5</td><td>0,8</td></tr><tr><td>0,08 - 1</td><td>3,7</td><td>0,6</td><td>3,6</td><td>0,3</td><td>5,7</td><td>0,2</td><td>0,7</td><td>0,7</td></tr><tr><td>1 - 2</td><td>2,2</td><td>0,3</td><td>3,1</td><td>0,2</td><td>3,5</td><td>0,5</td><td>0,8</td><td>0,3</td></tr><tr><td>2 - 4</td><td>5,2</td><td>0,3</td><td>3,7</td><td>0,2</td><td>4,7</td><td>0,4</td><td>1,6</td><td>0,2</td></tr><tr><td>φ &gt; 4</td><td>2,5</td><td>0,4</td><td>4,9</td><td>0,09</td><td>4,6</td><td>0,3</td><td>1,4</td><td>0,1</td></tr><tr><td>φ &gt; 6</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>2,4</td><td>0,7</td><td>2,9</td><td>0,05</td></tr><tr><td>MIOM</td><td>3,5</td><td>0,5</td><td>3,7</td><td>0,2</td><td>3,8</td><td>0,4</td><td>1,9</td><td>0,2</td></tr></tbody></table>

la teneur totale en calcium. Il est possible que la majeure partie de la chaux libre se soit carbonatée pendant le temps qui s'est écoulé (environ 2 semaines) entre l'analyse et le prélèvement des mâchefers à l'usine d'incinération. Il faut souligner que la teneur totale en calcium concerne non seulement le calcium combiné sous forme de chaux libre mais également le calcium combiné sous d'autres formes éventuellement présentes dans les mâchefers (calcite CaCO₃, anhydrite CaSO₄, ettringite Ca₆Al₂(SO₄)₃(OH)₁₂.25H₂O, gehlenite Ca₂Al₂SiO₇, akermanite Ca₂MgSi₂O₃, wollastonite b-Ca₂SiO₃, etc.).
## BILANS MASSIQUES

La détermination de la contribution des différentes fractions granulométriques dans le potentiel polluant global implique l'établissement de bilans massiques mettant en jeu les quantités massiques lixivées (et non pas seulement les concentrations lixivées). Pour ce faire, nous avons défini le pourcentage de contribution (% contribution), déterminé par la relation suivante :

$$ \% \text{ Contribution}_i = 100 \frac{C_i \omega_i}{C_{\text{MIOM}}} $$

avec :

$C_{\text{MIOM}}$ : concentration dans le mâchefer lui-même.

$C_i$ : concentration dans la fraction granulométrique Fi.

$\omega_i$ : pourcentage massique de la fraction granulométrique Fi.

<figure><img src="image_19.png" /><figcaption>Figure 18 : Courbes granulométriques des quatre mâchefer</figcaption></figure>

Les pourcentages massiques $\omega_i$ sont déterminés par analyse granulométrique (figure 18). Quant aux pourcentages de contribution, ils sont indiqués dans les tableaux 4 à 6.

Bien qu'elle soit la plus concentrée, la fraction 0-0,08 mm ne contribue qu'à raison de 0,5 à 10 % dans le potentiel polluant global des mâchefer (16 et 20 % respectivement pour le mercure et le chrome dans le cas de A). Ces faibles pourcentages de contribution sont dus au fait que la fraction la plus

<table><caption>Tableau 4 : Pourcentages de contribution (MIOM A)</caption><thead><tr><th>Φ (mm)</th><th>Φ > 0,08</th><th>0,08-1</th><th>1-2</th><th>2-4</th><th>Φ > 4</th></tr></thead><tbody><tr><td>Fraction soluble</td><td>6,3</td><td>33,1</td><td>16,6</td><td>16,3</td><td>27,6</td></tr><tr><td>Chlorures</td><td>10,7</td><td>46,1</td><td>16,2</td><td>13,7</td><td>13,3</td></tr><tr><td>Sulfates</td><td>11,5</td><td>39,6</td><td>13,6</td><td>11,2</td><td>24,1</td></tr><tr><td>COT</td><td>5,5</td><td>31,0</td><td>14,8</td><td>18,1</td><td>30,6</td></tr><tr><td>Plomb</td><td>8,1</td><td>38,1</td><td>17,4</td><td>16,7</td><td>19,6</td></tr><tr><td>Cadmium</td><td>7,7</td><td>44,9</td><td>18,6</td><td>14,1</td><td>14,6</td></tr><tr><td>Chrome</td><td>20,0</td><td>36,5</td><td>16,9</td><td>13,0</td><td>13,7</td></tr><tr><td>Mercure</td><td>16,4</td><td>28,2</td><td>12,2</td><td>14,9</td><td>28,3</td></tr><tr><td>Arsenic</td><td>4,9</td><td>29,3</td><td>14,4</td><td>20,1</td><td>31,3</td></tr><tr><td>Imbrûlés</td><td>9,8</td><td>49,8</td><td>15,9</td><td>14,8</td><td>9,8</td></tr><tr><td>Chaux libre</td><td>3,9</td><td>52,1</td><td>17,3</td><td>11,5</td><td>15,2</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tableau 5 : Pourcentages de contribution (MIOM B)</caption><thead><tr><th>Φ (mm)</th><th>Φ > 0,08</th><th>0,08-1</th><th>1-2</th><th>2-4</th><th>Φ > 4</th></tr></thead><tbody><tr><td>Fraction soluble</td><td>2,3</td><td>33,1</td><td>20,8</td><td>18,9</td><td>24,9</td></tr><tr><td>Chlorures</td><td>4,2</td><td>46,3</td><td>19,7</td><td>13,3</td><td>16,4</td></tr><tr><td>Sulfates</td><td>2,8</td><td>27,5</td><td>15,2</td><td>15,6</td><td>38,8</td></tr><tr><td>COT</td><td>2,7</td><td>26,8</td><td>20,8</td><td>19,4</td><td>20,2</td></tr><tr><td>Plomb</td><td>2,9</td><td>43,6</td><td>18,6</td><td>17,5</td><td>17,4</td></tr><tr><td>Cadmium</td><td>2,8</td><td>36,9</td><td>20,9</td><td>17,3</td><td>21,9</td></tr><tr><td>Chrome</td><td>6,3</td><td>42,2</td><td>20,3</td><td>12,9</td><td>18,2</td></tr><tr><td>Mercure</td><td>1,9</td><td>7,4</td><td>5,7</td><td>64,8</td><td>20,2</td></tr><tr><td>Arsenic</td><td>1,8</td><td>36,4</td><td>14,1</td><td>15,0</td><td>32,7</td></tr><tr><td>Imbrûlés</td><td>3,4</td><td>42,0</td><td>24,5</td><td>17,2</td><td>13,0</td></tr><tr><td>Chaux libre</td><td>2,2</td><td>27,6</td><td>28,1</td><td>19,2</td><td>22,9</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tableau 6 : Pourcentages de contribution (MIOM C)</caption><thead><tr><th>Φ (mm)</th><th>Φ > 0,08</th><th>0,08-1</th><th>1-2</th><th>2-4</th><th>Φ > 4</th></tr></thead><tbody><tr><td>Fraction soluble</td><td>4,4</td><td>27,5</td><td>20,0</td><td>19,1</td><td>29,0</td></tr><tr><td>Chlorures</td><td>6,0</td><td>29,9</td><td>20,0</td><td>19,9</td><td>24,2</td></tr><tr><td>Sulfates</td><td>4,0</td><td>23,4</td><td>18,7</td><td>18,8</td><td>35,0</td></tr><tr><td>COT</td><td>5,0</td><td>29,8</td><td>18,2</td><td>17,5</td><td>29,5</td></tr><tr><td>Plomb</td><td>8,4</td><td>45,5</td><td>18,6</td><td>11,9</td><td>15,6</td></tr><tr><td>Cadmium</td><td>6,1</td><td>34,6</td><td>19,2</td><td>15,0</td><td>25,1</td></tr><tr><td>Chrome</td><td>11,0</td><td>27,8</td><td>21,2</td><td>18,6</td><td>21,3</td></tr><tr><td>Mercure</td><td>8,1</td><td>31,8</td><td>22,8</td><td>14,0</td><td>23,2</td></tr><tr><td>Arsenic</td><td>5,0</td><td>29,8</td><td>18,2</td><td>17,5</td><td>29,5</td></tr><tr><td>Imbrûlés</td><td>5,7</td><td>32,7</td><td>19,6</td><td>19,7</td><td>22,4</td></tr><tr><td>Chaux libre</td><td>6,4</td><td>38,6</td><td>15,8</td><td>23,9</td><td>15,2</td></tr></tbody></table>

fine (0-0,08 mm) représente au plus 5 % du poids global du mâchefer.

Contribuant à raison de 25 à 50 % au potentiel polluant global, la fraction 0,08-1 mm semble être la fraction la plus polluante dans le cas des MIOM A, B et C. On peut corriger ce résultat au fait que cette fraction est fortement concentrée (bien que moins concentrée que la fraction 0-0,08 mm) et est présente à un taux massique relativement élevé (20
à 25 % du poids global de ces mâchefer).

Dans le cas du MIOM D, la fraction la plus polluante semble être plutôt la fraction $\phi > 6$ mm (20 à 60 % de contribution). Les fractions 1-2 et 2-4 mm semblent contribuer de manière assez équitable dans le potentiel polluant global (10 à 15 % pour A, 15 à 25 % pour B et 15 à 20 % pour C). Seul le mercure ne vérifie pas ce résultat dans le cas de B (5 % de contribution par la fraction 1-2 mm et 65 % de contribution par la fraction 2-4 mm). De la même manière, les fractions 1-2, 2-4 et 4-6 mm du MIOM D présentent des pourcentages de contribution assez identiques (de l'ordre de 10 à 15 %).

Bien qu'elle soit en général la moins concentrée, la fraction la plus grossière $\phi > 4$ ou 6 mm contribue énormément au potentiel polluant global (15 à 35 %).

En adoptant un raisonnement identique à celui utilisé dans l'établissement de bilans matières sur le potentiel polluant,

nous avons évalué la contribution de chaque fraction granulométrique à la « charge chimique » globale des mâchefer (tableaux 8 et 9).

De manière générale, la fraction fine ($\phi < 0,08$ mm) ne semble contribuer qu'à raison de 1 à 10 % à la charge globale des mâchefer. En conséquence, le tamisage des mâchefer réalisé à 0,08 mm ne permettrait de réduire la charge globale des mâchefer que de 1 à 5 %.

Dans le cas des autres fractions granulométriques ($f > 0,08$ mm), la charge chimique est majoritairement répartie soit dans la fraction $\phi > 6$ mm (cas du MIOM D), soit encore dans la fraction 0,08-1 mm (cas de A, B ou C).

Quoi qu'il en soit, 30 à 50 % de la charge chimique des mâchefer est contenue dans la fraction 0-1 mm. Ce pourcentage de contribution peut atteindre 60 à 80 % pour la fraction 0-2 mm et 70 à 90 % pour les fractions 0-4 ou 0-6 mm. Le tamisage réalisé à 1, 2 ou 4 mm pourrait diminuer la charge chimique des mâchefer de respectivement 30 à 50 %, 50 à 70 %, 60 à 90 %. Ainsi, le tamisage permettrait d'une part de réduire le potentiel polluant des mâchefer comme il a été montré auparavant, et d'autre part d'entraver la prise hydraulique puisque la charge chimique en calcium comme en chaux est sensiblement diminuée par tamisage.

<table><caption>Tableau 7 : Pourcentages de contribution (MIOM D)</caption><thead><tr><th>φ (mm)</th><th>φ > 0,08</th><th>0,08-1</th><th>1-2</th><th>2-4</th><th>4-6</th><th>φ > 6</th></tr></thead><tbody><tr><td>Fraction soluble</td><td>3,3</td><td>18,2</td><td>11,7</td><td>9,0</td><td>11,2</td><td>46,6</td></tr><tr><td>Chlorures</td><td>5,9</td><td>31,5</td><td>13,3</td><td>10,1</td><td>10,9</td><td>28,4</td></tr><tr><td>Sulfates</td><td>4,5</td><td>25,5</td><td>10,12</td><td>9,4</td><td>11,7</td><td>38,7</td></tr><tr><td>Imbrûlés</td><td>4,2</td><td>26,0</td><td>13,0</td><td>11,1</td><td>8,1</td><td>37,6</td></tr><tr><td>COT</td><td>4,7</td><td>29,3</td><td>12,5</td><td>9,4</td><td>9,6</td><td>34,5</td></tr><tr><td>Chaux libre</td><td>3,1</td><td>30,5</td><td>18,0</td><td>14,5</td><td>10,8</td><td>23,0</td></tr><tr><td>Plomb</td><td>0,5</td><td>13,7</td><td>12,7</td><td>11,1</td><td>9,4</td><td>52,6</td></tr><tr><td>Cadmium</td><td>1,0</td><td>9,7</td><td>6,5</td><td>10,7</td><td>8,0</td><td>64,1</td></tr><tr><td>Chrome</td><td>7,6</td><td>34,3</td><td>15,4</td><td>11,2</td><td>9,7</td><td>21,8</td></tr><tr><td>Mercure</td><td>1,0</td><td>11,0</td><td>8,7</td><td>9,3</td><td>10,7</td><td>59,2</td></tr><tr><td>Arsenic</td><td>2,6</td><td>20,1</td><td>15,3</td><td>12,3</td><td>8,7</td><td>41,0</td></tr><tr><td>Imbrûlés</td><td>4,2</td><td>26,0</td><td>13,0</td><td>11,1</td><td>8,1</td><td>37,6</td></tr><tr><td>Chaux libre</td><td>3,1</td><td>30,5</td><td>18,0</td><td>14,5</td><td>10,8</td><td>23,0</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tableau 8 : Analyse élémentaire. Pourcentages de contribution (MIOM A et B)</caption><thead><tr><th rowspan="2">Fraction<br>(mm)</th><th colspan="4">MIOM A</th><th colspan="4">MIOM B</th></tr><tr><th>Ca</th><th>Pb</th><th>Cd</th><th>Cr</th><th>Ca</th><th>Pb</th><th>Cd</th><th>Cr</th></tr></thead><tbody><tr><td>φ < 0,08</td><td>7,3</td><td>5,7</td><td>9,6</td><td>1,6</td><td>3,3</td><td>1,8</td><td>3,7</td><td>0,6</td></tr><tr><td>0,08 - 1</td><td>41,1</td><td>51,7</td><td>40,9</td><td>12,5</td><td>44,3</td><td>33,7</td><td>51,6</td><td>17,2</td></tr><tr><td>1 - 2</td><td>21,3</td><td>22,5</td><td>22,7</td><td>20,1</td><td>25,0</td><td>23,5</td><td>23,1</td><td>13,8</td></tr><tr><td>2 - 4</td><td>14,4</td><td>11,6</td><td>13,2</td><td>25,8</td><td>14,0</td><td>16,0</td><td>12,6</td><td>9,0</td></tr><tr><td>φ > 4</td><td>15,9</td><td>8,5</td><td>13,6</td><td>39,9</td><td>13,3</td><td>25,1</td><td>9,0</td><td>30,9</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tableau 9 : Analyse élémentaire. Pourcentages de contribution (MIOM C et D) (la légende $\phi > 4$ se réfère à la fraction 4-6 mm dans le cas du MIOMD)</caption><thead><tr><th rowspan="2">Fraction<br>(mm)</th><th colspan="4">MIOM C</th><th colspan="4">MIOM D</th></tr><tr><th>Ca</th><th>Pb</th><th>Cd</th><th>Cr</th><th>Ca</th><th>Pb</th><th>Cd</th><th>Cr</th></tr></thead><tbody><tr><td>φ < 0,08</td><td>4,0</td><td>3,4</td><td>7,0</td><td>1,2</td><td>3,2</td><td>1,8</td><td>3,7</td><td>1,4</td></tr><tr><td>0,08 - 1</td><td>35,0</td><td>33,3</td><td>36,0</td><td>17,0</td><td>20,2</td><td>26,9</td><td>23,5</td><td>7,4</td></tr><tr><td>1 - 2</td><td>24,3</td><td>25,8</td><td>22,9</td><td>21,4</td><td>19,5</td><td>12,0</td><td>13,9</td><td>8,2</td></tr><tr><td>2 - 4</td><td>15,8</td><td>20,8</td><td>15,0</td><td>17,9</td><td>11,7</td><td>11,7</td><td>11,5</td><td>10,5</td></tr><tr><td>φ > 4</td><td>20,8</td><td>16,6</td><td>19,0</td><td>42,5</td><td>8,9</td><td>14,3</td><td>9,5</td><td>11,0</td></tr><tr><td>φ > 6</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>36,5</td><td>33,4</td><td>37,8</td><td>61,5</td></tr></tbody></table>

## EFFET DU TAMISAGE

Afin d'estimer dans quelle mesure le tamisage diminue ou augmente le potentiel polluant des mâchefer, nous avons introduit la notion de % d'atténuation.

Le potentiel polluant de la fraction $\phi > d_k$ après tamisage du mâchefer à $d_k$ (enlèvement de la fraction 0-$d_k$) se définit par la relation :

$$ (\text{Pot})_k^{\text{Tamisat}} = \frac{C_{\text{MIOM}} - \frac{1}{100} \sum_{i=1}^{i=k} C_i \omega_i}{100 - \sum_{i=1}^{i=k} \omega_i} $$

Le pourcentage d'atténuation du potentiel polluant du mâchefer se définit par la relation :

$$ \% \text{ Att} = 100 \frac{C_{\text{MIOM}} - (\text{Pot})_k^{\text{Tamisat}}}{C_{\text{MIOM}}} $$

Les pourcentages d'atténuation ainsi calculés sont consignés dans les tableaux 10 à 13. A partir de ces résultats, il est possible de remarquer que le tamisage des mâchefer à 0,08 mm ne diminue que très faiblement leur potentiel polluant global. Les pourcentages d'atténuation sont d'au plus de 10 % pour l'ensemble des paramètres analytiques.

En revanche, le pourcentage d'atténuation devient intéressant lorsqu'il s'agit de tamiser les mâchefer à des diamètres supérieurs à 0,08 mm, notamment aux diamètres les plus élevés tels que 2, 4 ou 6 mm. A ce titre, le tamisage permettrait de diminuer le potentiel polluant de 10 à 30 % (tamisage à 1 mm), 20 à 45 % (tamisage à 2 mm) et 25 à 60 % (tamisage à 4 ou 6 mm).
<table><caption>Tableau 10 : Effet du tamisage. % d'atténuation (MIOM A)</caption><thead><tr><th>Tamisage à</th><th>0,08 mm</th><th>1 mm</th><th>2 mm</th><th>4 mm</th></tr></thead><tbody><tr><td>Fraction soluble</td><td>3,3</td><td>17,5</td><td>23,3</td><td>26,4</td></tr><tr><td>Chlorures</td><td>7,9</td><td>41,3</td><td>53,0</td><td>64,5</td></tr><tr><td>Sulfates</td><td>8,8</td><td>33,6</td><td>38,6</td><td>35,9</td></tr><tr><td>COT</td><td>2,6</td><td>13,7</td><td>15,1</td><td>18,6</td></tr><tr><td>Plomb</td><td>5,3</td><td>26,9</td><td>36,8</td><td>47,9</td></tr><tr><td>Cadmium</td><td>4,9</td><td>35,6</td><td>50,0</td><td>61,1</td></tr><tr><td>Chrome</td><td>17,5</td><td>40,7</td><td>53,5</td><td>63,5</td></tr><tr><td>Mercure</td><td>13,8</td><td>24,7</td><td>24,7</td><td>24,7</td></tr><tr><td>Arsenic</td><td>1,9</td><td>10,5</td><td>10,4</td><td>16,6</td></tr><tr><td>Imbrûlés</td><td>7,0</td><td>45,0</td><td>57,1</td><td>74,0</td></tr><tr><td>Chaux libre</td><td>0,9</td><td>40,2</td><td>53,5</td><td>59,5</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tableau 11 : Effet du tamisage. % d'atténuation (MIOM B)</caption><thead><tr><th>Tamisage à</th><th>0,08 mm</th><th>1 mm</th><th>2 mm</th><th>4 mm</th></tr></thead><tbody><tr><td>Fraction soluble</td><td>1,1</td><td>13,1</td><td>20,8</td><td>26,0</td></tr><tr><td>Chlorures</td><td>3,0</td><td>33,3</td><td>46,1</td><td>51,2</td></tr><tr><td>Sulfates</td><td>1,6</td><td>6,1</td><td>1,4</td><td>-15,4</td></tr><tr><td>COT</td><td>1,5</td><td>18,5</td><td>28,3</td><td>40,0</td></tr><tr><td>Plomb</td><td>1,7</td><td>27,9</td><td>36,9</td><td>48,3</td></tr><tr><td>Cadmium</td><td>1,6</td><td>18,8</td><td>28,9</td><td>34,8</td></tr><tr><td>Chrome</td><td>5,1</td><td>30,6</td><td>43,6</td><td>45,8</td></tr><tr><td>Mercure</td><td>0,7</td><td>-22,2</td><td>-53,9</td><td>40,0</td></tr><tr><td>Arsenic</td><td>0,5</td><td>16,7</td><td>13,6</td><td>2,7</td></tr><tr><td>Imbrûlés</td><td>2,1</td><td>26,3</td><td>45,4</td><td>61,3</td></tr><tr><td>Chaux libre</td><td>1,0</td><td>5,4</td><td>23,8</td><td>32,0</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tableau 12 : Effet du tamisage. % d'atténuation (MIOM C)</caption><thead><tr><th>Tamisage à</th><th>0,08 mm</th><th>1 mm</th><th>2 mm</th><th>4 mm</th></tr></thead><tbody><tr><td>Fraction soluble</td><td>2,7</td><td>14,6</td><td>23,0</td><td>31,9</td></tr><tr><td>Chlorures</td><td>4,3</td><td>19,6</td><td>29,4</td><td>43,1</td></tr><tr><td>Sulfates</td><td>2,3</td><td>8,9</td><td>13,8</td><td>17,7</td></tr><tr><td>COT</td><td>3,9</td><td>16,0</td><td>25,1</td><td>35,8</td></tr><tr><td>Plomb</td><td>6,7</td><td>42,1</td><td>55,9</td><td>63,3</td></tr><tr><td>Cadmium</td><td>4,4</td><td>25,6</td><td>35,8</td><td>41,0</td></tr><tr><td>Chrome</td><td>9,4</td><td>23,2</td><td>36,1</td><td>49,9</td></tr><tr><td>Mercure</td><td>6,4</td><td>24,6</td><td>40,4</td><td>45,4</td></tr><tr><td>Arsenic</td><td>3,3</td><td>18,2</td><td>24,8</td><td>30,7</td></tr><tr><td>Imbrûlés</td><td>4,0</td><td>22,6</td><td>32,7</td><td>47,3</td></tr><tr><td>Chaux libre</td><td>4,8</td><td>31,1</td><td>37,3</td><td>64,2</td></tr></tbody></table>

De manière générale, on peut dire que le pourcentage d'atténuation est d'autant plus important que le diamètre de tamisage est élevé.

Néanmoins, il semble dans certains cas que le tamisage conduise à des pourcentages d'atténuation négatifs. Ce qui correspondrait à une augmentation du potentiel polluant. C'est le cas des sulfates (tamisage de B à 4 mm), du mercure (tamisage de B à 1 ou 2 mm ou de D à 1, 2, 4 ou 6 mm), du

<table><caption>Tableau 13 : Effet du tamisage. % d'atténuation (MIOM D)</caption><thead><tr><th>Tamisage à</th><th>0,08 mm</th><th>1 mm</th><th>2 mm</th><th>4 mm</th><th>6 mm</th></tr></thead><tbody><tr><td>Fraction soluble</td><td>2,2</td><td>10,7</td><td>15,6</td><td>17,3</td><td>21,3</td></tr><tr><td>Chlorures</td><td>4,9</td><td>28,8</td><td>37,7</td><td>43,8</td><td>52,1</td></tr><tr><td>Sulfates</td><td>3,5</td><td>20,5</td><td>24,5</td><td>27,9</td><td>34,7</td></tr><tr><td>COT</td><td>3,7</td><td>24,9</td><td>32,4</td><td>36,8</td><td>41,7</td></tr><tr><td>Plomb</td><td>-0,5</td><td>2,4</td><td>7,7</td><td>11,2</td><td>11,1</td></tr><tr><td>Cadmium</td><td>2,10<sup>-2</sup></td><td>-1,5</td><td>-4,5</td><td>-3,1</td><td>-8,2</td></tr><tr><td>Chrome</td><td>6,7</td><td>34,0</td><td>46,2</td><td>55,0</td><td>63,2</td></tr><tr><td>Mercure</td><td>-6,10<sup>-5</sup></td><td>-7,10<sup>-4</sup></td><td>-1,10<sup>-3</sup></td><td>-2,10<sup>-3</sup></td><td>-4,10<sup>-3</sup></td></tr><tr><td>Arsenic</td><td>1,6</td><td>12,1</td><td>21,8</td><td>29,0</td><td>30,8</td></tr><tr><td>Imbrûlés</td><td>3,2</td><td>20,6</td><td>28,3</td><td>34,6</td><td>36,5</td></tr><tr><td>Chaux libre</td><td>2,1</td><td>24,5</td><td>39,0</td><td>51,6</td><td>61,1</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tableau 14 : Pourcentages d'atténuation de la charge chimique (MIOM A et B)</caption><thead><tr><th>Mâchefer</th><th colspan="4">MIOM A</th><th colspan="4">MIOM B</th></tr><tr><th>Φ (mm)</th><th>0 - 0,08</th><th>0 - 1</th><th>0 - 2</th><th>0 - 4</th><th>0 - 0,08</th><th>0 - 1</th><th>0 - 2</th><th>0 - 4</th></tr></thead><tbody><tr><td>Calcium</td><td>4,4</td><td>29,8</td><td>47,2</td><td>57,7</td><td>2,1</td><td>29,4</td><td>50,5</td><td>60,5</td></tr><tr><td>Sulfates</td><td>5,1</td><td>27,0</td><td>40,3</td><td>54,7</td><td>1,7</td><td>16,9</td><td>24,6</td><td>27,2</td></tr><tr><td>Plomb</td><td>2,8</td><td>42,1</td><td>65,0</td><td>77,4</td><td>0,5</td><td>13,0</td><td>25,6</td><td>25,4</td></tr><tr><td>Cadmium</td><td>6,8</td><td>32,7</td><td>53,3</td><td>63,7</td><td>2,5</td><td>39,9</td><td>61,0</td><td>73,4</td></tr><tr><td>Chrome</td><td>-1,4</td><td>-16,7</td><td>-14,6</td><td>-6,3</td><td>-0,6</td><td>-10,6</td><td>-23,6</td><td>8,2</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tableau 15 : Pourcentages d'atténuation de la charge chimique (MIOM C et D)</caption><thead><tr><th>Mâchefer</th><th colspan="4">MIOM C</th><th colspan="4">MIOM D</th></tr><tr><th>Φ (mm)</th><th>0 - 0,08</th><th>0 - 1</th><th>0 - 2</th><th>0 - 4</th><th>0 - 0,08</th><th>0 - 1</th><th>0 - 2</th><th>0 - 4</th><th>0 - 6</th></tr></thead><tbody><tr><td>Calcium</td><td>2,3</td><td>23,5</td><td>41,5</td><td>51,2</td><td>2,2</td><td>12,9</td><td>27,9</td><td>35,0</td><td>38,3</td></tr><tr><td>Sulfates</td><td>4,8</td><td>22,2</td><td>34,5</td><td>47,2</td><td>4,9</td><td>33,3</td><td>49,5</td><td>57,7</td><td>65,8</td></tr><tr><td>Plomb</td><td>1,6</td><td>20,6</td><td>40,0</td><td>60,9</td><td>0,8</td><td>18,9</td><td>25,1</td><td>31,8</td><td>43,6</td></tr><tr><td>Cadmium</td><td>5,4</td><td>28,5</td><td>45,5</td><td>55,3</td><td>2,7</td><td>17,2</td><td>25,7</td><td>32,3</td><td>36,1</td></tr><tr><td>Chrome</td><td>-0,6</td><td>-2,7</td><td>3,2</td><td>0,1</td><td>0,4</td><td>-3,7</td><td>-4,7</td><td>-3,7</td><td>-3,9</td></tr></tbody></table>

plomb (tamisage de D à 0,08 mm) et du cadmium (tamisage de D à 1, 2, 4 ou 6 mm).

Par ailleurs, on peut observer dans d'autres cas que le pourcentage d'atténuation diminue lorsque le diamètre de tamisage augmente. C'est le cas du cadmium (MIOM D), des sulfates (MIOM A et B), de l'arsenic et du mercure (MIOM B). Afin de mieux prévoir l'effet du tamisage dans l'atténuation du potentiel polluant d'un mâchefer, il faut connaître non seulement la distribution du potentiel polluant dans les fractions granulométriques, mais aussi la distribution granulométrique (analyse granulométrique). Cette détermination permet d'établir des bilans de matière qui tiennent compte simuléanément de ces deux facteurs.

Quoi qu'il en soit, le tamisage pourrait constituer un moyen efficace pour entraver la prise en masse des mâchefer dans le temps, puisqu'il permettrait de diminuer la teneur initiale des mâchefer en chaux libre de 1 à 5 % (tamisage à 0,08 mm) jusqu'à 30-40 % (tamisage à 1 ou 2 mm), voir 50-
60 % (tamisage à 4 ou 6 mm). On rappelle que la chaux est reconnue par son aptitude à se carbonater, si bien qu'elle contribue fortement à la prise en masse des mâchefer.

Les pourcentages d'atténuation de la charge chimique susceptibles d'être obtenus par tamisage sont calculés en adop-
tant le même raisonnement que pour les pourcentages d'at-
ténuation du potentiel polluant. Les pourcentages ainsi cal-
culés sont consignés dans les tableaux 14 et 15.

Comme dans le cas du potentiel polluant, le tamisage des mâchefer à 0,08 mm ne diminue que très faiblement la charge chimique (1 à 7 % d'atténuation). Dans le cas où le tamisage est réalisé à des diamètres supérieurs à 0,08 mm, notamment à 2, 4 ou 6 mm, l'atténuation de la charge chimique devient importante. En effet, le tamisage pourrait diminuer la charge chimique des MIOM de 10 à 40 % (tamisage à 1 mm), ou de 25 à 60 % (tamisage à 2 mm), voire de 30 à 70 % (tamisage à 4 ou 6 mm).

Cependant, la charge chimique du chrome semble aug-
menter à la suite du tamisage des mâchefer (les pourcen-
tages d'atténuation de la charge chimique sont en effet néga-
tifs).

En conclusion, en faisant abstraction de quelques cas rares,
le tamisage permettrait d'améliorer la qualité environne-
mentale des mâchefer en réduisant aussi bien leur poten-
tiel danger (potentiel polluant) que leur potentiel risque
(charge chimique).

CONCLUSION

Afin de mieux connaître la qualité environnementale des mâchefer, nous avons évalué, pour quatre mâchefer d'origines différentes, la distribution de la charge chimique (analyse élémentaire) et du potentiel polluant (comportement à la lixiviation X31-210) dans différentes fractions granulométriques.

De manière générale, les fractions fines (notamment la frac-
tion 0-0,08 mm) montrent des teneurs en éléments pol-
luants plus élevées que les fractions grossières. Toutefois, en
tenant compte de l'analyse granulométrique des mâchefer,
il ressort que la fraction la plus fine (0-0,08 mm) ne contri-
bue qu'à raison de 1 à 10 % dans le potentiel polluant global
des mâchefer comme dans leur charge chimique globale.
En revanche, la fraction contribuant le plus au potentiel pol-
luant global ou à la charge chimique globale semble être φ
> 6 mm dans le cas du MIOM D et 0,08-1 mm dans le cas
des MIOM A, B et C. Cette différence semble s'expliquer
par le fait que le MIOM D n'est pas criblé en sortie d'usine
d'incinération contrairement aux trois autres MIOM. De
ce fait, la fraction φ > 6 mm du MIOM D représente un pour-
centage massique suffisamment élevé pour contribuer majo-
ritairement au potentiel polluant global comme à la charge
chimique globale.

Quoi qu'il en soit, le potentiel danger (charge chimique) comme le potentiel risque (potentiel polluant) sont répartis en moyenne à raison de 30-50, 50-70 et 60-90 % respectivement entre les fractions 0-1, 0-2 et 0-4 mm.

Le tamisage des mâchefer à 2 ou 4 mm permettrait donc
de réduire le potentiel polluant global de 20 à 60 % selon
l'indicateur de pollution.

Par ailleurs, il pourrait contribuer à entraver la prise hydrau-
lique des mâchefer lorsqu'il sont mis en stockage, puisque la
teneur totale en calcium ou celle en chaux libre sont sensi-
blement diminuées par tamisage. Dans ce cas, les mâchefer
peuvent être repris plus aisément après leur maturation (sans
tamisage, les mâchefer durcissent davantage au cours de leur
maturation qui se produit naturellement pendant le stockage).
La simulation expérimentale de l'effet du tamisage sur la
qualité des MIOM a été étudiée sur divers tas de mâchefer
et sera discutée dans une seconde partie.

En tout état de cause, pour pouvoir prévoir l'effet du tami-
sage dans l'amélioration de la qualité environnementale d'un
mâchefer, il faudrait connaître de manière assez précise la
répartition granulométrique du potentiel polluant de ce
mâchefer. Ce qui suppose la connaissance à la fois du com-
portement à la lixiviation de diverses fractions granulomé-
triques et de la courbe granulométrique du mâchefer. Il
serait finalement possible de fixer le diamètre de tamisage
(2, 4 ou 6 mm) qui permettrait les meilleures performances
en terme de réduction du potentiel polluant et d'entrave de
la prise hydraulique.

Ahcéne Amokrane*, Jean-Marie Blanchard*,

Insa-Lyon, Laepsi - 20 avenue Albert Einstein - Bâtiment 404 - 69621 Villeurbanne cedex

Hervé Billard**,

France-Déchets - Avenue Jean Jaurès - BP 29 - 78440 Gargenville

Lise Chatelet-Snidaro***, Thierry Delineau***,
Christophe Bourdier***,

Cered France-Déchets - Route de la Chapelle Réanville - BP 2265 - 27950 Saint-Marcel

Les auteurs précisent que ce travail s'inscrit dans la cadre d'un programme de recherche réalisé au Cered avec le soutien financier de l'Ademe.

Bibliographie

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* Amokrane A. & Blanchard J.-M. Simulation expérimentale de divers modes de traitement des mâchefer. Rapport final d'activité. Contrat de Recherche. Convention Insavalor/ France-Déchets n° 3808. Février 1997. 151 p.

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viation. Paris. Décembre 1992, 13 p.

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Circulaire mâchefer du 9 mai 1994. -
Paris. 14p.

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