Application d'une méthodologie d’évaluation des procédés de stabilisation/solidification à base de liants hydrauliques
Authors: Sing Christelle , MOSZKOWICZ Pierre , Périé Frédéric 
Published: June 2015

The evolution of the legislation concerning hazardous waste landfilling has induced many laboratory studies on the stabilization and the solidification of these waste. Thus a lot of processes have been developed; many are based on stabilization/solidification by hydraulic binders and are exploited by manufacturers. The development of these processes requires a phase of evaluation. In this context, Ademe has asked Polden-Insavalor to define a protocol of evaluation of stabilization/solidification processes using hydraulic binders. One treatment process based on hydraulic binder has been developed, applied on two industrial wastes, a used catalyst and an activated charcoal and tested. This study is devoted to the evaluation of this process, by tests inspired of the Ademe's protocol. First, we propose theoretical and practical modifications to the Ademe's protocol especially the points considering the water absorption capability of treated waste, their sensitivity to external agents and the study of their average-term behavior during leaching.Second, over the critical analysis, the study proposes a concrete and simple methodology of evaluation of the stabilization of a waste in four steps. The first provides a method to realize a material balance of the treatment. It is thus possible to verify if chemical elements of reagents are fully found in the treated waste and to conclude as for the absence of pollution transfer during the treatment. The second step is about the solidification, it concerns the determination the water absorption capability of the treated waste and the hydration rate of the binder informing on the evolution of the mechanical resistance of the treated waste. The third consists in characterizing the efficiency of the process to stabilize chemical elements. It is evaluated by a rapid test determining the waste solubility level versus pH, before and after treatment. The last step concerns the physical stabilization. After successive operation of treated waste leaching, the dynamics of extraction and the extracted fraction allow for each element to evaluate their physical retention within the binder. A best evaluation of the long-term behavior of a stabilized/ solidified waste allows to envisage on the one hand conditions of the improvement of stabilization/ solidification processes and on the other hand the possible future for stabilized materials.

L'évolution de la législation en matière de stockage de déchets ultimes a induit de nombreuses études de laboratoire sur la stabilisation et la solidification de ces déchets. Ainsi beaucoup de procédés ont vu le jour, notamment des procédés de stabilisation/solidification à base de liant hydraulique qui sont exploités à l'échelle industrielle. Leur développement doit nécessairement s'accompagner d'une phase d'évaluation. Dans ce contexte, l'Ademe a chargé Polden-lnsavalor d'établir une procédure d'évaluation approfondie des procédés de stabilisation/solidification utilisant des liants hydrauliques.L'étude présentée consiste à évaluer, par des tests inspirés de cette procédure, un procédé de traitement par liant hydraulique appliqué à deux déchets industriels, un catalyseur usé et un charbon actif. Dans un premier temps, elle a permis de proposer des modifications théoriques et pratiques à la procédure de l'Ademe notamment les étapes concernant la capacité d'absorption en eau des déchets traités, leur sensibilité aux agents extérieurs et l'étude de leur comportement à la lixiviation à moyen terme.Dans un second temps, au-delà de l'analyse critique, l'étude propose une méthodologie simple et concrète d'évaluation de la stabilisation d'un déchet en quatre parties. La première fournit une méthode d'établissement du bilan matière du traitement. Il est ainsi possible de vérifier si les éléments chimiques des réactifs se retrouvent intégralement dans le déchet traité et de conclure quant à l'absence de transfert de pollution au cours du traitement. La deuxième étape concerne la solidification, il s'agit de déterminer la capacité d'absorption en eau du déchet traité et le taux d'hydratation du liant renseignant sur l'évolution de la résistance mécanique du déchet traité. La troisième consiste à caractériser l'efficacité du procédé à stabiliser les éléments considérés. Elle est évaluée par un test rapide de solubilisation en fonction du pH, pratiqué sur le déchet à traiter et sur le déchet traité. La dernière étape concerne la stabilisation physique. Après des lixiviations successives du déchet traité, la dynamique d'extraction et la fraction extraite permettent pour chaque élément d'évaluer leur rétention physique au sein de la matrice liante. Une meilleure évaluation du comportement d'un déchet stabilisé/solidifié dans le temps permet d'envisager les conditions de l'amélioration des procédés de stabilisation/solidification. Dans le cas du catalyseur usé, nous avons ainsi mis au point un procédé au cours duquel la stabilisation chimique du polluant par intégration dans les hydrates du liant est avérée. En ce qui concerne le charbon actif, nous avons démontré qu'un traitement par liant hydraulique n'autorise qu'une rétention physique des polluants. La méthodologie proposée peut également constituer une base d'étude de la réutilisation des déchets auxquels les procédés de stabilisation/solidification donnent naissance.