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Kit de diagnostic rapide de la contamination des sols par les HAP: Principe, mise en œuvre et évaluation
Authors: Touraud Evelyne , Cloarec Olivier , Crone Magalie , Thomas Olivier 
Published: June 2015

Investigation of contaminated soils, assessment of treatment processes and environmental monitoring of remediated soils require screening many samples. Laboratory analyses (gaz or liquid chromatography) are expensive and time consuming. Moreover, the procedures are not suited to field conditions. In this context, a new field kit for PAH diagnosis has been developed. Based on the UV spectrophotometric analysis of a soil organic extract, the total PAH estimation, in reference to the 16 PAHs included in the US Environmental Protection Agency Priority Pollutants List, can be obtained on site within 20 minutes. Moreover, a “treatability index”, informing on the potential degradation of pollutants which may occur into the soil, is given. This last is connected with the proportion of PAH including two or three cycles in their structure (“light PAHs”) which are known to be more readily biodegradable. A validation on several contaminated soil samples, from different origins, has been carried out.This tool allows to give a rapid diagnosis of total PAHs concentration in a contaminated soil and to point out the most polluted areas on an industrial site. The proposed kit is well fitted for the monitoring of a treatment process and the survey of natural attenuation into a PAH contaminated soil.
Le diagnostic des sols contaminés, le contrôle des procédés de traitement et le suivi environnemental des sols contaminés traités nécessitent le screening d’un grand nombre d’échantillons. Dans ce contexte, un kit de diagnostic rapide des HAP a été développé. La procédure inclut un pré-traitement de l’échantillon de sol suivi d’une extraction à l’acétonitrile. L’extrait organique est alors analysé par spectrophotométrie UV (analyseur portable). Ainsi, sur site et en une vingtaine de minutes, une estimation globale de la concentration en HAP, en référence aux 16 HAP de la liste EPA, est fournie. La limite de détection de la méthode est de 20 mg.kg-1. De plus, un indice de traitabilité biologique du sol est également donné. Il renseigne sur l’aptitude du sol contaminé à évoluer dans des conditions environnementales naturelles.
Modélisation et simulation de la gestion et du traitement des déchets ménagers
Authors: Debray Bruno 
Published: June 2015

The management of household waste is evolving rapidly under the regulatory pressure, which was initiated in France by the 1992 law. Traditionally based on standard collections and landfilling, it now involves new treatment techniques such as incineration, recycling or composting. When adapting their waste management system, local communities are facing difficult decisions. Choices have to be made regarding the treatment techniques and waste collection schemes. But it is often difficult to evaluate the technical, environmental and financial consequences of these choices. For that reason, a computer simulation system was developed at the Ecole nationale supérieure des mines de Saint-Etienne. Its main features are presented together with examples of simulation results. Among the situations that can lead to the use of this computer tool we can mention the comparison of different treatment scenarios on a financial or environmental basis or the assessment of decisions such as the union of waste treatment syndicates. The proposed model is based on the combination of individual models of treatment units and of mater and money fluxes. Each of these models has to be chosen according to the simulation goals in a database which can be increased with time to better reflect the diversity of situations.
La gestion intégrée des ordures ménagères, qui se développe en réponse aux évolutions réglementaires issues de la loi de 1992, se traduit par une diversification des filières de traitement et une complexification du système de gestion associé. Pour aider les collectivités territoriales à appréhender cette complexité nous avons entrepris de développer un modèle de simulation dont nous présentons ici les principaux composants ainsi que quelques exemples de résultats de simulation. Parmi les objectifs qui peuvent justifier l’utilisation d’un tel outil, nous pouvons citer la comparaison de différents scénarios de gestion sur une base financière ou environnementale ou l’évaluation de l’impact de décisions telles que l’adhésion de communes à un syndicat sur l’évolution des flux reçus et émis par les installations de traitement implantées sur un territoire. Le modèle proposé repose sur un assemblage de modèles linéaires d’unités de traitement et de flux de matière et financiers. Chacun d’entre eux doit être choisi en fonction des objectifs de la simulation parmi les éléments d’une base de données. Celle-ci propose déjà un ensemble de modèles orienté vers l’évaluation des coûts de traitement. Elle doit maintenant être complétée pour répondre à de nouveaux objectifs de simulation.
Entropie et recyclage: Quelques exemples
Authors: Bertolini Gérard 
Published: June 2015

A limit to sustainable development could be the exhaustion of some natural resources. A counterpoint is represented by a global closed-loop replenishing system, but real cycles cannot be completely closed. Concerning material systems a factor of entropy lies in losses of physical properties. However recycling is a way to reduce or slow up entropy of material systems. To reach very high recycling rates, loop recycling, and not only cascade recycling, is needed.Cases of some materials provide illustration : at first the case of paper (and cardboard) for the year 2000 at an European level (on the basis of data from the European Recovery Paper Council). The case of plastics is surveyed too ; by comparison with paper, their recycling rates are low ; however not only mechanical recycling but also chemical (feedstock) recycling and energy recovery have to be taken into account. Another case is aluminium, with a high recycling rate, and the case of glass has been considered previously (Déchets, Sciences et Techniques n° 13, 1994).For a global view, the logic in terms of material entropy would have to be supplemented by energy and environmental balances and economic and social aspects.
Le recyclage permet de limiter ou de ralentir la création d'entropie du système matière ; un recyclage intégral apparaît toutefois irréaliste, notamment en raison de dégradations physiques de la matière.L’article vise à montrer que des taux de recyclage très élevés ne peuvent être atteints que par des recyclages « en boucle », par opposition à des recyclages « en cascade ». Les cas de quelques matériaux en fournissent une illustration : en premier lieu, le cas des papiers-cartons, en 2000, au niveau européen. S'y ajoute celui des plastiques et, de façon très succincte, de l'aluminium. En outre, le cas du verre renvoie à un article déjà publié dans Déchets, Sciences et Techniques n° 13, 1994.Cependant, pour une vision plus globale, l'analyse devra intégrer les bilans énergétiques, environnementaux, économiques et sociaux.
Développement de nouvelles méthodes de caractérisation des boues de rectification
Authors: Jourdan Benoît , Ollivier James , Thomas Olivier 
Published: June 2015

The aim of the paper is to study new methodologies for a simple and fast estimation of the organic content of an oily solid waste largely produced by the metal working industries: the grinding sludges. Primarily, a measure of weight loss after low temperature pyrolysis is performed. This procedure proves efficient for the quantification of global organic matter of the sludge. In the second instance, an extraction step with n-hexane is carried out and the dilute extract is then analysed using UV spectrophotometry. UV spectra exploitation by a deconvolution method which compares grinding sludge extracts to reference spectra corresponding to oils used in metal processing allows the separate quantification of cutting fluids and lubricants. UV spectra also provide qualitative information on oil evolution by the way of the search of isobestic points.
L’objectif de ces travaux est de développer de nouvelles méthodes d’analyse rapides et simples de mise en oeuvre permettant de caractériser la fraction organique d’un résidu couramment produit dans les industries mécaniques : les boues de rectification. Deux méthodes de caractérisation sont proposées. La première méthode consiste à mesurer la perte de masse des boues de rectification après leur pyrolyse. Elle constitue une méthode fiable et performante pour une caractérisation quantitative globale des composés organiques. La deuxième méthode développée est basée sur une étape d’extraction par un solvant organique (n-hexane) suivie d’une analyse directe des extraits par spectrophotométrie UV. L’exploitation des spectres UV (déconvolution, recherche de points isobestiques) apporte des informations à la fois quantitatives et qualitatives sur la nature des composés organiques présents dans les boues de rectification et sur l’état de dégradation des fluides de coupe utilisés dans les opérations de travail des métaux.
Savoirs traditionnels et gestion de l’environnement en Haïti : pour une approche intégrée
Authors: Merceron Tanya , Yelkouni Haïti Martin 
Published: June 2015

Sustainability is generally defined through economic, social and ecological aspects. But its implementation also requires to take other aspects into account such as culture and tradition. This is especially important in developing countries where the relationship between culture and natural resource management is very narrow.In this paper, we show the need to integrate and reconcile cultural and traditional practices in environmental management. They may encourage practices that promote sustainable development. In order to reach our goal, we will base ourselves from the example of developing countries, Haiti in particular.
Le développement durable se définit généralement à travers des dimensions économiques, sociales et écologiques. Mais sa mise en œuvre implique la prise en compte d’autres dimensions comme la culture et la tradition. Cela est d’autant plus important dans les pays en développement où la relation entre la culture et la gestion des ressources naturelles est très étroite.Dans cet article, nous montrons la nécessité d’intégrer et de concilier les pratiques culturelles et traditionnelles dans la gestion de l’environnement. Celles-ci peuvent, en effet, inciter à des pratiques propices au développement durable. Pour ce faire nous, partons de l’exemple des pays en développement et d’Haïti en particulier.
Déchets et environnement contribution de la stabilisation
Authors: Navarro Alain 
Published: June 2015

The research activities on the knowledge and the treatment of industrial wastes began at INSA of Lyon, France in 1973, when the Laboratory Of Applied Chemistry was created; which became the Laboratory of Applied Physical Chemistry and Environnement in 1980; which in turn became the Laboratory of Environnemental Analysis of Processes and lndustrial Systems in 1996.This activity, open to a very wide spectrum of scientific domains, was at first based on the analysis of industrial waste and the residues of their treatment in different waste management pathways; principally the work was based on the notion of landfills becoming “technical burial centres” and on incineration. The laboratory has logically orientated its research in the direction of the evaluation of the impacts on the physical environnement (wastes, air, soils) but also on the living environnement (animals, plants and humans), the inevitable corollary of the ultimate stage of these wastes.
L'activité de recherche sur la connaissance et le traitement des déchets industriels a été, pour l'Insa de Lyon, initiée en 1973 avec la création du Laboratoire de chimie appliquée (LCA), devenu ensuite, en 1980, Laboratoire de chimie physique appliquée et environnement (LCPAE), puis en 1996 Laboratoire d'analyse environnementale des procédés et des systèmes industriels (Laepsi).Cette activité ouverte à un très large spectre de possibilités scientifiques a été, dans un premier temps, centrée sur la connaissance analytique des déchets industriels et des résidus de leur traitement dans différentes filières, principalement la « mise en décharge » devenue stockage en Centre d'enfouissement technique (CET) et l'incinération. Le laboratoire a logiquement fait évoluer ses recherches en direction de l'évaluation des impacts sur l'environnement physique (eau, air, sol) mais aussi les milieux vivants (animaux, végétaux, êtres humains), corollaire inévitable de l'état ultime de ces déchets.
Influence of the cooling conditions on the nature and the size of the mineral phases in a Basic Oxygen Furnace (BOF) slag
Authors: Gautier Mathieu , Poirier Jacques , Franceschini Gilles , Bodénan Françoise 
Published: June 2015

This paper presents the influence of different cooling conditions on the nature and size of the major mineral phases present in a BOF slag. XRD, SEM and image analysis are used. The objective of this work is to optimise the industrial process in order to better recycle BOF slag.
Les laitiers sont des déchets produits par les procédés de fabrication de la fonte et de l’acier. Alors que les laitiers de hauts fourneaux ont un taux de valorisation proche de 100 %, ce taux est beaucoup plus bas pour les laitiers d’aciérie de conversion. Les tonnages produits sont extrêmement importants, puisque environ 100 kg de laitiers sont générés lors de la fabrication d’une tonne d’acier.Les voies de valorisation actuelles des laitiers d’aciérie sont principalement les marchés de granulats pour les routes, remblais ou travaux portuaires. Cette application, très bas de gamme, permet principalement d’éviter la mise en décharge mais ne consiste pas réellement en une vraie valorisation. Elle se heurte de plus, pour les applications enrobées (asphalte, bétons,…), au problème de gonflement dû à l’hydratation et à la carbonatation de la chaux et de la magnésie libres contenues dans les laitiers. Les laitiers non valorisés en France représentent environ un tiers de la production, soit 330 000 tonnes par an, qui sont généralement stockés sur site. Pourtant, les laitiers d’aciérie contiennent des éléments chimiques très intéressants pour la valorisation comme matières premières (Fe, Si, Ca notamment).
Bilan matière-énergie de la filière de traitement des véhicules hors d’usage (VHU)
Authors: Boulmier Jean-Michel , Grapin Aline , Rousseaux Patrick 
Published: June 2015

This article presents a modelling of the present French treatment method of end of live vehicles (or VHU). The final analysis matter-energy, which in this article takes into consideration the treatment of a reference VHU as well as the treatment of the corresponding quantity of steel scrap for shredder (or FAB) was accomplished by the application of the Life Cycle Assessment (LCA) method. This leads to the conclusion that the present valorisation rate of the reference VHU (the average VHU emptied of fuel) is 81.4 %. On the other hand, it was shown that crushing consumed 50 % of the electric energy used by the treatment method. Concerning the diesel oil consumption itself, 60 % was accountable for place to place transportation and 40 % for the treatment sites. Finally, the energetic valorisation of the products being disposed in landfill nowadays should allow to release as much energy than the treatment method consumes to guarantee its own functioning.
Cet article présente une modélisation de la filière française actuelle de traitement des véhicules en fin de vie ou VHU. Son bilan matière-énergie, qui, dans cet article, prend en compte à la fois le traitement d’un VHU de référence et celui de la quantité de ferrailles à broyer (ou FAB) correspondante, a été réalisé en utilisant la méthode des analyses de cycle de vie (ACV). Il permet de conclure que le taux actuel de valorisation par la filière d’un VHU de référence (VHU moyen comprenant le plein de fluides, y compris de carburant) est de 81,4 %. Par ailleurs, nous avons montré que le broyage consommait 50 % de l’énergie électrique utilisée par la filière. La consommation de gasoil se répartit quant à elle entre les transports intersites et l’activité sur les chantiers dans une proportion respective de 40 %/60 %. Enfin la valorisation énergétique des produits aujourd’hui mis en décharge permettrait de dégager autant d’énergie que la filière n’en consomme pour son fonctionnement.
Valorisation de mâchefers d’incinération d’ordures ménagères: Partie 1 : caractérisation des mâchefers
Authors: Bruder-Hubscher Véronique , Lagarde Florence , Leroy Maurice , Midy Magali , Enguehard François 
Published: June 2015

France incinerates about 40% of its municipal solid waste (MSW), producing 2.7 million tons of bottom ash annually. Utilization of bottom ash is encouraged in France but strictly regulated. Only bottom ash meeting specific criteria and produced in accordance with a quality assurance plan can be used in road works. It is then important to study their characteristics before its utilization in real conditions. Geotechnic characteristics and low leachable fraction obtained on a studied bottom ash are in accordance with the regulation to be used in road construction. The study of its composition has shown the presence of major elements (Si, Ca, Al, S), minor elements (Cr, Mn, Cu, Pb, Ni, Zn) and trace elements (As, Cd, Hg, Se) which have been quantified.
En France, environ 40 % des ordures ménagères sont incinérées produisant 2,7millions de tonnes de mâchefers par an. Il est possible d’utiliser ce déchet en technique routière s’il répond à des critères bien spécifiques (circulaire ministérielle du 9 mai 1994). Il est donc important de connaître les caractéristiques des mâchefers avant de rendre effective leur valorisation. L’objet de ce travail est d’abord de caractériser un mâchefer d’incinération d’ordures ménagères destiné à être valorisé. Les caractéristiques géotechniques et la faible fraction lixiviable déterminées sur ce mâchefer permettent, selon la réglementation, son utilisation en technique routière. Par ailleurs, la détermination de sa composition élémentaire a montré la présence d’éléments majeurs (Si, Ca, Al, S), mineurs (Cr, Mn, Cu, Pb, Ni, Zn) et traces (As, Cd, Hg, Se) dont les différentes teneurs ont été quantifiées.
Solidification/stabilisation des vases à base de chaux et additifs. Concepts comportementaux et lixiviation
Authors: Rey Francis , Levacher Daniel , Quenec’h Jean-Louis 
Published: June 2015

Sludge materials pose a problem for harbour and coastal engineers in respect with the environment rules. The stabilization/solidification (S/S concept) constitutes one way to reuse them as civil construction materials. After determination the fundamental mechanisms governing the complex physical-chemical evolutions of this composites, lixiviation tests were improved in order to study the efficiency and type of contaminants mobility. The results allow to consider different mobility potentials according to the studied metals.
Devant la situation actuelle préoccupante du devenir des matériaux vasards contaminés, le traitement par Solidification/Stabilisation (S/S) est une solution pouvant permettre leur valorisation en génie civil. Après une étude qui a permis d’identifier les mécanismes physico-chimiques clefs responsables des évolutions physico-mécaniques complexes de ce type de composites, une étude de lixiviation a été conduite afin d’étudier l’efficacité et le type d’immobilisation des métaux lourds au sein des matrices. Les résultats nous amènent à considérer différents potentiels d’immobilisation suivant les métaux considérés.
Technologies propres et traitement de surface
Authors: Laforest Valérie , Debray Bruno , Grange Didier , Bourgois Jacques 
Published: June 2015

The application of the clean technologies to the metal finishing workshops can be obtain by three ways: the optimization, the substitution and the modification of the production process by, for example, the introduction of valorization processes. We have developed a method which allows industrialists to choose the best valorization techniques of their effluents. This method which is based upon each industrial and process constraints (technical, regulation, etc.) lead us to develop a decision support system (3R-ETS).
L’application des technologies propres aux ateliers de traitement de surface peut se faire suivant trois approches complémentaires que sont l’optimisation, la substitution et la modification du procédé de production par l’introduction de techniques de valorisation. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés à cette dernière approche en développant une démarche méthodologique pour le choix des procédés de valorisation des effluents. Cette démarche qui prend en compte toutes les contraintes auxquelles sont soumis les industriels et les procédés (contraintes techniques, réglementaires, etc.) nous a amené à développer un outil informatique d’aide à la décision (3R-ETS).
ÉVALUATION DÉTAILLÉE DES RISQUES POUR LA SANTÉ DANS LES ÉTUDES D’IMPACT ET SUR DES SITES POLLUÉS. Réalisation technique et scientifique. Approche juridique
Authors: Karg Frank , Huglo Christian , Coupe Jérôme , Debakre Guillaume 
Published: June 2015

The technical and scientific realization, and also the reglementation approach of detailed Health Risk Assessments for Impact Studies and for contaminated sites are described.This publication described in detail :– methods for definition of exposition scenarios,– exposition quantification,– quantification of health, risks,– the legal context for detailed Health Risk assessments,– the definitions of acceptable and not-acceptable risks.The use and the utility of Health Risk Assessments are described for the French legal context in civil and penal laws.
La réalisation technique et scientifique ainsi que l’approche juridique des évaluations détaillées de risques (EDR) pour les études d’impacts et les sites pollués sont décrites dans la publication ci-jointe.La présente publication décrit en détail :– les méthodes de définition des scénarios d’expositions,– la quantification des expositions,– la quantification des risques pour la santé– le code d’application des évaluations détaillées des risques sanitaires dans son contexte juridique français,– les définitions des risques acceptables et non-acceptables.L’utilisation et l’utilité des évaluations des risques sanitaires sont exposées dans le cadre du droit privé et pénal français.