Th¨se compl¨te (1,2 Mo)

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  • UNIVERSITE DE TOULON ET DU VAR U.F.R. DE SCIENCES ET TECHNIQUES

    THESE

    pour obtenir le grade de

    DOCTEUR DE LUNIVERSITE DE TOULON ET DU VAR

    Discipline : Chimie Applique

    prsente et soutenue publiquement

    par

    Loc Gurin

    Le 03 mai 2000.

    Titre :

    Devenir des polluants inorganiques contenus dans les rsidus solides issus de la combustion des dchets mnagers. Spciation et laboration de tests de mobilit en vue de leur stockage ou de leur valorisation.

    Directeur de thse :

    Pr. J.Y. Benam

    JURY M. J. Benam Professeur, directeur de thse M. J. Bourgois, Professeur, rapporteur, M. J.-P. Durand, Directeur Recherche & Dveloppement CNIM, examinateur M. J.-R. Gavarri, Professeur, examinateur, Mme A. Gobbey, Ingnieur ADEME, examinateur M. P. Scribe, Directeur de Recherche au CNRS, rapporteur, M. F. Tabaries, Directeur Technique EGIDE (fil. CNIM), examinateur.

  • 3

    TABLE DES MATIERES.

    ABREVIATIONS................................................................................................................................................ 11

    FORMULES CHIMIQUES DES PHASES MINERALES. ............................................................................ 12

    REMERCIEMENTS. .............................................................................................................................................. 13

    INTRODUCTION............................................................................................................................................... 14

    CHAPITRE 1 : LINCINERATION DES DECHETS MENAGERS, LES NORMES SUR LES DECHETS ET LEURS CONSEQUENCES SUR LA GESTION DES RESIDUS DINCINERATION DO.M.. ......... 17

    I. LINCINERATION DES DECHETS ; HISTORIQUE ET TECHNOLOGIES EMPLOYEES. ............ 19

    I-1. BREF HISTORIQUE DE LINCINERATION DES DECHETS URBAINS. .................................................................. 19 I-2. LINCINERATION DES ORDURES MENAGERES, PRINCIPE ET ETAPES PRINCIPALES......................................... 19

    I-2-A. La fosse. .............................................................................................................................................. 20 I-2-B. Le four................................................................................................................................................. 20 I-2-C. Le refroidissement des gaz de combustion. ........................................................................................ 21 I-2-D. Le traitement des fumes. ................................................................................................................... 22

    II. LA GESTION DES DECHETS ET DES RESIDUS DINCINERATION ; LA NORMALISATION, POINTS DE VUE FRANAIS ET EUROPEEN. ............................................................................................ 24

    II-1. LA NORME, DEFINITION GENERALE. ........................................................................................................... 24 Particularit des normes europennes. ......................................................................................................... 24

    II-2. LA NORMALISATION FRANAISE SUR LES DECHETS, POINT DE VUE, BUT ET DEVELOPPEMENTS. ................ 25 II-3. LA NORMALISATION EUROPEENNE SUR LES DECHETS, LES TRAVAUX EN COURS. ....................................... 25 II-4. LES NORMES AFNOR DECHETS PUBLIEES (1997).................................................................................. 26 II-5. RATTACHEMENT DES NORMES AU POINT DE VUE REGLEMENTAIRE DU STOCKAGE DES DECHETS. .............. 27

    II-5-A. Dfinition des diffrentes classes de dcharge. ................................................................................. 27 II-5-B. La lixiviation selon la norme AFNOR X31-210. ............................................................................... 28 II-5-C. Lextraction solide/liquide par lixiviation, quelques tests europens. .............................................. 28 II-5-D. Les seuils rglementaires franais. ................................................................................................... 28

    II-6. LEVOLUTION DE LA NORMALISATION EUROPEENNE ET FRANAISE. ......................................................... 30

    III. PRESENTATION DE LA PROBLEMATIQUE COMPORTEMENT A LONG TERME. ............. 31

    III-1. LA NORME XP ENV 12920, METHODOLOGIE POUR LA DETERMINATION DU COMPORTEMENT A LA LIXIVIATION DUN DECHET DANS DES CONDITIONS SPECIFIEES. ....................................................................... 31 III-2. LA METHODE EMPLOYEE. ......................................................................................................................... 32

    III-2-A. Analyses et tests de caractrisation des rsidus............................................................................... 32 III-2-B. Extraction solide/liquide (milieu aqueux). ....................................................................................... 32 III-2-C. Autres tests dextractions utiliss..................................................................................................... 33 III-2-D. Dfinition du scnario. .................................................................................................................... 33 III-2-E. Dtermination des interactions milieu/dchets et comportement dans le temps. ............................. 33

    CHAPITRE 2 : ............... CARACTERISATION DES RESIDUS ET EXTRACTIONS SOLIDE/LIQUIDE (LIXIVIATION) SUR LES RESIDUS DINCINERATION DO.M.............................................................. 35

    I. TECHNIQUES ANALYTIQUES. ................................................................................................................. 37

    I-1. METHODES DANALYSE DU SOLIDE. ............................................................................................................ 37 I-2. METHODES DANALYSE DES ELUATS D'EXTRACTIONS SOLIDE/LIQUIDE. ...................................................... 38

    I-2-A. Conditionnement des luats issus des extractions. ............................................................................. 38 I-2-B. Analyses prliminaires........................................................................................................................ 38

  • 4

    I-2-C. Prcisions des rsultats, calcul dincertitude. .................................................................................... 38 I-2-D. Analyses des composs majeurs. ........................................................................................................ 39 I-2-E. Analyses des lments mineurs (mtaux lourds). ................................................................................ 39 I-2-F. Analyse du carbone organique dissous............................................................................................... 40

    II. DEFINITION DES DIFFERENTS TYPES DE RESIDUS. ....................................................................... 41

    II-1. DEVENIR DES POLLUANTS INORGANIQUES DANS LES CONDITIONS DE COMBUSTION RENCONTREES LORS DE LINCINERATION. ............................................................................................................................................... 41 II-2. LES MACHEFERS DINCINERATION DORDURES MENAGERES (MIOM). ...................................................... 44

    II-2-A. Composition grossire (par identification visuelle). ......................................................................... 44 II-2-B. Constituants minraux principaux (matrice)..................................................................................... 45 II-2-C. Morphologie...................................................................................................................................... 45 II-2-D. Granulomtrie................................................................................................................................... 46 II-2-E. Le pourcentage deau (humidit). ..................................................................................................... 46 II-2-F. Le carbone organique. ...................................................................................................................... 47

    II-3. LES RESIDUS DEPURATION DES FUMEES DINCINERATION DORDURES MENAGERES (REFIOM)............... 47 II-3-A. Aspect, morphologie, granulomtrie, composition............................................................................ 47 II-3-B. Risque cotoxicologique.................................................................................................................... 48

    II-4. LES CENDRES SOUS CHAUDIERES. .............................................................................................................. 49 II-5. LA MINERALISATION.................................................................................................................................. 50

    III. CARACTERISATION DES RESIDUS DINCINERATION ETUDIES PAR DES METHODES DANALYSE DES SOLIDES ET PAR LA MINERALISATION. ................................................................ 51

    La minralisation, protocole. ........................................................................................................................ 51 III-1. LES DIFFERENTS TYPES DE RESIDUS ETUDIES............................................................................................ 51 III-2. LES MACHEFERS. ...................................................................................................................................... 53

    III-2-A. Echantillonnage. ......................................................................