chapitre 4 traitement des déchets poreux par un liant...
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Chapitre 4 :Traitement des déchets poreux
par un liant bitumineux
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La littérature sur ce sujet est peu abondante, les applications sur des déchets industriels
spéciaux sont rares. Il n’existe pas réellement de procédé ou de produits de référence et
encore moins de tests d’évaluation adaptés à des déchets ainsi traités. Il s’agit donc non pas
d’évaluer un procédé, préalablement élaboré, de traitement des déchets par un liant
bitumineux mais de définir les paramètres essentiels d’un tel procédé.
La première partie de ce chapitre est consacrée à cette définition. La caractérisation des
déchets traités permet ensuite d’évaluer l’impact des variations des paramètres de traitement
en terme de solidification et de stabilisation. L’ensemble du travail conduit à exposer les
perspectives des liants bitumineux utilisés dans un procédé de stabilisation/solidification de
déchets poreux. Finalement, une analyse des tests de caractérisation pratiqués et une
comparaison de leur résultats avec les prévisions émises à partir des caractéristiques des
déchets bruts permet de proposer des éléments d’aide au choix du procédé de stabilisation/
solidification à adopter en fonction du déchet.
4.1 DEFINITION DES PARAMETRES D’UN PROCEDE DETRAITEMENT
4.1.1 OBJECTIFS DU TRAITEMENT
Les objectifs qui sous-tendent la définition du traitement résident dans l’obtention de déchets
solides, homogènes et durables qui satisfont les exigences réglementaires d’acceptation en
centre de stockage des déchets ultimes et stabilisés. Il s’agit donc d’étudier un traitement
mettant en œuvre un liant bitumineux dans les proportions les plus faibles possibles (pour
réduire l’effet de dilution du déchet et le coût du traitement) de telle sorte que les transferts
hors du déchet traité de la fraction polluante issue du déchet brut soient minimisés.
4.1.2 EBAUCHE DE FORMULATION D’UN PROCEDE
Cette détermination a été effectuée conjointement sur les deux déchets étudiés, le
catalyseur usé et le déchet de charbon actif.
Chaque étape de la détermination correspond à l’étude d’un paramètre qui paraissait
influant sur la qualité du déchet traité, suite à l’étude bibliographique et les premiers essais de
traitement. Le choix des gammes de valeurs à étudier de manière plus approfondie pour
chacun des paramètres s’appuie sur la possibilité dans un premier temps de mettre en œuvre et
dans un second temps d’obtenir un déchet traité homogène et solide.
164
4.1.2.1 TYPE DE LIANT BITUMINEUX
Les liants considérés sont des bitumes de distillation, courants et peu onéreux (bitumes
routiers). Les essais ont porté sur trois bitumes de même origine mais de pénétrabilités
différentes, 70/100, 35/50 et 10/20. Ces bitumes à différentes températures sont mélangés aux
déchets dans différentes proportions liant/déchet.
Dans tous les cas, les mélanges réalisés à l’aide du bitume le plus mou, 70/100,
n’aboutissent pas à des déchets solides. Les liants utilisés par la suite sont le bitume 35/50 ou
le bitume 10/20.
4.1.2.2 TEMPERATURE
Les températures d’utilisation conseillées pour les bitumes 35/50 et 10/20 sont
comprises entre 120°C (température minimale de pompage du 35/50) et 200°C (température
d’enrobage du 10/20). Les essais de mélange ont été réalisés avec les bitumes portés à des
températures intermédiaires entre ces deux valeurs.
En deçà de 140°C, le mélange est difficile et les déchets obtenus ne sont pas
homogènes. Au delà, plus la température est élevée, plus la mise en œuvre est aisée. Le coût
énergétique du traitement augmente alors, et la possibilité de volatiliser des éléments des
déchets devient plus probable.
Le compromis entre la facilité de mise en œuvre et les éventuelles nuisances dues à la
volatilisation de matière conduit à porter les bitumes et à traiter les déchets à des températures
comprises entre 160 et 180°C.
4.1.2.3 RAPPORT LIANT/DECHET
Les déchets sont mélangés aux bitumes choisis, aux températures retenues. Les rapports
liant/déchet testés sont compris entre 0,6 et 3,4 pour le catalyseur usé et entre 0,5 et 2,3 pour
le déchet de charbon actif.
Pour les faibles rapports, la mise en œuvre est difficile, une partie du déchet brut n’est
pas enrobée, le déchet traité obtenu n’est pas homogène. Pour les rapports élevés, par contre,
le bitume en excès s’épanche, les échantillons de déchet traité fluent.
Les rapports liant/déchet préconisés pour palier ces deux inconvénients sont compris
entre 0,7 et 1,4 pour le catalyseur usé et entre 0,5 et 1,5 pour le déchet de charbon actif.
165
4.1.2.4 TEMPS DE SEJOUR EN TEMPERATURE
La température imposée au bitume permet de le fluidifier et de rendre possible le
mélange avec le déchet. A la température ambiante, le bitume du déchet traité redevient très
rapidement visqueux, les vides et les pores du déchet brut restent emplis d’air. Par contre, aux
températures d’application du bitume, ce dernier reste fluide et peut pénétrer dans les vides du
déchet brut.
Des temps de séjour du déchet traité aux températures retenues compris entre cinq
minutes et trois heures ont été testés. La pénétration du bitume dans le déchet poreux semble
dépendre du bitume utilisé, de la température d’application et du déchet considéré, les tests
préliminaires menés ne permettent pas de sélectionner une valeur ou une gamme de valeurs.
4.2 ESSAIS DE TRAITEMENT PAR UN LIANT BITUMINEUX ETCARACTERISATION DES DECHETS TRAITES
Le paragraphe précédent n’établit pas la formule d’un procédé mais propose des
plages de variation de valeurs pour des critères essentiels d’un traitement de déchet poreux
par un liant bitumineux. La caractérisation des déchets ainsi traités est destinée à déduire et
évaluer les propriétés d’un liant bitumineux en tant que matrice de stabilisation/solidification.
Il est à noter que tous les échantillons de déchet traité testés sont moulés. La nature du
bitume ne permet pas d’effectuer un prélèvement de manière reproductible au cœur d’un bloc.
4.2.1 CARACTERISATION DU CATALYSEUR USE TRAITE
4.2.1.1 CARACTERISATION PHYSICO-CHIMIQUE
4.2.1.1.1 Fluage
Le bitume étant viscoélastique, au sein du déchet traité, il est susceptible de
s’épancher. Il est donc nécessaire de vérifier la tenue de ce déchet dans le temps, et
notamment sa déformation.
Trois échantillons contenant du bitume 35/50 et trois échantillons du bitume 10/20
sont préparés avec un rapport liant/catalyseur usé de 1,2 (catalyseur usé G) et un temps de
séjour de 2h à 160°C (échantillons cylindriques de diamètre 5cm d’environ 300 cm3)). Ils sont
démoulés et exposés à l’air ambiant. Ils sont ensuite soumis à une observation à l’œil nu de la
modification de leur macrostructure pendant quatre mois.
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Les échantillons contenant du bitume 35/50 manifestent les premiers signes de fluage
après 3 jours, et sont complètement affaissés après 6 semaines. La forme des échantillons
contenant du 10/20 est identique après les quatre mois.
De la même façon, quatre échantillons d’environ 1000 cm3 (rapport liant/catalyseur
usé de 1,1 et temps de séjour de 3h à 180°C), deux contenant du bitume 35/50 et deux du
10/20, sont observés pendant 18 mois. Les premières manifestations visibles de fluage ont
lieu au bout de 1 mois pour le déchet traité par du 35/50 et de 9 mois pour le déchet traité par
du 10/20. Après 6 mois le premier est complètement affaissé alors que le second n’a
quasiment plus évolué entre 6 et 18 mois.
Un bitume de faible pénétrabilité 10/20 permet d’obtenir des échantillons de
catalyseur usé traité solide et durable alors qu’un bitume de pénétrabilité moyenne 35/50
conduit à des échantillons de catalyseur usé traité fluant après quelques jours ou semaines.
4.2.1.1.2 Pénétration du bitume dans les pores du déchet
D’après les essais préliminaires, le bitume peut pénétrer dans les pores et vides du
catalyseur usé. Pour un bitume (le 10/20 permettant d’obtenir un déchet solide et durable) et
une température (160°C) donnés, l’influence du temps de séjour du mélange en température
sur la pénétration du bitume dans le déchet poreux est étudiée.
Des anneaux entiers de catalyseur usé G sont disposés verticalement dans des moules
(une centaine d’anneaux par moule). Du bitume 10/20 porté à 160°C est versé dans les moules
à raison d’un rapport liant/déchet de 2,0 permettant d’immerger complètement les anneaux.
Le temps de séjour en température des ensembles anneaux et bitume varie entre 5 minutes et 3
heures. Une fois refroidis, les échantillons sont démoulés et sectionnés en deux tranches. Pour
chacun des échantillons, une tranche est observée à l’aide d’un microscope optique et les
zones des anneaux de catalyseur usé imprégnées de bitume sont mesurées.
L’observation à l’œil nu des tranches montre que le bitume pénètre par les deux bords,
intérieur et extérieur, de chaque anneau. Pour les temps de séjour croissants, la largeur de la
zone des anneaux imprégnée de bitume augmente. Les mesures sont faiblement dispersées
entre les anneaux d’un même échantillon. Elles indiquent que la vitesse de pénétration du
bitume est identique par l’un ou l’autre bord des anneaux.
167
0
3
6
9
12
15
0 60 120 180Temps de séjour à 160°C en minutes
Epa
isse
ur d
e la
zon
e im
prég
née
de b
itum
e en
1/1
0mm
bordintérieur
bordextérieur
Figure 59. - Cinétique de la pénétration du bitume dans le catalyseur usé
Les figures 59 et 60 illustrent la pénétration du bitume dans les vides et pores du
catalyseur usé en fonction du temps de séjour de l’échantillon en température. La courbe de la
figure 59 présente un palier après une centaine de minutes : les anneaux sont complètement
imprégnés de bitume.
Figure 60. - Pénétration du bitume dans les anneaux de catalyseur usé en fonction dutemps de séjour de l’échantillon en température (a:5min, b:15min, c:40min et d:2h)
Pour un bitume et une température donnés, l’augmentation du temps de séjour en
température du déchet traité permet une meilleure pénétration du bitume dans le
catalyseur usé. A 160°C, une centaine de minutes est nécessaire pour imprégner
complètement les anneaux de catalyseur usé (G) de bitume 10/20.
b)a)
c) d)
168
4.2.1.2 CARACTERISATION STRUCTURALE
4.2.1.2.1 Masse volumique apparente
La masse volumique apparente du catalyseur usé traité est déterminée par pesée
d’échantillons de volume connu.
Les échantillons sont constitués de catalyseur usé G ou B mélangés à du bitume 10/20
à 160°C selon différentes conditions de rapport liant/déchet et de temps de séjour. Les
résultats moyens de densité apparente sont illustrés par les figures 61.
1 1,1 1,3 30120
180240
300
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
densité apparente
rapport liant/déchet
temps de séjour en minutes
0,7 1,1 30
1801
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
densité apparente
rapport liant/déchet
temps de séjour en minutes
Figure 61. - Densité apparente du catalyseur usé traité par un bitume dans différentesconditions
Pour un temps de séjour constant, la densité du catalyseur usé traité dépend du rapport
liant/déchet.
A) Catalyseur usé G traité avec du bitume 10/20 à 160°C
B) Catalyseur usé B traité avec du bitume 10/20 à 160°C
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Catalyseur usé G traité par du 10/20 à 160°C :
Pour un rapport liant/déchet constant, la densité en fonction du temps de séjour
augmente et devient constante au delà de 2 heures.
Pour chacun des rapports liant/déchet testés, le calcul de la densité qu’aurait un
échantillon dans lequel le bitume occuperait la totalité du volume poreux du déchet fournit
des résultats quasiment identiques aux résultats expérimentaux au delà de 2 heures. Le résultat
du calcul, bien qu’approximatif, est cohérent avec les conclusions du test de pénétration du
bitume dans le déchet. Les pores du catalyseur usé G traité par un bitume 10/20 à 160°C sont
donc complètement imprégnés de bitume pour un temps de séjour égal ou supérieur à 2
heures.
Catalyseur usé B traité par du 10/20 à 160°C :
Pour les deux rapports liant/déchet testés, la densité en fonction du temps de séjour est
constante dès 30 minutes.
Le calcul de la densité qu’aurait un échantillon dans lequel le bitume occuperait la
totalité du volume poreux du déchet fournit des résultats quasiment identiques aux résultats
expérimentaux dès 30 minutes. Les pores du catalyseur usé B traité par un bitume 10/20 à
160°C semblent donc complètement imprégnés de bitume pour un temps de séjour égal ou
supérieur à 30 minutes.
Les résultats de densité apparente du catalyseur usé traité par un bitume 10/20 à 160°C
semblent indiquer que le bitume occupe tout le volume poreux du catalyseur usé pour un
temps de séjour en température égal ou supérieur à 2 heures lorsque la répartition
granulométrique du déchet est G, et 30 minutes lorsque la répartition est B.
4.2.1.2.2 Microstructure
L’observation microscopique du déchet traité permet de déterminer sa morphologie,
notamment sa porosité, et la microstructure de l’interface déchet-liant. Les observations et les
analyses sont réalisées à l’aide du microscope électronique à balayage couplé à l’analyseur X
déjà évoqués lors de la caractérisation expérimentale du déchet brut (cf. § 2.1.3.4.).
Six fragments des échantillons testés en pénétration du bitume dans le déchet ont été
métallisés à l’or, trois ayant séjourné en température pendant 5 minutes et trois pendant 3
heures. Les observations au microscope électronique sont pratiquées à des facteurs de
grossissement de 20 à 10 000.
170
Pour un même temps de séjour, les échantillons présentent la même morphologie. Les
particules de catalyseur usé traité sont séparées par des zones d’aspect lisse de bitume (figure
62).
Figure 62. - Morphologie du catalyseur usé traité par un bitume(a et b : x 22 ; a : t=5min, b : t=3h)
Les spectres obtenus en diffraction X montrent la présence des éléments suivants : C,
O, Na, Si, S, K, V. Ce résultat est cohérent avec la composition du déchet et du bitume.
Les observations aux grossissements 1 000 à 10 000 montrent que la porosité du
déchet traité est uniquement due à la porosité du catalyseur usé. Les zones de bitume au sein
du déchet traité ne présentent aucune aspérité et surtout aucune porosité apparente (figure 62).
Pour les échantillons ayant séjourné 5 minutes en température, l’épaisseur de la zone des
anneaux de catalyseur imprégnée de bitume est faible : la porosité apparente reste importante
(figure 62a). Par contre pour les échantillons ayant séjourné 3 heures, les anneaux de
catalyseur usé sont complètement imprégnés de bitume : la porosité apparente est beaucoup
plus faible (figure 62b). Les observations au microscope électronique à fort grossissement
confirment les observations au microscope optique.
En ce qui concerne l’interface catalyseur usé-bitume, la surface de contact entre les
deux matériaux est d’autant plus grande que le temps de séjour de l’échantillon en
température est long. Une analyse, suivie d’une cartographie de cette zone, montre le front de
pénétration du bitume dans le catalyseur usé.
Figure 63. – Photographie (a : x 200) et cartographie (Si) du catalyseur usé traité par unbitume
a) b)
a)b)
171
Pour les échantillons correspondant à un temps de séjour de 5 minutes, les
cartographies de la phase riche en silicium (le catalyseur usé) révèlent une zone sombre
constituée de bitume, une zone claire constituée du catalyseur usé et une zone intermédiaire
(figure 63b). Cette dernière correspond d’après la photographie à la zone du déchet imprégnée
de bitume (figure 63a). Les observations à très fort grossissement révèlent la présence de
bitume sur toute la surface de cette zone. La détection du silicium dans la zone intermédiaire
témoigne alors de la faible épaisseur du bitume imprégné dans le déchet (figure 63b).
L’analyseur détecte les éléments de la couche superficielle d'épaisseur 10nm. L’épaisseur du
bitume au sein du catalyseur usé traité pendant un temps de séjour de 5 minutes est donc par
endroits inférieure à cette valeur.
Pour les échantillons correspondant à un temps de séjour de 3 heures, du silicium est
détecté dans le déchet totalement imprégné. L’épaisseur du bitume au sein du catalyseur usé
traité pendant un temps de séjour de 3 heures est également en de nombreux endroits
inférieure à 10nm.
L’analyse X du catalyseur usé traité par un bitume confirme la présence des
éléments majoritaires dans la composition des deux matériaux. Les observations au
microscope électronique indiquent le fait que la porosité du déchet traité dépend du degré
d’imprégnation du catalyseur usé par le bitume. Les cartographies du silicium révèlent la
faible épaisseur de bitume au sein du catalyseur usé (inférieure à 10nm par endroits),
quel que soit le temps de séjour en température du catalyseur usé traité.
4.2.1.2.3 Capacité d’absorption en eau
Le principe de cette détermination est identique à celui de la capacité d’absorption en
eau sur les déchets traités par un ciment. En pratique, le test est effectué sur des échantillons
de catalyseur usé G ou B mélangé à du bitume 10/20 à 160°C selon des conditions de rapport
liant/déchet et de temps de séjour différentes.
Les échantillons démoulés (environ 1000cm3) sont immergés dans de l’eau
déminéralisée dans un récipient fermé, sans renouvellement de la solution, avec un rapport
massique liquide/solide de 5, pendant une période allant jusqu'à 4 semaines. Au cours de la
période d’immersion, les échantillons sont régulièrement pesés après égouttage.
172
La capacité d’absorption en eau du déchet traité est déterminée de la même manière
que pour le déchet brut. Les résultats moyens (sur trois échantillons du même type) sont
illustrés par les figures 64.
A) Catalyseur usé G traité avec du bitume 10/20 à 160°C, de rapportliant/déchet 1,0 et de temps de séjour t
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000
Temps en minute
Abs
orpt
ion
d'e
au e
n %
mas
siqu
e
t=30m i n
t=2h
t=3h
B) Catalyseur usé B traité avec du bitume 10/20 à 160°C, de rapportliant/déchet l/d et de temps de séjour t
0
0,5
1
1,5
2
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000
Temps en minute
Abs
orpt
ion
d'e
au e
n %
mas
siqu
e
l/d=0,7 t=30m i n
l/d=1,1 t=30m i n
l/d=0,7 t=3h
l/d=1,1 t=3h
Figure 64. - Cinétique de l’absorption en eau du catalyseur usé traité par un bitume
La quantité d’eau absorbée par tous les échantillons augmente pendant la période de
test mais l’absence de points de mesure entre 5 000 et 35 000 minutes ne permet pas de savoir
si l’absorption continue ou si elle a atteint un seuil.
173
Quelle que soit la date au cours de la période de test à 160°C, pour des échantillons de
rapport liant/déchet identique :
� la quantité d’eau absorbée varie en sens inverse du temps de séjour.
Les résultats des tests précédents ont montré que l’allongement du temps de séjour permet une
meilleure pénétration du bitume dans les pores du déchet. La surface de contact entre le déchet
et le bitume augmente et la porosité du déchet traité diminue, d’où un accès réduit pour l’eau et
une quantité d’eau absorbée moindre.
� au delà du temps de séjour seuil correspondant à l’imprégnation totale du déchet par le
bitume, la quantité d’eau absorbée diminue.
La répartition du bitume s’améliore, l’accès de l’eau au déchet traité diminue.
La différence de quantité d’eau absorbée entre des temps de séjour de 30 minutes et de 3
heures à 160°C, importante pour le catalyseur usé G traité, et faible pour le catalyseur usé B
traité, confirme l’ordre de grandeur du temps nécessaire à l’imprégnation totale déterminé
précédemment.
Pour des échantillons de temps de séjour identique :
� la quantité d’eau absorbée varie en sens inverse du rapport liant/déchet.
A temps de séjour identique, une augmentation de la quantité de bitume par rapport à celle du
déchet permet un meilleur enrobage global et ainsi réduit l’accès de l’eau au sein du déchet
traité.
L’estimation de la capacité d’absorption en eau indique que l’accès du déchet traité à
l’eau est réduit lorsque le rapport bitume/catalyseur usé ou le temps de séjour en
température du déchet traité augmente, toute chose égale par ailleurs.
4.2.1.3 COMPORTEMENT EN PRESENCE D’EAU
L’étude du comportement du déchet traité en présence d’eau consiste essentiellement à
définir les conditions de la rétention, ou de la solubilisation, des éléments constitutifs du
déchet brut. D’après les essais précédents, l’augmentation de la surface de contact entre le
bitume et le catalyseur usé réduit l’accès à l’eau du déchet traité. Il s’agit de définir les
conditions dans lesquelles le bitume agit en tant qu’«élément d’imperméabilisation à l’eau»
du catalyseur usé.
Avant de tester le catalyseur usé traité par le bitume dans différentes conditions en
présence d’eau, les propriétés de perméabilité du bitume sont vérifiées.
174
4.2.1.3.1 Perméabilité et diffusion à travers le bitume
Elle est étudiée sur des couches fines de bitume assurant la jonction entre deux cellules
identiques remplies de solution. Les cellules sont bouchées pour éviter l’évaporation. Le
contenu de chacune d'elles est agité par un barreau magnétique. Des graduations permettent de
vérifier le niveau dans les cellules et des robinets autorisent un prélèvement de part et d’autre
de la « membrane » de bitume. Le montage utilisé est représenté par la figure 65.
MembraneFigure 65. - Schéma de réalisation des essais de perméabilité du bitume
La confection de fines couches de bitume nécessite de le chauffer (160 à 180 °C) pour
le rendre fluide. Il est ensuite coulé sur une plaque préalablement couverte d’un film plastique
(non adhérent au bitume). Il est recouvert d’un film du même type avant qu’une seconde
plaque, effectuant un mouvement de translation par rapport à la première, étale le bitume en
une couche d’épaisseur constante. L’épaisseur de celle-ci est déterminée par l’écartement
réglable des plaques. Elle est mesurée par un comparateur à cadran. L’écartement minimal
permet d’obtenir des couches d’épaisseur 0,3mm. Les deux films qui « prennent en sandwich »
la couche de bitume permettent de la préserver et de la manipuler.
Pour chaque essai, une membrane de 9 cm de diamètre est découpée dans une couche.
La surface de cette membrane en contact avec les solutions correspond à un cercle de 5 cm de
diamètre.
175
Test à l’eau :
Un premier essai consiste à mettre une membrane d’épaisseur 0,3mm en pression. La
cellule 1 est remplie de 250ml d’eau déminéralisée et la cellule 2 de 280ml. Après 24 heures,
les niveaux d’eau sont identiques. Le démontage et la séparation des cellules a révélé la
déformation de la membrane en demi sphère. La pression exercée par la différence de hauteur
d’eau initiale ne conduit pas à des transferts au travers de la membrane mais à sa déformation.
La perméabilité à l’eau des couches de bitume testées est négligeable.
Test aux ions :
Les premiers essais sont conduits sur les ions Na+ et SO42-. La cellule 1 renferme une
solution concentrée en ces ions, la cellule 2 de l’eau déminéralisée. L’évolution du contenu
des deux cellules est dans un premier temps suivie par chromatographie ionique. Après un
mois de test, les teneurs en ions de la solution de la cellule 2 sont toujours inférieures à la
limite de détection. Dans un second temps, le suivi est réalisé par des mesures de
conductivité, plus simple et rapide.
Trois tests préliminaires sont menés sur des membranes d’épaisseur 0,3mm avec des
solutions de chlorure de potassium (0,01M), d’acide sulfurique (0,2M) et de vanadate de
potassium (0,03M). Après un mois de test, seule la conductivité de la cellule 2 du montage
contenant l’acide sulfurique a sensiblement augmenté.
Un essai est alors conduit sur une membrane de même épaisseur avec de l’acide
sulfurique plus concentré (2M). La conductivité de la solution dans la cellule 2 augmente
faiblement pour atteindre 25µS (conductivité d’une solution très faiblement chargée) à la fin
de la période du test (3 mois).
Une couche de 0,3mm du bitume utilisé pour le traitement est quasiment imperméable
à l’eau et aux ions issus des éléments majeurs constitutifs du catalyseur usé. En contact avec
un acide concentré pendant trois mois, la membrane conserve ses propriétés de perméabilité à
l’eau. L’ensemble de ces résultats confirment les données bibliographiques (cf. § 1.5.1.2.1. et
1.5.1.2.2.).
Le bitume utilisé pour le traitement, étudié sous forme de fines couches d’épaisseur
0,3mm, présente une perméabilité à l’eau et une diffusion d'ions quasiment nulles.
176
4.2.1.3.2 Influence de la température à laquelle s’opère le traitement
Des échantillons de déchet traité à différentes températures sont lixiviés par de l’eau
déminéralisée. Les lixiviations, trois séquences successives de 16 heures par jour, sont
pratiquées dans des récipients fermés et agités mécaniquement. Le rapport massique eau
déminéralisée/déchet est fixé à 10. A l’issue de chacune des séquences, les lixiviats sont
analysés de la même manière que les lixiviats de déchet brut (cf. § 2.1.4.2.). Tous les tests
sont pratiqués sur trois échantillons du même type, les résultats présentés correspondent à la
moyenne des résultats sur ces trois échantillons.
Le test de l’influence de la température à laquelle s’opère le traitement est effectué sur
des échantillons de même taille de catalyseur usé G mélangé à du bitume 10/20 à différentes
températures, 140, 160, 180 et 200°C. Le rapport liant/déchet est fixé à 1,0 et le temps de
séjour en température à 2 heures. Les résultats de pH et de fraction solubilisée totale sont
illustrés par la figure 66. Les incertitudes de mesure sont estimées à ± 0,2 unité pour le pH et à
± 0,1% pour la fraction solubilisée totale.
1 2 3
200
180
160
140
3
3,5
4
4,5
pH
lixiviation
1 2 3
140
160
180
200
0
0,5
1
1,5
2
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
tota
le
en %
mas
siqu
e
lixiviation
Figure 66. - pH et fraction solubilisée totale des lixiviats du catalyseur usé G traité parun bitume à différentes températures
Toutes les mesures de pH sont comprises entre 3,3 et 3,8.
Pour une température donnée, la différence de pH des trois lixiviats est de l’ordre de
grandeur de l’incertitude de mesure donc peu significative, excepté pour 140°C. De même,
l’écart entre les fractions solubilisées des trois lixiviats est faible, excepté pour 200°C.
température température
177
Toutefois, quelle que soit la température, il semble que le pH et les fractions solubilisées
soient liées et qu'ils varient de manière inverse.
Pour les températures croissantes, le pH diminue et les fractions solubilisées
augmentent.
Des lixiviats de bitume seul (rapport massique eau déminéralisée/bitume = 10) ont un
pH compris entre 6 et 7 or les lixiviats du catalyseur usé traité par le bitume présentent un pH
beaucoup plus acide. D’autre part, la fraction solubilisée dans ces derniers est non négligeable
alors que le test de perméabilité a montré que le bitume utilisé (membrane de 0,3mm
d’épaisseur) est quasiment imperméable à l’eau et aux ions issus des éléments constitutifs du
catalyseur usé. Il semble donc que l’enrobage ne soit pas parfait et que l’eau soit entrée en
contact avec le catalyseur usé. Cette entrée d’eau peut être imputable à des lacunes de bitume
dans le déchet traité ou à une trop faible épaisseur de bitume (inférieure à 10nm par endroits
selon les observations au microscope électronique).
Des essais de lixiviation d’échantillons réenrobés par immersion dans du bitume fluide
montrent que le pH est proche de celui du bitume seul et que la fraction solubilisée est nulle.
Ils confirment ainsi par défaut que la rétention des éléments issus du déchet dépend de la
qualité de l’enrobage.
L’étude des fractions solubilisées par élément complète ces premiers résultats. Elle est
illustrée par la figure 67. Les éléments analysés comprennent l’aluminium, le calcium, le fer,
le potassium, le magnésium, le sodium, le soufre et le vanadium (les lixiviats de bitume seul
ne contiennent aucune de ces espèces chimiques). L’erreur relative de l’analyse par
spectrométrie est généralement inférieure à 10%.
Pour tous les éléments, la fraction solubilisée croit avec la température du traitement.
D'autre part, elle décroît au cours des lixiviations. Cependant, trois séquences sont
insuffisantes pour présager de l’évolution de la solubilisation du déchet traité dans le temps,
l’eau étant susceptible de déplacer le bitume et ainsi de désenrober le déchet (cf. § 1.5.2.2.3.).
178
1 2 3
140
160
180
200
0
50
100
150
200
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
Al
1 2 3
140
160
180
200
0
10
20
30
40
50
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
Ca
1 2 3
140
160
180
200
0
50
100
150
200
250
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
Fe
1 2 3
140
160
180200
0
1000
2000
3000
4000
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
K
1 2 3
140
160
180
200
0
20
40
60
80
100
120
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
Mg
1 2 3
140
160
180200
0
200
400
600
800
1000
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
Na
1 2 3
140
160
180200
0500
100015002000250030003500
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
S
1 2 3
140
160
180
200
0
200
400
600
800
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
V
Figure 67. - Fraction solubilisée par élément et par lixiviation du catalyseur usé G traitépar un bitume à différentes températures
température température
température température
température
température
température
température
179
La figure 68 illustre la comparaison entre les fractions solubilisées, après une et trois
lixiviations, et la teneur initiale par élément dans le déchet traité.
0
10
20
30
40
Al Ca Fe K M g Na S V
Frac
tion
sol
ubili
sée
en
% d
e la
tene
ur
initi
ale
dan
s le
dé
chet
trai
té
140°C-1 lixi vi ati on
140°C-3 lixi vi ati ons
160°C-1 lixi vi ati on
160°C-3 lixi vi ati ons
180°C-1 lixi vi ati on
180°C-3 lixi vi ati ons
200°C-1 lixi vi ati on
200°C-3 lixi vi ati ons
Figure 68. - Fraction solubilisée par élément du catalyseur usé G traité par un bitume àdifférentes température par rapport à la teneur initiale
Pour les températures les plus basses, quel que soit l’élément considéré, les fractions
solubilisées représentent un faible pourcentage de la teneur initiale.
Les tests préliminaires de formulation d’un procédé aboutissaient à la proposition
selon laquelle l’utilisation du bitume à des températures comprises entre 160 et 180°C
constituait un compromis entre la facilité de mise en œuvre et les éventuelles nuisances dues à
la volatilisation de matière. Les résultats de lixiviation, quant à eux, orientent le choix vers les
températures les plus basses, celles-ci permettant d’obtenir un déchet traité dans lequel le
catalyseur usé est mieux enrobé. Nous retenons donc la température de 160°C.
Le pH et les fractions solubilisées dans l’eau déminéralisée du catalyseur usé traité par
un bitume semblent varier inversement. Pour un rapport liant/déchet de 1,0 et un temps de
séjour en température de 2 heures, quelle que soit la température testée, l’enrobage du
catalyseur usé par le bitume n’empêche pas le contact avec l’eau. Le pH des lixiviats de
catalyseur usé G traité par un bitume diminue et la fraction solubilisée par élément
augmente pour des températures croissantes de traitement, quel que soit l’élément.
180
4.2.1.3.3 Influence du rapport liant/déchet
Le test de l’influence du rapport liant/déchet est effectué sur des échantillons de même
taille de catalyseur usé B mélangé à du bitume 10/20 à 160°C. Les rapports liant/déchet testés
sont 0,7, 0,9 et 1,1. Le temps de séjour en température est constant et égal à 2 heures.
Les résultats de pH et de fraction solubilisée totale sont illustrés par la figure 69. Les
incertitudes de mesure sont estimées à ± 0,2 unité pour le pH et à ± 0,1% pour la fraction
solubilisée totale.
12 3
0,7
0,9
1,1
3
3,5
4
4,5
pH
lixiviation
1 2 3
1,1
0,9
0,7
0
0,1
0,2
0,3
0,4
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
tota
le
en%
mas
siqu
e
lixiviation
Figure 69. - pH et fraction solubilisée totale des lixiviats du catalyseur usé B traité parun bitume selon différents rapports liant/déchet
Toutes les mesures de pH sont comprises entre 3,4 et 4,2. Seul le pH pour le rapport
1,1 varie (augmentation) au cours des lixiviations.
Pour un rapport liant/déchet donné, l’écart entre les fractions solubilisées des trois
lixiviats est faible et de l’ordre de grandeur de l’incertitude de mesure.
Pour les rapports liant/déchet décroissants, le pH diminue et les fractions solubilisées
augmentent. Cette observation confirme que le pH et les fractions solubilisées varient
inversement.
L’étude des fractions solubilisées par élément complète ces premiers résultats. Elle est
illustrée par la figure 70. L’analyse porte sur les mêmes éléments que précédemment.
Pour tous les éléments, la fraction solubilisée croit pour les rapports liant/déchet
décroissants.
D'autre part, elle décroît au cours des lixiviations.
rapportliant/déchet rapport
liant/déchet
181
1 2 3
1,1
0,9
0,7
0
20
40
60
80
100
120
140
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
Al
1 2 3
1,1
0,9
0,7
05
10152025303540
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
Ca
1 2 3
1,1
0,9
0,7
0
10
20
30
40
50
60
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
Fe
1 2 3
1,1
0,9
0,7
0
200
400
600
800
1000
1200
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
K
1 2 3
1,1
0,9
0,7
0
10
20
30
40
50
60
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
Mg
1 2 3
1,1
0,9
0,7
0
50
100
150
200
250
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
Na
1 2 3
1,1
0,9
0,7
0
200
400
600
800
1000
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
S
1 2 3
1,1
0,9
0,7
0
20
40
60
80
100
120
140
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
V
Figure 70. - Fraction solubilisée par élément et par lixiviation du catalyseur usé B traitépar un bitume selon différents rapports liant/déchet
rapportliant/déchet
rapportliant/déchet
rapportliant/déchet
rapportliant/déchet
rapportliant/déchet
rapportliant/déchet
rapportliant/déchet
rapportliant/déchet
182
Les fractions solubilisées, après une et trois lixiviations, sont comparées à la teneur
initiale dans le déchet traité par élément. Cette comparaison est illustrée par la figure 71.
0
5
10
15
20
Al Ca Fe K Mg Na S V
Frac
tion
sol
ubili
sée
en
% d
e la
tene
ur
initi
ale
dan
s le
dé
chet
trai
té
1,1 -1 lixiviation
1,1 -3 lixiviations
0,9 -1 lixiviation
0,9 -3 lixiviations
0,7 -1 lixiviation
0,7 -3 lixiviations
Figure 71. - Fraction solubilisée par élément du catalyseur usé B traité par un bitumeselon différents rapports liant/déchet par rapport à la teneur initiale
Pour le rapport liant/déchet le plus élevé, quel que soit l’élément considéré, les
fractions solubilisées représentent un faible pourcentage de la teneur initiale.
Les tests préliminaires de formulation d'un procédé aboutissaient à la préconisation
d'un rapport liant/déchet compris entre 0,7 et 1,4. Les résultats de lixiviation orientent le choix
vers les rapports les plus élevés. Nous retenons donc la valeur de 1,1.
Les variations inverses du pH et des fractions solubilisées dans l’eau de catalyseur usé
traité par un bitume sont confirmées. Pour un temps de séjour à 160°C de 2 heures, quel que
soit le rapport liant/déchet testé, l’enrobage du catalyseur usé par le bitume n’empêche
pas le contact avec l’eau. Le pH des lixiviats (eau déminéralisée) de catalyseur usé B traité
par un bitume diminue et la fraction solubilisée par élément augmente pour des rapports
liant/déchet décroissants, quel que soit l’élément.
4.2.1.3.4 Influence du temps de séjour en température
Le test de l’influence du temps de séjour en température est effectué sur des
échantillons de même taille de catalyseur usé B mélangé à du bitume 10/20 à 160°C avec un
rapport liant/déchet de 1,1. Les différents temps de séjour en température testés sont 10
minutes, 30 minutes, 1 heure, 2 heures et 3 heures. Les résultats de pH et de fraction
solubilisée totale sont illustrés par la figure 72. Les incertitudes de mesure sont estimées à ±
0,2 unité pour le pH et à ± 0,1% pour la fraction solubilisée totale.
183
1 2 310
3060
120180
3
3,5
4
4,5
pH
lixiviation
1 2 3
180
120
6030
10
0
0,1
0,2
0,3
0,4
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
tota
le
en %
mas
siqu
e
lixiviation
Figure 72. - pH et fraction solubilisée totale des lixiviats du catalyseur usé B traité parun bitume à différents temps de séjour en température
Toutes les mesures de pH sont comprises entre 3,6 et 4,2. Bien que les variations au
cours des lixiviations soient faibles, il semble que le pH augmente.
Quel que soit le temps de séjour, les fractions solubilisées des trois lixiviats sont
faibles et de l’ordre de grandeur de l’incertitude de mesure.
Pour les temps de séjour égaux ou supérieurs à 60 minutes, les valeurs de pH et leur
variation au cours des lixiviations sont identiques, il en est de même pour les fractions
solubilisées.
Les résultats de fraction solubilisée par élément sont illustrés par la figure 73.
L’analyse porte sur les mêmes éléments que précédemment.
Globalement, les fractions solubilisées par élément décroissent au cours des
lixiviations.
Pour tous les éléments considérés, les fractions solubilisées diminuent pour les temps
de séjour croissants et inférieurs à 60 minutes. Au delà de ce temps, les valeurs de fractions
solubilisées et leur variation au cours des lixiviations sont identiques. La qualité de l’enrobage
augmente donc pour les temps de séjour croissants jusqu'à atteindre son maximum entre 30 et
60 minutes. Cette observation confirme l’ordre de grandeur du temps nécessaire à
l’imprégnation totale du catalyseur usé (B) par le bitume.
temps deséjour enminutes
temps deséjour enminutes
184
1 2 3
180
120
6030
10
0
5
10
15
20
25
30
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
Al
1 2 3
180
120
6030
10
0
2
4
6
8
10
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
Ca
1 2 3
180
120
6030
10
0
5
10
15
20
25
30
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
Fe
1 2 3
180
120
6030
10
0
100
200
300
400
500
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
K
1 2 3
180
120
6030
10
0
5
10
15
20
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
Mg
1 2 3
180
120
6030
10
0
5
10
15
20
25
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
Na
1 2 3
180
120
6030
10
0
100
200
300
400
500
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
S
1 2 3
180
120
6030
10
0
20
40
60
80
Fra
ctio
n so
lubi
lisée
en
mg/
kg
lixiviation
V
Figure 73. - Fraction solubilisée par élément et par lixiviation du catalyseur usé B traitépar un bitume à différents temps de séjour en température
temps deséjour enminutes
temps deséjour enminutes
temps deséjour enminutes
temps deséjour enminutes
temps deséjour enminutes
temps deséjour enminutes
temps deséjour enminutes
temps deséjour enminutes
185
Les fractions solubilisées, après une et trois lixiviations, sont comparées à la teneur
initiale dans le déchet traité par élément. Cette comparaison est illustrée par la figure 74.
0
2
4
6
8
10
Al Ca Fe K M g Na S V
Frac
tion
sol
ubili
sée
en
% d
e la
tene
ur
initi
ale
dan
s le
dé
chet
trai
té
180m in-1 lixi vi ati on
180m in-3 lixi vi ati ons
120m in-1 lixi vi ati on
120m in-3 lixi vi ati ons
60m in-1 lixi vi ati on
60m in-3 lixi vi ati ons
30m in-1 lixi vi ati on
30m in-3 lixi vi ati ons
10m in-1 lixi vi ati on
10m in-3 lixi vi ati ons
Figure 74. - Fraction solubilisée par élément du catalyseur usé B traité par un bitume àdifférents temps de séjour en température par rapport à la teneur initiale
Quel que soit l’élément considéré, les fractions solubilisées représentent un faible
pourcentage de la teneur initiale, d’autant plus faible que le temps de séjour est long.
Ce résultat confirme les conclusions du test de capacité d'absorption d'eau selon lesquelles au
delà du temps de séjour seuil correspondant à l'imprégnation totale du déchet par le bitume, la
qualité de l'enrobage s'améliore.
Pour une température de 160°C et un rapport liant/déchet de 1,1, la fraction solubilisée
dans l’eau déminéralisée par élément du catalyseur usé B traité par un bitume augmente pour
des temps de séjour en température décroissants, quel que soit l’élément. La qualité de
l’enrobage pour un temps de séjour au delà du seuil compris entre 30 et 60 minutes peut
être optimisée.
4.2.1.3.5 Cas particulier du vanadium
Quels que soient les échantillons, le vanadium solubilisé dans l’eau déminéralisée au
cours de tous les tests pendant lesquels il y a mise en contact du déchet traité avec de l’eau est
essentiellement à l’état d’oxydation 4 alors que le vanadium du catalyseur usé brut est à l’état
d’oxydation 5. Le contact du catalyseur usé avec le bitume, milieu réducteur, a permis de
réduire le vanadium.
Les différents états d’oxydation ont été mis en évidence par :
• observation visuelle (coloration jaune de V(V) et bleue de V(IV) en solution acide);
186
• par réaction en présence d’acide phosphorique et de tungstate de sodium (formation d’un
complexe jaune de phosphovanadotungstate dans le cas de V(V), dans le cas de V(IV) le
composé ne se forme qu’après oxydation, en l’occurrence par du persulfate de potassium);
• par spectroscopie de photoélectrons des sels issus des lixiviats déshydratés du catalyseur
usé brut et du catalyseur usé traité par le bitume (les énergies de liaison correspondent
dans le premier cas à V(V) et dans le second à V(IV)).
D’après Pourbaix [108], le vanadium en solution dans de l’eau déminéralisée est
beaucoup moins soluble à l’état d’oxydation 4 que 5, toutefois cette tendance s’inverse pour
des pH très acides (inférieurs à environ 3). Dans le cas du catalyseur usé traité par un bitume,
les pH des lixiviats sont compris entre 3 et 4. La réduction du V(V) en V(IV) ne semble donc
pas constituer un facteur de stabilisation. Néanmoins, elle montre que le bitume peut réagir
chimiquement avec un déchet.
4.2.1.4 CONCLUSION
Le bitume est infiniment peu perméable à l’eau et les ions issus des éléments
constitutifs du catalyseur usé ne diffusent pas à travers lui.
Les essais de traitement de ce dernier par un bitume montre qu’il est possible d’obtenir
un déchet traité solide et dont la structure mécanique résiste au temps. La caractérisation de ce
déchet montre que la solubilisation des éléments constitutifs du catalyseur usé dépend de la
qualité de son enrobage. Elle permet également de mettre en évidence la possibilité d'une
réaction d'oxydo-réduction entre le bitume et le déchet brut.
Les paramètres essentiels d’un traitement du catalyseur usé par un bitume devant
satisfaire à des exigences de résistance physique et de stabilisation chimique comptent alors la
nature du liant bitumineux (notamment sa viscosité), le rapport liant/déchet, la température du
traitement et le temps de séjour en température.
A l’issue de nombreux essais, le procédé répondant le mieux à ces objectifs consiste à
traiter le catalyseur usé B par un bitume de distillation de pénétrabilité 10/20 selon un rapport
liant/déchet de 1,1, à la température de 160°C, pendant un temps de séjour en température au
moins égal à 1 heure.
187
En contact avec l’eau, le catalyseur usé ainsi traité est solubilisé à hauteur de 0,1% de
la masse de déchet brut après une lixiviation de 16 heures, les fractions solubilisées au cours
des lixiviations suivantes diminuant.
4.2.2 CARACTERISATION DU DECHET DE CHARBON ACTIF
4.2.2.1 CARACTERISATION PHYSICO-CHIMIQUE
4.2.2.1.1 Fluage
Quatre échantillons d’environ 300 cm3 (cylindres de diamètre 5cm) sont préparés avec
un rapport liant/déchet de charbon actif de 1,2, un temps de séjour de 2h à 160°C. Deux
contiennent du bitume 35/50 et deux du bitume 10/20. Ils sont démoulés et exposés à l’air
ambiant. Ces échantillons sont soumis à une observation à l’œil nu de la modification de leur
macrostructure pendant quatre mois.
Les échantillons contenant du bitume 35/50 manifestent les premiers signes de fluage
après 3 jours, et sont complètement affaissés après 1 mois. La forme des échantillons
contenant du 10/20 est identique après les quatre mois.
Un bitume de faible pénétrabilité 10/20 permet d’obtenir des échantillons de déchet de
charbon actif traité solide et durable alors qu’un bitume de pénétrabilité moyenne 35/50
conduit à des échantillons de déchet de charbon actif traité fluant après quelques jours ou
semaines.
4.2.2.1.2 Elément du bilan matière
Un montage a été conçu pour vérifier si l’élément iode provenant du déchet de
charbon actif est volatilisé sous forme I2 au cours du traitement et le cas échéant pour le
piéger (figure 75).
Les échantillons de déchet traité ou de déchet brut sont placés sous une cloche de verre
dans laquelle circule un flux d’air (air reconstitué, de qualité industrielle). Un rotamètre
permet de quantifier ce flux. L’air « balayé » diffuse par des frittés de porosité 1 dans des
flacons en verre contenant une solution d’iodure de potassium. L’iode I2 est soluble dans ce
type de solution, il se combine aux iodures pour former un complexe, l’ion triiodure de
coloration jaune-orangée. La cloche de verre est placée dans une étuve à 160°C, la
température du traitement du déchet de charbon actif par le bitume. La bouteille d’air et
188
l’entrée de la cloche sont reliées par un tuyau en silicone. De la sortie de la cloche à la sortie
du dernier flacon diffuseur, les tuyaux sont en verre.
air industriel
mélangeO2 + N2
rotamètre
Etuve : consigne = 160 °C
échantillonsous
cloche
flacons diffuseurssolution de KI à 10 000 ppm de I-
21
Figure 75. - Schéma de réalisation des essais de volatilisation de l’iode
Après avoir vérifié l’étanchéité du dispositif, trois essais préliminaires ont permis
d’améliorer les conditions de l’expérience.
Essai préliminaire 1 : un récipient en verre contenant 100g de déchet de charbon actif est
placé sous la cloche dans l’étuve à 160°C pendant 8 heures. Le débit d’air est de 8dm3/h. A
l’issue de l’essai, les solutions dans les flacons diffuseurs ont pris une coloration jaune.
Aucune coloration ne s’est manifestée, dans les mêmes conditions, après un essai « à blanc »
sans échantillon et après un essai avec échantillon mais à température ambiante.
Il semble donc que l’iode du déchet de charbon actif puisse se volatiliser dans les conditions
de température du traitement du déchet par le bitume.
Essai préliminaire 2 : un moule, utilisé pour le traitement par le bitume, contenant 100g de
déchet de charbon actif est placé sous la cloche dans l’étuve à 160°C pendant 8 heures. Le
débit d’air est de 2dm3/h. A l’issue de l’essai, les solutions dans les flacons diffuseurs sont
restées incolores, par contre, le vernis du moule est devenu marron-orangé. Ce changement de
coloration est probablement imputable à l'iode volatilisé. Il semble que le débit d’air est
insuffisant pour assurer un balayage de l’atmosphère sous la cloche.
189
Essai préliminaire 3 : les conditions sont identiques à celles de l’essai précédent hormis le
débit d’air qui est fixé à 8dm3/h. A l’issue de l’essai, les solutions dans les flacons diffuseurs
ont pris une coloration jaune. Des analyses par spectrophotométrie d’absorption moléculaire
ont révélé la présence de quelques milligrammes d’iode I2, toutefois, le dispositif et les
conditions expérimentales n’étant pas optimisés, nous n’accordons à ce test qu’une valeur
qualitative.
Les deux essais suivants sont réalisés dans les conditions du traitement du déchet de
charbon actif par le bitume (température de 160°C et temps de séjour de 2 heures).
Essai 1 : un moule utilisé pour le traitement par le bitume contenant 500g de déchet de
charbon actif est placé sous la cloche balayée par un débit d’air de 8dm3/h. A l’issue de
l’essai, les solutions dans les flacons diffuseurs ont pris une coloration jaune. L’iode du
déchet de charbon actif se volatilise.
Essai 2 : un échantillon de 500g de déchet de charbon actif mélangés au bitume du traitement,
à raison d’un rapport liant/déchet de 0,5, est placé sous la cloche balayée par un débit d’air de
8dm3/h. A l’issue de l’essai, les solutions dans les flacons diffuseurs sont restées incolores. Il
semble que l’iode du déchet de charbon actif traité par un bitume ne se volatilise pas.
Au cours du traitement du déchet de charbon actif par le bitume, il semble qu’il
n’y ait pas de transfert de l’iode dans la phase gazeuse.
4.2.2.2 CARACTERISATION STRUCTURALE
4.2.2.2.1 Masse volumique apparente
La masse volumique apparente du déchet de charbon actif traité est déterminée par
pesée d’échantillons de volume connu.
Ces derniers sont constitués de déchet de charbon actif mélangés à du bitume 10/20
selon des conditions de rapport liant/déchet, de temps de séjour et de température différentes.
Les résultats moyens de densité apparente sont illustrés par la figure 76.
190
0,5 0,6 1,1
30
120180
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
densité apparente
rapport liant/déchet
temps de séjour en min
Figure 76. - Densité apparente du déchet de charbon actif traité par un bitume dansdifférentes conditions
Pour les faibles rapports liant/déchet, la structure du déchet de charbon actif traité est
très « aérée » et ne présente pas un continuum de bitume.
Pour un rapport constant, la densité en fonction du temps de séjour augmente et
devient constante au delà de 2 heures.
Dans tous les cas, la densité au delà de 2 heures, déterminée expérimentalement, est
nettement inférieure au résultat du calcul de la densité qu’aurait un échantillon dans lequel le
bitume occuperait la totalité du volume poreux du déchet. Cette différence semble indiquer
que le volume poreux du déchet n’est que partiellement occupé par le bitume. Il est probable
que la viscosité du bitume à la température du test ne lui permette pas de s’écouler dans les
pores les plus fins du déchet de charbon actif.
Les résultats de densité apparente du déchet de charbon actif traité par un bitume
10/20 à 160°C indiquent que pour un temps de séjour en température égal ou supérieur à 2
heures, la densité du déchet traité n’augmente plus. En dépit de ce fait, le bitume
n’occupe que partiellement le volume poreux du déchet de charbon actif.
4.2.2.2.2 Microstructure
Six fragments d'échantillons ont été métallisés à l’or, trois ayant séjourné en
température pendant 5 minutes et trois pendant 3 heures. Les observations au microscope
électronique sont pratiquées à des facteurs de grossissement de 20 à 10 000.
Déchet de charbon actif traité par du bitume 10/20 à 160°C
191
Pour un même temps de séjour, les échantillons présentent la même morphologie. Les
particules de déchet de charbon actif traité sont séparées par des zones d’aspect lisse de bitume
(figure 77a).
Figure 77. - Morphologie du déchet de charbon actif traité par un bitume (a : x 200; b : x 1500)
Les observations aux grossissements 1 000 à 10 000 montrent que la porosité du déchet
traité est uniquement due à la porosité du déchet de charbon actif. Pour les échantillons ayant
séjourné 5 minutes en température, le bitume ne pénètre quasiment pas dans les pores du déchet
: la porosité apparente reste très importante. Pour les échantillons ayant séjourné 3 heures, le
bitume pénètre dans une faible épaisseur du déchet : la porosité bien que plus faible reste très
importante (figure 77b). Ces observations confirment les conclusions de la détermination de la
densité apparente : le bitume n’occupe que partiellement le volume poreux du déchet de
charbon actif.
En ce qui concerne l’interface déchet de charbon actif-bitume, la surface de contact
entre les deux matériaux semble d’autant plus grande que le temps de séjour de l’échantillon en
température est long.
Les observations au microscope électronique indiquent le fait que l’imprégnation du
déchet de charbon actif par le bitume dépend du temps de séjour du déchet traité en
température. Elles confirment que, quel que soit le temps de séjour, le bitume n’occupe que
partiellement le volume poreux du déchet de charbon actif.
4.2.2.2.3 Capacité d’absorption en eau
Le test est effectué sur des échantillons de déchet de charbon actif mélangé à du bitume
10/20 à 160°C selon des conditions de rapport liant/déchet et de temps de séjour différentes.
Les échantillons démoulés (environ 1000cm3) sont immergés dans de l’eau
déminéralisée dans un récipient fermé, sans renouvellement de la solution, avec un rapport
massique liquide/solide de 5, pendant une période allant jusqu'à 6 semaines. (Les échantillons
a) b)
192
dont les désignations suivent, l/d=0,6 t=30min ; l/d=1,1 t=30min ; l/d=0,5 t=2h ; l/d=0,5 t=3h,
présentent une densité apparente inférieure à 1, ils flottent au début de la période du test). Au
cours de la période d’« immersion », les échantillons sont régulièrement pesés après égouttage.
La capacité d’absorption en eau du déchet traité est déterminée de la même manière
que pour le déchet brut. Les résultats moyens (sur trois échantillons du même type) sont
illustrés par la figure 78.
Déchet de charbon actif traité avec du bitume 10/20 à 160°C, de rapportliant/déchet l/d et de temps de séjour t
0
5
10
15
20
25
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000
Temps en minute
Abs
orpt
ion
d'e
au e
n %
mas
siqu
e
l/d=0,6 t=30min
l/d=1,1 t=30min
l/d=0,5 t=2h
l/d=1,1 t=2h
l/d=0,5 t=3h
l/d=1,1 t=3h
Figure 78. - Cinétique de l’absorption en eau du déchet de charbon actif traité par unbitume
La quantité d’eau absorbée par tous les échantillons tend vers un palier après environ
une semaine de test.
Quelle que soit la date au cours de la période de test, pour des échantillons de rapport
liant/déchet identique :
� la quantité d’eau absorbée varie en sens inverse du temps de séjour.
De la même manière que pour le catalyseur usé traité, en permettant d’augmenter la surface de
contact entre le déchet et le bitume, l’allongement du temps de séjour conduit à réduire l’accès
du déchet traité à l’eau.
� au delà du temps de séjour seuil correspondant à l’imprégnation maximale du déchet par le
bitume (environ 2h), la quantité d’eau absorbée ne diminue que pour un faible rapport
liant/déchet.
Dans ce cas, l’enrobage n’est pas parfaitement homogène. Passé le seuil correspondant à
l’imprégnation maximale du déchet traité par le bitume, une augmentation du temps de séjour
en température autorise une meilleure répartition du bitume : l’enrobage devient plus
193
homogène, la surface de contact entre le déchet et le bitume augmente, l’accès de l’eau au
déchet traité diminue.
La différence importante de quantité d’eau absorbée entre des temps de séjour de 30
minutes et de 3 heures à 160°C confirme l’ordre de grandeur du temps nécessaire à
l’imprégnation totale déterminé précédemment.
Pour des échantillons de temps de séjour identique :
� la quantité d’eau absorbée varie en sens inverse du rapport liant/déchet.
A temps de séjour identique, une augmentation de la quantité de bitume par rapport à celle du
déchet permet un meilleur enrobage global et ainsi réduit l’accès de l’eau au sein du déchet
traité.
L’estimation de la capacité d’absorption en eau indique que l’accès du déchet traité à
l’eau est réduit lorsque le rapport bitume/déchet de charbon actif ou le temps de séjour en
température du déchet traité augmente, toute chose égale par ailleurs.
4.2.2.3 COMPORTEMENT EN PRESENCE D’EAU
Avant de tester le déchet de charbon actif traité dans différentes conditions en
présence d'eau, la diffusion d'iodures à travers le bitume est étudiée.
4.2.2.3.1 Diffusion à travers le bitume
La diffusion de l’ion I- est étudiée dans les conditions précédemment évoquées (cf. §
4.2.1.3.1.). Initialement, la cellule 1 renferme une solution concentrée d’iodures (10 000 ppm),
la cellule 2 de l’eau déminéralisée. Une électrode spécifique permet de suivre l’évolution du
contenu des deux cellules.
Pendant la première semaine de test, la teneur en iodures de la solution de la cellule 2
est passée de 0,1ppm à 1ppm. Cette teneur est ensuite restée constante jusqu’à la fin du test (3
mois). Une couche de 0,3mm du bitume utilisé pour le traitement est donc quasiment
imperméable aux ions I-.
La diffusion d'iodures à travers le bitume utilisé pour le traitement, étudié sous
forme de fines couches d’épaisseur 0,3mm, est quasiment nulle.
194
4.2.2.3.2 Influence de la température à laquelle s’opère le traitement
Des échantillons de déchet de charbon actif traité dans différentes conditions sont
lixiviés de manière identique aux échantillons de catalyseur usé traité (cf. § 4.2.1.3.).
Le test de l’influence de la température à laquelle s’opère le traitement est effectué sur
des échantillons, de même taille, de déchet de charbon actif mélangé à du bitume 10/20 à
différentes températures (T), 140, 160 et 180°C et selon deux rapports liant/déchet (l/d), 0,7 et
0,9. Le temps de séjour en température est fixé à 2 heures.
Le pH augmente au cours des lixiviations cependant ses variations sont de l’ordre de
grandeur de l’incertitude de mesure (± 0,2 unité pH).
Les fractions solubilisées totales sont très faibles et de l’ordre de grandeur ou inférieures à
l’incertitude de mesure (0,1% en masse).
Ni les pH (environ 7,0) ni les fractions solubilisées totales ne sont donc représentées.
Les fractions solubilisées sont alors étudiées par élément. L’aluminium, le calcium, le fer,
l’iode, le potassium, le magnésium et le sodium sont analysés (les lixiviats de bitume seul ne
contiennent aucune de ces espèces chimiques).
Seuls l’iode et le potassium sont solubilisés en quantité appréciable. La solubilisation
dans l’eau de ces deux éléments est illustrée par la figure 79.
12
3
l/d=0,9 T=140°C
l/d=0,7 T=140°C
l/d=0,9 T=160°C
l/d=0,7 T=160°C
l/d=0,9 T=180°C
l/d=0,7 T=180°C
0
20
40
60
80
100
Frac
tion
sol
ubili
sé
e e
n m
g/k
g
lixiviation
I
12
3
l/d=0,9 T=140°C
l/d=0,7 T=140°C
l/d=0,9 T=160°C
l/d=0,7 T=160°C
l/d=0,9 T=180°C
l/d=0,7 T=180°C
0
5
10
15
20
25
30
35
Frac
tion
sol
ubili
sé
e e
n m
g/k
g
lixiviation
K
Figure 79. - Fraction solubilisée par élément et par lixiviation du déchet de charbon actiftraité par un bitume à différentes températures et selon différents rapports liant/déchet
195
Globalement, les fractions solubilisées décroissent au cours des lixiviations. L’eau
étant susceptible de déplacer le bitume et ainsi de désenrober le déchet (cf. § 1.5.2.2.3.), trois
séquences de lixiviation sont insuffisantes pour présager de l’évolution de la solubilisation du
déchet traité dans le temps.
Pour les deux éléments étudiés, la fraction solubilisée croit avec la température du
traitement pour un rapport liant/déchet donné.
La figure 80 illustre la comparaison entre les fractions solubilisées, après une et trois
lixiviations, et la teneur initiale par élément dans le déchet traité.
0
5
10
15
20
I K
Frac
tion
sol
ubili
sée
en %
de
la te
neur
in
itial
e d
ans
le d
éch
et tr
aité
0,9-140°C -1lix
0,9-140°C -3lix
0,7-140°C -1lix
0,7-140°C -3lix
0,9-160°C -1lix
0,9-160°C -3lix
0,7-160°C -1lix
0,7-160°C -3lix
0,9-180°C -1lix
0,9-180°C -3lix
0,7-180°C -1lix
0,7-180°C -3lix
Figure 80. - Fraction solubilisée par élément du déchet de charbon actif traité par unbitume à différentes températures et selon différents rapports liant/déchet par rapport à
la teneur initiale
Pour un rapport liant/déchet donné, les fractions solubilisées des deux éléments sont
d’autant plus faibles que la température du traitement est basse. La fraction de potassium
représente un faible pourcentage de la teneur initiale. Par contre celle de l’iode représente
jusqu'à une dizaine de pourcent de la teneur en iode du déchet de charbon actif.
Pour un rapport liant/déchet donné et un temps de séjour en température de 2 heures,
les fractions solubilisées dans l’eau déminéralisée de l’iode et du potassium augmentent
pour des températures croissantes de traitement. Les autres éléments constitutifs du
déchet de charbon actif ne sont quasiment pas solubilisés dans les conditions du test.
196
4.2.2.3.3 Influence du rapport liant/déchet
D’après les résultats illustrés par les figures 79 et 80, pour une température de
traitement donnée, la fraction solubilisée des deux éléments étudiés croit quand le rapport
liant/déchet décroît.
Pour une température de traitement donnée et un temps de séjour en température de 2
heures, les fractions solubilisées dans l’eau déminéralisée de l’iode et du potassium
augmentent pour des rapports liant/déchet décroissants.
4.2.2.3.4 Influence du temps de séjour en température
L’influence de ce paramètre sur le comportement du déchet de charbon actif en
présence d’eau est étudiée parallèlement à la détermination de la capacité d’absorption d’eau
(cf. § 4.2.2.2.3.). La fraction d’iode solubilisée dans l’eau déminéralisée est suivie en fonction
du temps.
Les résultats moyens (sur trois échantillons du même type) sont illustrés par la figure
81.
Déchet de charbon actif traité avec du bitume 10/20 à 160°C, de rapportliant/déchet l/d et de temps de séjour t
0
20
40
60
80
100
120
140
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000
Temps en minute
Fra
ctio
n d
'iode
so
lubi
lisé
en
mg
/kg
l/d=0,6 t=30min
l/d=1,1 t=30min
l/d=0,5 t=2h
l/d=1,1 t=2h
l/d=0,5 t=3h
l/d=1,1 t=3h
Figure 81. - Fraction solubilisée d’iode du déchet de charbon actif traité par un bitume(selon différents l/d et t) en fonction du temps
Quelle que soit la durée du contact avec la solution, pour un rapport liant/déchet
donné, la fraction solubilisée d’iode est d’autant plus faible que le temps de séjour en
température est long. Ce phénomène s'accentue pour le rapport liant/déchet le plus faible.
197
Pour une température de traitement et un rapport liant/déchet donnés, la fraction
solubilisée dans l’eau déminéralisée de l’iode augmente pour les temps de séjour en
température décroissants.
4.2.2.4 CONCLUSION
Le bitume est infiniment peu perméable à l’eau et aux iodures.
Les essais de traitement du déchet de charbon actif par un bitume montre qu’il est
possible d’obtenir un déchet traité solide et dont la structure mécanique résiste au temps. La
caractérisation de ce déchet montre que la solubilisation des éléments constitutifs du déchet
de charbon actif dépend de la qualité de son enrobage.
Les paramètres essentiels d’un traitement du déchet de charbon actif par un bitume
devant satisfaire à des exigences de résistance physique et de stabilisation chimique sont
identiques à ceux du traitement du catalyseur usé.
A l’issue de nombreux essais, le procédé répondant le mieux à ces objectifs consiste à
traiter le déchet de charbon actif par un bitume de distillation de pénétrabilité 10/20 selon un
rapport liant/déchet de 1,1, à la température de 160°C, pendant un temps de séjour en
température au moins égal à 2 heures.
En contact avec l’eau, le déchet de charbon actif ainsi traité est solubilisé à moins de
0,1% de la masse de déchet brut après une lixiviation de 24 heures, les fractions solubilisées
au cours des lixiviations suivantes diminuant.
4.3 VERS UNE METHODOLOGIE D'AIDE AU CHOIX DU PROCEDEA ADOPTER
Des travaux préliminaires permettent de mettre en évidence les paramètres essentiels
d’un procédé de traitement de déchets poreux par un bitume et de leur attribuer une gamme de
valeurs.
La caractérisation des déchets traités dans ces conditions autorise ensuite à évaluer
l’impact des variations de la formule du traitement sur l’efficacité de l’opération de
stabilisation/solidification.
198
Nous présentons un récapitulatif des résultats expérimentaux de la caractérisation des
deux déchets traités. Une définition d’un procédé de traitement lui fait suite avant que les
perspectives des liants bitumineux en tant que matrice de stabilisation/solidification de déchets
poreux ne soient exposées. Finalement, l’ensemble du travail conduit à proposer des éléments
d’aide au choix du procédé de stabilisation/ solidification à adopter en fonction du déchet.
4.3.1 RECAPITULATIF DES CARACTERISTIQUES DES DECHETS TRAITESPAR UN BITUME
L’ensemble des résultats de ce chapitre est récapitulé dans le tableau 34.
Déchets traités par un bitume 10/20 à 160°C
Catalyseur usé traité Nom Déchet de charbon actif traitéavérée pour des échantillons de
300cm3 (l/d=1,2 - t=2h) pendant aumoins 4 mois et
1000cm3 (l/d=1,1 - t=3h - T=180°C)pendant 9 mois
Résistance aufluage
avérée pour des échantillons de300cm3 (l/d=1,2 - t=2h) pendant au
moins 4 mois
1,40 g/cm3 pour G (l/d=1,0 - t=2h)
1,34 g/cm3 pour B (l/d=1,1 -t=30min)
Masse volumiqueapparente 1,03 g/cm3 (l/d=1,1 - t=2h)
augmente avec le temps de séjour
100% après #100min pour G100% après #30min pour B
Pénétration dubitume dans lespores du déchet
augmente avec le temps de séjour
faible % du volume poreux quel quesoit le temps de séjour
vaste surface de contact
la porosité du déchet traité estfonction du degré de pénétration du
bitume dans le déchet brut
Interfacedéchet/bitume
Microstructure
grande surface de contact
quel que soit t, le bitume n’occupeque partiellement le volume poreux
du déchet de charbon actifElément du bilan
matièrepas de transfert d’iode dans la phase
gazeusequasiment nulle à l’eau et aux
éléments constitutifs du catalyseurPerméabilité du
bitumequasiment nulle aux iodures
0,9% pour B (l/d=1,1 - t=3h)1,6% pour B (l/d=0,7 - t=30min)
Absorption d’eau(1 mois
d’immersion)
1,3% (l/d=1,1 - t=3h)20,6% pour B (l/d=0,6 - t=30min)
En fonction des conditions (l/d et t)pH : 3,3 à 4,2
FScum : 0,2 à 3,6%Solubilisation (% massique)
Al : 0,04 à 1,7% Ca : 0,6 à 7,5%Fe : 0,6 à 8,7% K : 1,9 à 27,1%Mg : 1,4 à 15,5% Na : 0,4 à 34,7%S : 1,5 à 28,7% V : 0,6 à 15,0%
Lixiviation dedéchets massifs
dans l’eaudéminéralisée(3 séquences)
En fonction des conditions (l/d et t)pH : 7,0 à 7,3
FScum : 0,1 à 0,2%Solubilisation (% massique)
Fe : <0,2%I : 1,8 à 11,9%,K : 0,7 à 1,5%
Na : <5%Tableau 34. - Récapitulatif des caractéristiques des deux déchets étudiés après
traitement par un bitume
199
Dans les conditions du traitement appliqué, l’enrobage n’empêche pas complètement
le contact de l’eau avec le déchet brut au sein du déchet traité. La fraction (totale ou par
élément) de déchet solubilisé dans l’eau déminéralisée augmente, donc la qualité de
l’enrobage diminue, lorsque la température du traitement augmente (pour un rapport
liant/déchet et un temps de séjour fixés), lorsque le rapport liant/déchet diminue (pour une
température et un temps de séjour fixés) ou lorsque le temps de séjour en température
diminue (pour une température et un rapport liant/déchet fixés).
4.3.1 DEFINITION D’UN PROCEDE DE TRAITEMENT PAR UN LIANTBITUMINEUX
La très faible perméabilité du bitume à l’eau en fait un matériau d’étanchéité, propriété qui
est mise à profit pour empêcher ou amoindrir le contact des déchets avec l’eau.
Le traitement d’un déchet poreux nécessite l’emploi d’un bitume visqueux à
température ambiante pour assurer macroscopiquement une résistance mécanique
suffisante. Au cours du mélange, le bitume fluidifié pénètre dans les pores du déchet et lui
devient ainsi microscopiquement lié.
L’enrobage des déchets poreux, compte tenu de leur vaste surface spécifique, exige une
quantité de bitume minimum nécessaire à l'imprégnation des pores et des vides laissés
par la structure du déchet en vrac. Au delà de ce seuil, une légère augmentation du rapport
liant/déchet améliore la qualité de l’enrobage global.
Les facteurs permettant de s’assurer de la pénétration d’un bitume donné dans les pores du
déchet comptent la température du traitement et le temps de séjour du mélange bitume-déchet
à cette température. Leur influence semble équivalente sur la rigidité du bitume(cf. §
1.5.1.2.1.) mais pas sur la qualité de l’enrobage.
Lorsque la température du traitement augmente, tout chose égale par ailleurs, le bitume
devient plus fluide. Il peut pénétrer dans des pores de plus fins diamètres. La figure 82
schématise deux échantillons traités à deux températures différentes en coupe.
200
différence de
niveaux liée à la
pénétration du bitume
T1 T2T1 < T2 et t<tmax
bitume
zone de déchetimprégnée de bitume
zone de déchetnon imprégnéede bitume
Figure 82. - Schéma en coupe de deux échantillons de déchets poreux traités par unbitume à différentes températures (le temps de séjour est inférieur au temps nécessaire à
l’imprégnation totale)
A la température T2, le bitume comble des vides plus petits mais en comblent moins
qu’à la température T1. Schématiquement, l’augmentation de température induit une
diminution de la distance entre les zones de déchet non imprégnées de bitume et accroît la
taille du réseau dans lequel l’eau pourrait circuler.
Lorsque c’est le temps de contact qui augmente, toute chose égale par ailleurs donc à
fluidité du bitume constante, l’épaisseur de déchet dans laquelle le bitume pénètre augmente.
La figure 83 illustre en coupe deux échantillons traités pendant deux temps de séjour en
températures différents.
différence de
niveaux liée à la
pénétration du bitume
t1 t2t1 < t2<tmax
Figure 83. - Schéma en coupe de deux échantillons de déchets poreux traités par unbitume pendant différents temps de séjour en température (inférieurs au temps nécessaire
à l’imprégnation totale)
Pour le temps de séjour t2, le bitume comble davantage de vides. Schématiquement,
l’augmentation du temps de séjour en température induit une augmentation de la distance
entre les zones de déchet non imprégnées de bitume et réduit la taille du réseau dans lequel
l’eau pourrait circuler.
Pour un rapport liant/déchet donné, il est donc conseillé de traiter les déchets poreux à la
température minimum assurant la fluidité nécessaire à la mise en œuvre du bitume
utilisé et cela pendant un temps de séjour en température suffisamment long pour que le
réseau poreux du déchet soit imprégné au maximum.
201
4.3.3 PERSPECTIVES DES LIANTS BITUMINEUX EN TANT QUEMATRICE DE STABILISATION/ SOLIDIFICATION DE DECHETS POREUX
4.3.1.1 SOLIDIFICATION
La solidification d’un déchet poreux par un bitume est effective si le bitume employé
est suffisamment visqueux à température ambiante.
Elle peut être considérablement améliorée si la compacité du déchet en vrac est augmentée,
par broyage ou par ajout.
4.3.1.2 STABILISATION
Les liants bitumineux sont envisagés comme matrice de « stabilisation/solidification »
essentiellement pour leur propriété de très faible perméabilité à l’eau. Ils sont considérés
comme des matériaux d’étanchéité.
On leur présume une action de matrice imperméabilisante, qui confine les polluants
solubles, plutôt que celle d'une matrice stabilisant chimiquement. Les essais de traitement du
catalyseur usé par un bitume contredise cette hypothèse. En effet, le vanadium est réduit par le
bitume. La propriété de milieu réducteur de ce dernier doit être exploitée pour en faire à
proprement parler une matrice de stabilisation/solidification.
4.4 CONCLUSION
L’étude de la solubilisation d'un déchet poreux brut par des lixiviations dans des
lixiviats d’un liant bitumineux ne permet pas de prévoir a priori l’action de stabilisation de ce
dernier vis-à-vis du déchet considéré.
Seuls les essais de traitement et, notamment, l'observation du fluage pendant
quelques jours et la détermination de la capacité d'absorption en eau du déchet traité
permettent d'orienter le choix du liant bitumineux et celui du procédé à adopter.
Concernant la stabilisation, d’après nos résultats expérimentaux, le bitume est
susceptible de réduire certains éléments. La stabilisation pourrait donc être effective si les
éléments considérés sont sous forme oxydée initialement et si leur forme réduite présente
une solubilité moindre dans les solutions de lixiviation.