Guides opérationnels Valorisation des sédiments de …€¦Le guide des terrassements routiers (GTR) Le GTR permet de réaliser une caractérisation géotechnique des sédiments

Guides opérationnels

Valorisation des sédiments de

dragage

Journées Nationales sédiments 19 novembre 2015

Pr. ABRIAK Nor-Edine Directeur Adjoint du LGCgE

Yannick MAMINDY-PAJANY

Route Freycinet 12

Plan de la présentation

1. Généralités et pratiques actuelles

2. Objectifs des guides

3. Présentation de la méthodologie

4. Phase 1: Caractérisation

5. Phase 2: Etude en laboratoire

6. Phase 3: Etude terrain

7. Résumé de la méthodologie

Plate-forme support de chaussée (PF)

Assise ou corps de chaussée

Sol support

Couches de surface

Couche de fondation

Couche de base

Couche de roulement

Couche de liaison

≈ 1 m : PST

Couche de forme

1. Généralités et pratiques actuelles (1/4)

Structure d’une chaussée

Valorisation des sédiments de dragage en

couches de forme ou d’assise

Conditions préalables à l’utilisation de matériaux alternatifs en technique routière :

- Caractéristiques géotechniques compatibles avec l’utilisation visée (Guide des Terrassements Routiers, GTR)

- Caractéristiques environnementales compatibles avec le guide méthodologique « Acceptabilité de matériaux alternatifs en techniques routières » (SETRA, 2011)

Cadre méthodologique


Le guide des terrassements routiers (GTR)

Le GTR permet de réaliser une

caractérisation

géotechnique des sédiments

Essais Normes Teneur en matière organique

(par calcination)

XP P94-047

Granulométrie (par voie humide) XP P94-041

Granulométrie (par sédimentation) NF P94-057

Valeur au bleu de méthylène NF P94-068

Limites d’Atterberg :

Limite de liquidité à la coupelle de Casagrande

Limite de plasticité au rouleau

NF P94-051

Limites d’Atterberg :

Limite de liquidité au cône de pénétration

NF P94-052-1


Conformité des

analyses sur brut

et des essais de

lixiviation

Conformité des essais

de percolation

Etudes spécifiques

Valorisation en

technique routière Autre filière Stockage

Valorisation en

technique routière

Valorisation en

technique routière Autre filière Stockage

Conforme ( < aux valeurs seuils)

Conforme

Non Conforme

Niveau 1

Niveau 2

Niveau 3

Non Conforme ( > aux valeurs seuils )

Non Conforme

Non Conforme Conforme

Le guide SETRA (2011)


2. Objectifs du guide méthodologique : route

• Fournir une méthodologie adaptée pour la valorisation des

sédiments de dragage en technique routière

• Fixer les procédures à suivre, les essais à réaliser dans le

cadre des études de faisabilité en laboratoire et sur terrain

• Permettre la mise en place d’un référentiel commun pour

la valorisation des sédiments de dragage en technique

routière

3. Présentation de la méthodologie

Phase 1 : Caractérisation

Connaissance du gisement de sédiments

Etude d’impact du projet

Phase 2 : Etude en laboratoire

Formulation du matériau routier

Réalisation de planches expérimentales en laboratoire

Phase 3 : Etude de terrain

Réalisation de plots expérimentaux ou de prototypes sur le terrain

Evaluation des performances mécaniques

Evaluation de l’impact environnemental

Validation de la faisabilité technique et

environnementale

4. Phase 1: Caractérisation (1/4)

Gisement de

sédiments

Plan d’échantillonnage

Dangerosité des

sédiments ?

Présence de

radionucléides ?

Sédiment non dangereux

non radioactif

Oui

Non

Non

Oui

Elimination

Elimination

Directive Cadre Déchets

n° 2008/98/CE du 19/11/2008

Circulaire VNF

Circulaire du 14 juin 2000

Code de l’environnement (L.542-1-1)

Code de la santé publique (R.1333-2)

Dangerosité et radioactivité


Gisement de sédiments

non dangereux non

radioactifs

Préconisations techniques et environnementales pour la réalisation du projet

Analyses

environnementales

Test de lixiviation

Test de percolation

Analyses

physiques

Teneur en eau

Masse volumique

Texture

Matière organique

Analyses

géotechniques

Limites d’Atterberg

Argilosité

Granulométrie

Analyses

minéralogiques

DRX

Microscopie

Fluorescence X

Analyses

mécaniques

Essai Proctor

Essai IPI

Evaluation des caractéristiques géotechniques et mécaniques

(préconisations techniques)

Evaluation de l’impact

environnemental

(préconisations environnementales)

Analyses chimiques

Métaux, HAP, PCB,

TBT, BTEX,

Hydrocarbures

Analyses complémentaires


Evaluation des risques environnementaux et

sanitaires

Etude d’impact

Caractérisation de l’état

initial du site récepteur

Caractérisation de

l’impact

environnemental

(transfert de polluants et

écotoxicité)

Caractérisation du

risque sanitaire

Sélection du site

récepteur

Code de l’environnement

(articles L.122-1 et suivants

et R122-1 et suivants)

Contenu de l’étude d’impact (article R122-5)

Impact du projet de valorisation


Préconisations techniques, environnementales et

sanitaires

Caractérisation approfondie

Finalisation et validation du

projet

Etude d’impact du projet de

valorisation

Gisement de

sédiments

Dragage ou transport des

sédiments puis dépôt sur site

de transit ou de traitement

Rubriques ICPE

2517 transit, regroupement ou tri de déchets inertes

2516 transit, regroupement ou tri de déchets non dangereux

2718 transit, regroupement ou tri de déchets dangereux

2790 installation de traitement de déchets dangereux

2791 installation de traitement de déchets non dangereux

Autre filière Non

Oui

Lancement de l’étude de faisabilité

Finalisation de la phase 1

Présentation de la méthodologie












environnementale

5. Phase 2: Etude en laboratoire (1/3)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100 1000

Passan

t (%

)

Diamètre en µm

Chaux vive

Liant hydraulique

Sediment

Sable de dragage

Mélange

- Correcteur granulométrique

- Liant hydraulique (ciment)

- Chaux vive

Elaboration du matériau routier

Constituants du matériau routier :

L’étude de formulation permet

d’optimiser la proportion de

chaque constituant du

matériau routier

Confection des éprouvettes


Réalisation d’éprouvettes

Evaluation des performances mécaniques:

Portance

Performances à court et long terme

Acceptabilité environnementale (SETRA, 2011) :

Essai de lixiviation (NF EN 12457-2)

Essai de percolation (NF CEN/TS 14405)

Matériau routier

Planche support (Béton)

Couche de forme

Couche de fondation

Couche de base

Ép

ais

seu

r d

e la c

hau

ssée (

H)

Ca

rott

ag

e

Couche de roulement

Ea

u d

e r

uis

se

lle

me

nt

Eau de percolation

Suivi des performances

mécaniques

Eau infiltré

Simulateur de pluie

Suivi de la qualité

physico-chimique

des eaux


Réalisation d’une planche expérimentale

Prélèvement pour analyses

Présentation de la méthodologie












environnementale

• Surface minimale de 100 m2 pour une structure de chaussée

• Ouvrage étanchéifié en fond et sur les bords

• Dispositifs de récupération des eaux de percolation et de

ruissellement

6. Phase 3: Etude terrain (1/4)

Réalisation d’un ouvrage expérimental

Guide de conception et de suivi des plots expérimentaux et

d’essais lysimétriques (ADEME, 2010)

• Suivi mécanique : étude de portance à l’aide de

mesures de déflexion (7, 60, 360 jours)


Suivi in situ de l’ouvrage expérimental

Prélèvement des eaux de percolation


Suivi de la qualité des eaux

Prélèvement des eaux souterraines

Analyses physico-chimiques en laboratoires (polluants, pH, conductivité, éléments majeurs, etc.)

• Deux campagnes de carottage (60 et 360 jours)

• Suivi mécanique : Essais de compression simple, de

traction et détermination du module d’élasticité

• Suivi environnemental: Essais de lixiviation sur

échantillons broyés suivant la norme NF EN 12457-2.

L’évaluation de l’acceptabilité environnementale du

matériau routier est réalisée à l’aide du guide SETRA

(2011).


Essais spécifiques après carottage

7. Résumé de la méthodologie:route

Préconisations techniques, environnementales et sanitaires

Caractérisation approfondie

Finalisation et validation du projet

Etude d’impact du projet de

valorisation

Gisement de sédiments


Autre filière Non

Réalisation d’éprouvettes Réalisation de planches expérimentales

Analyses mécaniques et environnementales Elimination

Conception et instrumentation

d’un ouvrage expérimental

Suivi mécanique et environnemental

de l’ouvrage

Suivi de la qualité des eaux souterraines

du site récepteur Elimination

Non

conformes

Non

conformes

Validation de la faisabilité technique et environnementale

Phase 1

Phase 2

Phase 3

CARACTERISATION

LABORATOIRE

TERRAIN

Conclusion et synthèse:

Route , béton et Eco modelé

1. Problématique (2/4)

Caractéristiques de la colonne d’eau

Constituants sédimentaires

Composante biologique

Différents Processus

Physiques / chimiques / biologiques

Dégradation

abiotique diffusion

Remise en suspension sédimentation

Transfert

alimentair

e

filtrage

désorption

adsorption

agrégation

dissolution

complexatio

n

Eau

Organismes

vivants

sédiments

bioturbation

absorption

adsorption

désorption

excrétio

n

biodégradati

on

Interactions sédiment/contaminants


Devenir des sédiments de dragage

• Selon la circulaire du 4 juillet 2008, « les sédiments de dragage non

dangereux peuvent en fonction de leur composition… » faire l’objet

de :

- Régalage sur terrains riverains ou épandage sur parcelles agricoles

ou la mise en terrain de dépôt

- Remblaiement de carrière lorsque les sédiments sont considérés

comme inertes ou la valorisation pour la réalisation de travaux

d’aménagement

Scénarii possibles sous réserve que le maître

d’ouvrage démontre l’innocuité environnementale au

regard de l’usage envisagé.


Cadre méthodologique

• A ce jour, le mode de justification de l’innocuité environnementale n’est pas

précisé par un texte réglementaire ou un guide « officiel ».

• Le guide méthodologique SETRA (2011), relatif à la valorisation des

déchets en technique routière, ne prend pas en compte les spécificités des

sédiments de dragage.

• D’un point de vue normatif (et non réglementaire), la norme NF EN

12920+A1 propose une méthodologie pour démontrer l’innocuité

environnementale d’un sédiment dans un scénario de valorisation.

•La norme NF EN 12920+A1 préconise entre autres la caractérisation des

matériaux avant et après traitement, la mise en place et le suivi du scénario

de valorisation au laboratoire et/ou sur le terrain, la modélisation du

transfert des polluants et la validation de modèles.

- Proposer aux gestionnaires une méthodologie opérationnelle

permettant de répondre aux exigences réglementaires en matière

de valorisation des déchets en s’appuyant sur la norme NF EN

12920+A1.

- Proposer des solutions opérationnelles aux gestionnaires ou

détenteurs de sédiments de dragage via la réalisation d’un ouvrage

de terrain dans des conditions environnementales maîtrisées

- Démontrer la faisabilité environnementale de la valorisation de

sédiments de dragage dans différents scénarii d’usage afin de faire

évoluer le cadre réglementaire

Objectifs

2. La démarche SEDIMATERIAUX (1/2)

Méthodologie

2. La démarche SEDIMATERIAUX

(2/2)

Sédiment de dragage

PH

AS

E 1

CA

RA

CT

ER

ISA

TIO

N

PH

AS

E 2

LA

BO

RA

TO

IRE

PH

AS

E 3

TE

RR

AIN

Analyses complémentaires SEDIMATERIAUX

Caractérisations réglementaires

Sélection de la filière de valorisation et des

applications envisageables

Conception et instrumentation

d’un ouvrage terrain

Suivi mécanique et

environnemental

de l’ouvrage

Suivi de la qualité des eaux

souterraines du site

récepteur

Validation de la faisabilité technique,

mécanique et environnementale en conditions

réelles

Démarches et études préalables

Etude de formulation

Analyse des éprouvettes Conception et suivi de

planches expérimentales

Validation de la faisabilité mécanique et environnementale de

l’usage visé en conditions contrôlées

• Méthodologie élaborée à

partir de la norme NF EN

12920+A1

• Méthodologie

comprenant 3 phases

cumulatives et

dépendantes

• Méthodologie permettant

d’aboutir à la réalisation

d’un ouvrage opérationnel

3. Phase 1 : Caractérisation

(1/2)

Elaboration d’un plan

d’échantillonnage

Traitement

possible?

Caractérisations réglementaires

17 05 06 17 05 05*

Installation de stockage de

déchet dangereux (ISDD) Non

Oui

Traitement (hors stabilisation)

Caractérisations complémentaires

Ports ou canaux

nécessitant un dragage

Evaluation des critères de

dangerosité Analyses de radionucléides

Classification des boues de dragage selon le référentiel de la loi sur les

déchets

Caractérisations complémentaires

Analyses

environnementales

Test de lixiviation

Test de percolation

Analyses physiques et

géotechniques

Teneur en eau, Matières sèches,

Granulométrie, Masse volumique,

Teneur en matière organique,

Valeur au bleu de méthylène,

Limites d’Atterberg

Analyses

minéralogiques

DRX

Microscopie

Fluorescence X

Analyses mécaniques

Essai Proctor

Essai IPI

Essai Œdométrique

Essai Triaxial

Essai de perméabilité

Analyses chimiques en

contenu total

Polluants inorganiques,

BTEX, HAP, HCT, PCB,

TBT

Caractéristiques compatibles

avec l’usage visé ?

Oui

Non

Installation

traitement

Elimination Caractéristiques

environnementales

acceptables ?

Sélection des gisements valorisables

Oui

Non


Autre filière

3. Phase 1 : Caractérisation

(2/2)

ABANDON

Conception et suivi de planches expérimentales

Etude de faisabilité en laboratoire

Etude de formulation

Performances

mécaniques

acceptables ?

Caractéristiques

environnementale

s acceptables ?

Caractéristiques

mécaniques et

environnementales

conformes aux attentes ?

Phase 3 : Ouvrage terrain

Elaboration du matériau

Oui

Oui

Non

Non

Non

Oui

4. Phase 2 : Laboratoire (1/1)

Passage par une installation de

transit/regroupement existante

Sécurisation de

l’ouvrage

Démarches et études préalables

Plateforme de prétraitement

identifiée?

Site récepteur identifié ?

Ouvrage terrain

Abandon du

projet

Obtention

d’un matériau

pelletable

Risques sanitaires et

environnementaux

acceptables ?

Etude d’impact du projet de valorisation

Caractérisation

de l’état initial

du site

récepteur

Caractérisation

de l’impact

environnemental

Caractérisation

du risque

sanitaire

Non

Oui

Non

Utilisation d’une

plateforme mobile sur

site récepteur (régime

ICPE)

Oui

Oui

Non

Non

5. Phase 3 : Ouvrage terrain

(1/2)

Validation de la faisabilité technique, mécanique et

environnementale du projet en conditions réelles

Conception de l’ouvrage

Etude de faisabilité sur le terrain

Instrumentation

ABANDON

Performances

mécaniques

acceptables ?

Impact

environnemental

acceptable ?

Non

Oui

Oui

Non

Suivi mécanique et environnemental sur 12 mois

5. Phase 3 : Ouvrage terrain

(2/2)

6. Conclusions (1/2)

• Une méthodologie permettant de réaliser une étude spécifique

multi-échelle pour évaluer l’innocuité environnementale d’un

sédiment dans différents scénarios de valorisation

• La phase 1 : obtention de la carte d’identité du sédiment et

orientation des études de faisabilité en laboratoire

• La phase 2 : Etude de la faisabilité de la valorisation pour un usage

donné

• La phase 3 : Réalisation d’un ouvrage terrain et de de la faisabilité

technique et environnementale de la filière de valorisation à

l’échelle terrain

6. Conclusions (2/2)

Méthodologie

opérationnelle pour trois

filières de valorisation :

- Eco-modelés paysager,

- Sous couches routière,

- Blocs béton.

Merci de votre attention

Financeurs de la démarche SEDIMATERIAUX

Merci de votre attention

Route du Freycinet 12 (Grand Port Maritime de Dunkerque)

réalisée à base de sédiments marins

Documents

Guides opérationnels Valorisation des sédiments de …€¦Le guide des terrassements routiers (GTR) Le GTR permet de réaliser une caractérisation géotechnique des sédiments