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Prénom NOM - Organisme Page 1/x
TITRE RÉSUMÉ DE LA PRÉSENTATIONRICHELIEU – 01 au 03 octobre 2013
LES PLÉNIÈRES 2013Sciences et techniquesdu Génie Civil JOURNÉES
GÉOTECHNIQUERICHELIEU – 01 au 03 octobre 2013
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GÉOTECHNIQUE
Valorisation de co produits industrielsen géotechnique : les laitiers sidérurgiques
Samyr EL BEDOUICETE EST-LRPC Nancy
Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
Samyr EL BEDOUI – CETE EST / LRPC NANCY
Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
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GÉOTECHNIQUE
Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
Samyr EL BEDOUI – CETE EST / LRPC NANCY
Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
Modes de production – Terminologie - Gisement
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GÉOTECHNIQUE
Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
Samyr EL BEDOUI – CETE EST / LRPC NANCY
Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
Modes de production – Terminologie - Gisement
1
Filière “Haut-fourneau - Aciérie de convertisseur à oxygène LD ou LWS"
Filière “Aciérie électrique"
Matières premières:• Minerai *, Coke• Gravier, Calcaire
Fonte
Laitier de haut fourneau (LHF) cristallisé ou granulé
Acier brut
Laitier d‘aciérie de convertisseur à oxygène(LAC) (procédé LD ou LWS)
Matières premières :• Ferrailles
Acier brut
Laitier d‘aciérie électrique (LAFE)
Formation des laitiers sidérurgiques
*) :hématite ou phosphoreux
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GÉOTECHNIQUE
Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
Samyr EL BEDOUI – CETE EST / LRPC NANCY
Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
Modes de production – Terminologie - Gisement
ArcelorMittalDunkerque
ArcelorMittalFlorange
ArcelorMittalFos / Mer
Dillinger Hüttenwerke Dillingen
Saint Gobain PAMPont à Mousson
Source : FFA (Fédération Française de l ’Acier)
AscométalLes Dunes
AscométalHagondange
UgitecUgine
AscométalFos/mer
: Haut-fourneaufonte
: Haut-fourneau etAciérie convertisseur LDPlats carbone
: Four électriqueLong Aciers spéciaux et inox
: Four électriqueLong Aciers courants
Iton SeineBonnières/Seine
ALPA Porcheville
SAMMonterau
Celsa France Boucau
SAM Neuves Maisons
LMETrith St Léger
Eperam AlloysImphy
: Four électriquePlat inox et alliage
: Four électriquePlaques spéciales
ErasteelCommentry
Aubert&DuvalLes Ancizes
Aubert&DuvalFirminy
Industeel FranceChateauneuf
Industeel FranceLe Creusot
WINOA Le Cheylas
: Four électriqueTôles électriques
ArcelorMittalDunkerque
ArcelorMittalFlorange
ArcelorMittalFos / Mer
Dillinger Hüttenwerke Dillingen
Saint Gobain PAMPont à Mousson
Source : FFA (Fédération Française de l ’Acier)
AscométalLes Dunes
AscométalHagondange
UgitecUgine
AscométalFos/mer
: Haut-fourneaufonte
: Haut-fourneau etAciérie convertisseur LDPlats carbone
: Four électriqueLong Aciers spéciaux et inox
: Four électriqueLong Aciers courants
Iton SeineBonnières/Seine
ALPA Porcheville
SAMMonterau
Celsa France Boucau
SAM Neuves Maisons
LMETrith St Léger
Eperam AlloysImphy
: Four électriquePlat inox et alliage
: Four électriquePlaques spéciales
ErasteelCommentry
Aubert&DuvalLes Ancizes
Aubert&DuvalFirminy
Industeel FranceChateauneuf
Industeel FranceLe Creusot
WINOA Le Cheylas
: Four électriqueTôles électriques
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GÉOTECHNIQUE
Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
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Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
(Une parenthèse Historique) Source : le laitier de h aut fournea u (J Alexa ndre &
JL Sebileau, 1 988
1. L' « ancêtre » romain du haut fourneau
2. et 3. L' « ancêtre » du laitier
1.
2.
3.
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Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
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Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
1739 : utilisation des « scories de forge » comme granulat d’adjonction au mortier à maçonner par M. FOREST de BELIDOR, général d’artillerie et ingénieur français dans son ouvrage sur les travaux de fortification. 1828 : John PAYNE brevète un procédé de fabrication de blocs (jusqu’à 3 tonnes) pour la construction de digues de rivières et canaux. En 1853 : CUNNINGHAM découvre le principe de la granulation et LANGEN celle des propriétés hydrauliques en 1862. Suit la découverte de la laine de laitier en 1880 aux Etats-Unis.
1885 : utilisation comme ballast de voies ferrées 1890 : on manufacture les premiers ciments au laitier en France 1903 : réalisation d’une section de la route Nottingham/Radcliff et d’une route du Bois de Boulogne en Tarmacadam à base de laitier. 275 000 tonnes de ce tarmacadam ont été produites en 1948. 1920 : fabrication industrielle de briques de laitier 1955 : naissance des graves-laitiers
Depuis 1960, la France est de façon incontestable le leader de l’utilisation du laitier en assises de chaussée. Utilisé couramment dans les enrobés ou pour les bétons prêts à l’emploi.
(Une parenthèse Historique)
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GÉOTECHNIQUE
Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
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Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
La démarche de valorisation Une approche
technique régionale
CETE – Producteurs – Entreprises de TP – MOA et
MOE
2010
Une approche d'évaluation environnementale globale et
nationale
Une approche environnementale
spécifique et nationale
2011 2012
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Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
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Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
LHF LAC LAFE Basalte Grès Calcaire[%] [%] [%] [%] [%] [%]
CaO 40 49 26 10 3 53CaO libre 6 <1 SiO2 37 14 13 51 67 3MgO 9 3 5 6 2 1Al2O3 10 2 6 14 14 < 1Fe total 1) < 1 18 26 9 4 < 1MnO < 1 3 5 < 1 < 1 < 1K2O < 1 1 2 <1Na2O < 1 2 3 <1S total 1 TiO2 1 2 1 < 1P2O5 2 < 1 < 1 < 1 < 1Cr2O3 1 2 < 1 < 1 < 1CO2 41
1) Somme Fe total : Femet. + FeO + Fe2O3 Source : FehS Duisburg
(Données en % massique)
LHF LAC LAFE Basalte Grès Calcaire[%] [%] [%] [%] [%] [%]
CaO 40 49 26 10 3 53CaO libre 6 <1 SiO2 37 14 13 51 67 3MgO 9 3 5 6 2 1Al2O3 10 2 6 14 14 < 1Fe total 1) < 1 18 26 9 4 < 1MnO < 1 3 5 < 1 < 1 < 1K2O < 1 1 2 <1Na2O < 1 2 3 <1S total 1 TiO2 1 2 1 < 1P2O5 2 < 1 < 1 < 1 < 1Cr2O3 1 2 < 1 < 1 < 1CO2 41
1) Somme Fe total : Femet. + FeO + Fe2O3 Source : FehS Duisburg
(Données en % massique)
Caractéristiques chimiques
Ordres de grandeur
Risque d'expansion volumique
MVR élevée
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Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
LHFFraiche prod
LACLAFELHF crassier
Eruptifs Silico Calc
Calcaires
Caractéristiques mécaniques
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Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
Domaines d'emploi en technique routière (LHF)Utilisation généralisée :- traitée & non traitée- traitée au LH / CEM / Hydrocarboné
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Domaines d'emploi en technique routière
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Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
Précautions d'emploi
Matériaux frottants == > forte énergie de compactage
Porosité importante == > « surconsommation » de bitume
Teneur en CaO et MgO libre pour les LAC (et peu les LAFE) – ne concerne pas les LHF
Essai d'expansion (LRNancy) Gonfle sur chantier Absence/lacune de drainage
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Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
Prescriptions environnementales
Type 1
Type 2
Type 3
Extrait guide SETRA
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Valorisation des laitiers sidérurgiques en géotechnique
LHF : un exemple réussi de valorisation industrielleEN 12620 Granulats pour béton
EN 13043 Granulats pour mélanges hydrocarbonés et pour enduits superficiels utilisés dans la construction des chaussées, aérodro-mes, et d ’autres zones de circulation
EN 13055 Granulats légers
EN 13139 Granulats pour mortiers
EN 13242 Granulats pour matériaux traités aux liants hydrauliques et matériaux non traités utilisés pour les travaux de génie civil et pour la construction des chaussées
EN 13383 Enrochements
EN 13450 Granulats pour ballasts
EN 13285 Graves non traitées
EN 14227-2 Mélanges traités aux liants hydrauliques
(Dillingen - ALL)
Nouvel enjeu :Qualifier cette valorisation dans le concept d'économie circulaire= > une nouvelle certification ?
Circular Economic report
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LAC : des perspectives d'optimisationLimites d'emploi liées à la teneur en CaO et MgO libre
Inertage au stockage(Auriol & al, 2002 – Da Silveira & al, 2005)
Techniques inadaptées
Elaboration – formulation(Rayssac & al, 2009)
Mélange LAC (LLD) et matériaux inertes
Travail sur formules discontinues(en cours...)
Améliorer la caractérisation(AGREGA, 2008-2013)
Adapter l'emploiEn enduits ou couche de roulement :=> couche facile en reprise=> enrobés => imperméabilité
En terrassement :=> utilisation en traitement de sols
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Merci de votre attention
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439 (18,9%)155 (6,7%)19(0,8%)
3(0,1%)
1714 (73,5%)
2009
Total = 2 328 996 tonnes
Granulats (LHF cristallisé)
Ciments et LHR (LHF vitrifié)
En graves-laitier (LHF vitrifié))
En stock
Autres
Unité = KT
439 (18,9%)155 (6,7%)19(0,8%)
3(0,1%)
1714 (73,5%)
2009
Total = 2 328 996 tonnes
Granulats (LHF cristallisé)
Ciments et LHR (LHF vitrifié)
En graves-laitier (LHF vitrifié))
En stock
Autres
Unité = KT
27 (2%)144 (9%)
119 (7%)
259 (16%)
30 (2%)
1 011 (64%)
2009
Total = 1 590 760 tonnes
27 (2%)144 (9%)
119 (7%)
259 (16%)
30 (2%)
1 011 (64%)
2009
Total = 1 590 760 tonnesTP
Construction (béton)
Travaux hydrauliques
En stock
En CET
Recyclage interne
AutresUnité = KTSource :
TP
Construction (béton)
Travaux hydrauliques
En stock
En CET
Recyclage interne
AutresUnité = KTSource :
Quelques chiffres....