Academic literature on the topic 'Mâchefers'

Des tests d’indentation instrumentée ont été effectués sur des particules isolées de Mâchefers d’Incinération de Déchets Non Dangereux (MIDND) provenant des carrières de la Garenne à Vignoc (Bretagne, France). Deux indenteurs sphériques en carbure de tungstène de rayon respectifs 0,5 et 140 mm ont été utilisés pour les séries de tests «A» et «B». Les particules étudiées ont des diamètres variant entre 20 et 25 mm. Avec un indenteur de rayon 0,5 mm, des modules élastiques réduits moyens variant de 15 à 68 GPa ont été trouvés. Un module élastique réduit moyen de 15 GPa a été trouvé avec l’indenteur de rayon 140 mm.

L'approvisionnement en granulats devenant, dans certaines régions, de plus en plus problématique, il est nécessaire de trouver des alternatives à l'emploi de matières premières naturelles. Pour cela, les mâchefers d'incinération d'ordures ménagères (M. I. O. M. ), compte tenu de leurs qualités géotechniques et des essais déjà réalisés dans ce domaine, semblent représenter un substitut convenable. Cependant, les M. I. O. M. Relèvent des déchets et sont de ce fait régis par des réglementations destinées à protéger l'environnement. C’est avec le double objectif de contribuer à améliorer la disponibilité des granulats, tout en valorisant des déchets non toxiques pour l'environnement, que nous avons effectué ce travail. Pour cela, nous avons choisi une approche différente des études déjà menées. Elle consiste en une analyse systématique des différentes classes granulaires de mâchefers de diverses provenances. Nous en avons déduit que les M. L. O. M. Se présentaient sous deux catégories (0-4 mm et 4-20 mm) de comportements différents. De ces deux catégories, seule celle de granulométrie 4-20 mm correspond toujours aux recommandations d'utilisation décrites dans la circulaire du 9 mai 1994 du Ministère de l’Environnement. C'est pourquoi, nous avons mis au point deux traitements permettant la substitution des graviers par des mâchefers. Le premier consiste en un traitement par un liant hydraulique permettant l'utilisation des M. I. O. M. Dans la confection d'enrobés bitumineux. Le second a permis de rendre possible l'utilisation des M. I. 0. M. Dans la formulation de bétons de classe moyenne (B25). Cependant, dans ce cas il est nécessaire d'éliminer l'aluminium métal pouvant être présent dans les M. I. O. M.
Nowadays, the availability of natural aggregates becomes an important problem for industrialized countries. To answer to this problem, new synthetic aggregates have to develop. In this way, MSWI residues can be used: they present good geotechnical qualities, and former data showed that MSWI bottom ash represented a possible substitute. However, MSWI bottom ash is a waste and depends upon regulations which protect the environment. MSWI bottom ash coarser than 20 mm contains exclusively large unburnt and ferrous elements. Therefore, it was chosen to valorize the particles smaller than 20 mm. A systematic study of leachability and toxicity of various particle sizes present in this phase, was carried out. The results obtained showed that two main categories could be considered: sand (0-4 mm), and gravel (4-20 mm). They presented different physico-chemical behavior and only gravel met the French environmental regulations, without any pretreatment. It is the reason why we tried to use MSWI bottom ash as replacement of natural gravel. In order to improve mechanical strength of bottom ash allow its use in asphalt concrete, it was necessary to develop a treatment based on hydraulic binders. Another way of valorization was the elaboration of concrete for the building industry. In this case, it was necessary to eliminate the metal form of aluminum by a specific treatment. Once this problem solved, the 28-day concrete strength reached 25 MPa

Pour améliorer les conditions de la mise en oeuvre d'un brevet relatif à l'épuration des lixiviats de décharge par les mâchefers d'incinération d'ordures ménagères (Mia1). Des études de laboratoire. Ayant pour but de mettre en évidence les propriétés des MIOM ont été réalisées avec des solutions contenant des polluants plus ou moins bien identifiés (phénol. Rouge Congo. Lixiviats…). Toul d'abord, des éludes en flacons fermés, consacrées aux propriétés d'adsorption des MIOM, ont montré que : - les isothermes d'adsorption s'apparentent étroitement à l'isotherme de FREUNDLICH; - l'adsorption en deux étapes mobilise vraisemblablement des sites de types différents ; la première étape correspond apparemment à une adsorption préliminaire très rapide d'une quantité de polluant qu'il est commode d'assimiler pour décrire de manière ultérieure la seconde étape, à une concentration initiale non nulle en phase solide. Ensuite, les effets épurateurs des MIOM secs sur des polluants considérés ont été étudiés dans des colonnes en écoulement continu afin de se rapprocher plus nettement des conditions observées en vrai grandeur lorsqu'on déverse des lixiviats de décharge sur un tas de mâchefers. Toutes proportions gardées, en raison de la relativement faible capacité d'adsorption du matériau. Il a fallu en particulier examiner attentivement les questions posées par le "mouillage" de la colonne au cours duquel une fraction importante de la capacité est mobilisée. Enfin. En utilisant les isothermes et les cinétiques d'adsorption. Nous avons tenté de modéliser la percolation de polluants divers sur MIOM, matériau hétérogène par excellence. En faisant appel de manière justifiée à la notion d'Intervalle de confiance. Classique en statistique mathématique. Nous avons pu finalement obtenir dans tous les cas. Au prix de l'ajustement de certains paramètres, des profils de concentrations calculées en sortie de colonne, peu éloignés des profils expérimentaux. De tels résultats laissent bien augurer de la poursuite de recherches analogues ayant trait à la pollution des sols par les lixiviats de décharge
The aim of this thesis is to improve the practice of an invention concerning landfill leachate treatment by municipal solid waste incinerator residue (MSWIR). Laboratory experiments for the determinalion of MSWIR properties were carried out on solutions containing more or Jess identified pollulanls (phenol. Congo red. Leachate. . . ). First of all, batch studies in sealed flasks on the adsorbent characteristics of MSWIR have shown that: - the FREUNDLICH isotherm equation provides a reliable description of the isotherm data: - adsorption involves two stages and surely different types of sites: the first stage is more likely due to a quite rapid preliminary adsorption of a quantity of pollutant: for the description of the second stage, it is convenient to assimilate this rapidly adsorbed quantity to an initial solid phase concentration not equal to zero. Next, the removal performances of dry MSWIR for the considered pollutants were studied in continuous flow columns. This was dona in order to be as close as possible to conditions encountered in full scale operations where MSWIR heaps are sprinkled with landfill leachate. According lo the relatively weak adsorption capacity of the material, it was necessary to examine carefully the "wetting" of the column. Stage during which an important fraction of the adsorption capacity is spent. Lastly, we tried a mathematical model taking into account the percolation of pollutants through MSWIR a quite heterogeneous material. Parameters derived from batch-reactor isotherm and kinetic studies were incorporated. In this predictive model. Referring to the very classical confidence interval statistical notion. We finally obtained calculated concentration-time profiles for the continuous flow system quite close to the experimental ones by the adjustment of certain parameters. These results forecast well the undertaking of similar research work related to soil pollution by landfill leachate

La thèse s’inscrit dans le cadre du projet Européen nommé Refina visant le développement des procédés innovants pour le traitement de la fraction fine de mâchefers provenant des incinérateurs de déchets ménagers. En effet, la fraction fine de ce résidu de l’incinération de nos ordures ménagères n’est pas valorisée en Europe principalement en raison de son contenu important en métaux lixiviables. En parallèle, la diminution surfaces disponibles pour son enfouissement, le coût de celui-ci ainsi que l’augmentation des consommations de métaux et de sable ont poussé à s’intéresser à ce résidu. Il présente, en effet, des concentrations en certains métaux, tels que le cuivre, proches des minerais à basse teneur aujourd’hui exploités (environ 0,3 wt%) et sa granularité est déjà réduite à celle d’un sable (inférieure à 2 mm).Les partenaires du projet ont travaillé sur trois grandes voies de valorisation de ce résidu pour étudier la faisabilité de réemploi de ce solide : la concentration physique des métaux, la valorisation du solide dans des bétons alvéolés et le développement d’un procédé hydrométallurgique pour la récupération des métaux d’intérêt. C’est cette dernière partie qui constitue ce projet de thèse. Après caractérisation du solide brut, le choix des métaux d’intérêt s’est porté en priorité sur le cuivre, puis le zinc. Dans le les fractions concentrées issues de séparation physique, la récupération du nickel et de l’argent pourraient être envisagés.Ainsi, en premier lieu, la fraction brute issue du procédé d’incinération a été traitée par voie hydrométallurgique avec des contraintes fortes concernant notamment les volumes importants à traiter ainsi qu’une abondance d’éléments accompagnateurs divers et de minéraux carbonatés. Dans une seconde partie de la thèse, le procédé hydrométallurgique a été adapté à l’emploi de matériaux préconcentrés en cuivre par voie physique en entrée du procédé développé dans la première partie de la thèse. Enfin, une dernière partie concerne l’analyse environnementale et économique du procédé complet développé dans le cadre du projet Refina. L’objectif de cette partie est d’estimer le les éventuelles bénéfices environnementales et économiques du procédé développé et également identifier les leviers d’amélioration. Le rendement de la lixiviation du cuivre et du zinc peut atteindre respectivement 90 et 70 % que ce soit à partir du mâchefer brut ou du mâchefer concentré. Ces éléments sont ensuite récupérés sous forme de cuivre métallique dont la pureté excède les 99,6 % avec l’argent comme impureté majeure et sous forme ZnAl2O4 pour le zinc. L’analyse environnementale et économique montre que la valorisation des mâchefers dans les bétons est la voie de valorisation la plus économiquement viable mais permet également de créer un réel impact positif sur l’environnement . La valorisation des métaux par voie hydrométallurgique en plus de la valorisation dans les bétons représente un coût économique plus important mais permet de générer davantage d’impacts positifs sur l’environnement notamment dans les catégories d’impacts liées à l’appauvrissement en ressources
The thesis is part of a European project called Refina focused on the development of innovative processes for the valorization of the fine fraction of municipal waste incinerator bottom ashes. Indeed, the fine fraction of this residue issued from the incineration of our household waste is not valorized in Europe, mainly due its high content in leachable metals. At the same time, the surface of sites available for its landfilling decreases and the landfill costs increase. Moreover, the increase in metals and sand consumption has prompted the interest in this residue, which presents concentrations of certain metals such as copper close to the currently mined low-grade ores (around 0.3 wt%).The project partners worked on three different alternatives of this fine fraction valorization in order to evaluate their feasibility: the physical concentration of metals, the valorization of the solid in lightweight concretes (LWC), and the development of a hydrometallurgical process for recovery of metals of interest. It is this latter part that constitutes the project of this thesis. After characterization of the raw solid, the choice of metals of interest was focused first on copper, followed by zinc. In the case of the concentrated fraction provided by the project partners, nickel and silver recovery could be envisaged too.Firstly, the raw fraction issued directly from the incineration facility was processed by hydrometallurgy with severe constraints regarding the volumes to be treated and the abundance of various accompanying elements and carbonate minerals. In the second part of the thesis, the hydrometallurgical process was adapted to the use of physically pre-concentrated materials at the entry of the process. Finally, the environmental and economic analysis of the complete process developed by all the partners within the Refina project was carried out. The aim is to assess the environmental and economic benefits of the process and identify the areas for improvement. Copper and zinc leaching yields as high as 90% and 70% have been reached respectively both for the raw or the concentrated bottom ashes. Both elements are then recovered under the form of copper metal with a purity of over 99.6%, silver being its major impurity, and as ZnAl2O4 for zinc. Environmental and economic analysis shows that the direct valorization of the fine fraction in concrete is the most economically viable method but has no significant positive impacts on the environment. On the contrary, the recovery of metals in addition to the use of the light mineral fraction in concrete represents a higher economic cost, but generates a greater positive impact on the environment, notably in the resource scarcity impact categories

La perennisation de la filiere de valorisation des miom en techniques routieres necessite actuellement d'ameliorer leur durabilite geotechnique. Notamment, des phenomenes de gonflement apparaissent, pouvant entrainer la degradation de la chaussee. Cette etude traite du comportement gonflant des machefers, notamment l'impact d'un traitement au liant hydraulique. La premiere etape a consiste a mettre en exergue les conditions favorisant ce phenomene, d'une part en etudiant les consequences de differentes conditions de conservation, et d'autre part, en etudiant l'influence des liants sur les deformations et les pressions de gonflement. Nous avons ainsi montre qu'un traitement a base de cpa reduisaient les gonflements. Cette amelioration de la stabilite dimensionnelle est liee a un ph d'hydratation eleve. Ceci a pour consequence de faire reagir la majeure partie de l'aluminium metal responsable des gonflements, avant la prise du liant. Ainsi le rearrangement de la structure limite les deformations globales. En complement de ces travaux, nous avons concu un dispositif experimental de mesure de pression de gonflement et de permeabilite a l'air, en conditions partiellement saturees. Une approche poromecanique des machefers nous a permis de determiner les pressions de gonflement des machefers soumis a differents liants. Les liants a base de cpa sont a nouveau apparu comme les plus aptes a reduire les pressions de gonflement. Les essais realises dans des conditions partiellement saturees presentent des cinetiques de reaction rapides et pourraient etre appliques a des fins predictives.

L'étude de l'impact physico-chimique local contribue à l'évaluation environnementale de la valorisation de mâchefers d'incinération d'ordures ménagères en remplissage de carrière à ciel ouvert. Trois matériaux à base de liants hydrauliques et contenant différents MIOM sont étudiés et deux scénarios correspondant aux phases successives de la vie normale de l'ouvrage (mise en oeuvre et exploitation) sont distingués. Plusieurs étapes sont nécessaires pour évaluer l'émission par lixiviation de polluants issus des matériaux à base de MIOM dans les conditions des deux scénarios. La méthodologie appliquée consiste en : caractérisations physique, minéralogique et chimique des matériaux, mise en oeuvre de tests visant à évaluer l'effet des facteurs majeurs des scénarios considérés sur le relargage des polluants, modélisation chimique basée sur les données minéralogiques et de lixiviation à l'aide de codes de calcul géochimiques, modélisation couplée réaction chimique-transport. Des tests de simulation à l'échelle pilote sont utilisés pour valider le modèle comportemental. Les principaux résultats obtenus montrent que : la batterie de tests constituée de tests à l'équilibre et de tests dynamiques permet d'obtenir les informations nécessaires à la modélisation et à la prédiction du comportement à long terme, la modélisation chimique des équilibres solide / liquide permet l'identification des réactions chimiques impliquées et ainsi la prédiction de la solubilisation des polluants dans différents contextes chimiques, les nouveaux matériaux (terme source) présentent un impact environnemental faible dans les conditions spécifiées par les scénarios
He leaching behaviour of three different MSWI bottom ashes-based materials containing hydraulic binders is assessed in the conditions specified by the quarry backfilling application. An adapted approach methodology is applied: physical, mineralogical and chemical characterisations of materials, use of parametric tests to determine the effect of main scenarios factors on the release, chemical modelling based on mineralogical and experimental leaching data with geochemical calculation codes, chemical reaction / transport coupled modelling. The main results demonstrate that : the batch and dynamic tests allow to obtain enough data to model and to predict the long term behaviour, the chemical modelling of the solid / liquid equilibrium permits the determination of the chemical reactions involved and the prediction of pollutants solubilisation in different chemical contexts, the new materials (source term) present a low environmental impact in the conditions specified by the considered scenarios

L'évolution de nos sociétés, et en particulier des modes de consommation associés, conduit à une augmentation constante du gisement de déchets, en particulier en provenance des ménages. Malgré une volonté politique de favoriser le tri/recyclage des ordures ménagères, une grande partie de ces dernières est éliminée au sein de deux filières : le stockage en centre d'enfouissement technique et l'incinération. Le stockage en conditions anaérobies, conduit à la formation de biogaz de décharge qui contient une proportion de méthane permettant sa valorisation énergétique, mais également des composés à l'état de traces (sulfures, composés organiques volatils) malodorants, corrosifs, agressifs, et nuisibles à l'environnement. L'incinération, quant à elle, génère des sous-produits solides, en particulier des mâchefers d'incinération d'ordures ménagères (MIOM), qu'il faut à leur tour stocker ou valoriser après traitement. Notre étude porte sur une nouvelle voie de valorisation des mâchefers : l'épuration du biogaz de décharge. Dans ce contexte, une expérimentation de taille pilote a été conçue et utilisée sur le site du centre d'enfouissement technique de Roche la Molière (département 42). Cette installation a permis de tester le potentiel épuratoire d'un mâchefer provenant de l'usine d'incinération de Lyon-Nord (département 69), sur du biogaz réel. Le suivi analytique par chromatographie en phase gazeuse a porté principalement sur les composés soufrés (sulfure d'hydrogène, mercaptans), mais également sur quelques composés organiques volatils majoritaires. Des études de désorption thermique ont par ailleurs été réalisées en laboratoire. Les résultats montrent que les mâchefers présentent des capacités épuratoires significatives, en particulier vis-à-vis des composés soufrés qui se trouvent ainsi minéralisés après réaction chimique. La quantification du potentiel épuratoire du mâchefer a permis un dimensionnement à l'échelle du terrain et a conduit à une proposition de leur utilisation au sein d'une décharge pour un traitement in situ du biogaz
The evolution of our societies, and specifically the associated trends in consumer consumption, have led to a continual increase in waste production, and particularly household waste. Despite a strong political will to develop source separation and recycling of household waste, the majority of this waste stream is disposed of by two main techniques : storage in engineered landfills and incineration. Storage in anaerobic conditions, leads to the formation of landfill biogas which contains sufficient methane for combustion and energy recovery, but also contains compounds (sulphides, volatile organic compounds) in trace amounts which produce olfactory nuisances and are corrosive, aggressive and hazardous to the environment. As for incineration, it produces solid wastes and in particular bottom ash which needs to be stored or reused after treatment. Our study focuses on a new way of reusing incinerator bottom ash, notably for the purification of landfill biogas. As part of this study, a pilot test unit was developed and operated at the Roche la Molière engineered landfill (department 42). The purification potential of bottom ash from the North-Lyon (department 69) incineration plant was tested on real landfill biogas using this pilot test unit. The gas phase chromatography analysis was mainly used to measure sulphur based compounds (hydrogen sulfide and mercaptans), but was also used to measure the main volatile organic compounds. Thermal desorption studies were also completed in the laboratory. The results show that the incinerator bottom ash presents significant purification potential and in particular with regards to the sulphur compounds which are mineralised by way of chemical reactions. The quantification of the purification potential of the incinerator bottom ash allowed for full scale dimensioning and the validation of their use directly within the landfill for in situ biogas treatment

En France, l'incinération(avec ou sans récupération d'énergie)traite près de 50% des déchets ménagers. Le principal sous-produit (en poids)issu de l'incinération est le mâchefer. Le stockage dans des centres d'enfouissement technique ou la valorisation de ces mâchefers pose un problème écologique et économique aux industriels du déchet, mais également aux collectivités locales. Cette étude porte sur la caractérisation de la fraction organique des mâchefers ainsi que sur l'influence qu'elle peut avoir sur la caractérisation de la fraction organique des mâchefers ainsi que sur l'infleuce qu'elle peut avoir dans leur comportement à court et à long terme. La calorimétrie différentielle à balayage (DSC) est utilisée pour une spéciation et une évaluation du carbone dans les résidus. Il s'agit d'une apporche globale originale permettant de metrre en évidence et de doser les différents typers de matériel carbonés présents dans les mâchefers : le carbone organique labile (COL) et et le carbone réfractaire (CR). La caractérisation et le dosage des principales familles organiques (alcanes, acides carboxyliques, hydrocarbures aromatiques polycycliques) ont été réalisées grâce à l'utilisation de divers procédés d'extraction (par solvant à chaud Soxhlet et par fluide supercritique SFE) et d'identification (chrmatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse GC/MSD). Cette carctérisation fine de la fraction organique a permis d'évaluer le réservoir organique dispoinible et mobilisable à court et à long terme, et également de mettre en évidence la possiblilité de complexation de certains métaux lours avec les acides carboxyliques présents dans les mâchefers en quantité non négligeable. Par ailleurs, des tests d'écotoxicité réalisés sur les mâchefers étudiés apportent une nouvelle approche de la carctérisation du mâchefer. Il est difficile d'effectuer une corrélation directe entre les carctéristiques physico-chimiques du mâchefer (habituellement étudiées) et lerus réponses aux biotests. Par contre, il existerait une relation entre la teneur en acides carboxyliques et l'indice écotoxique de chacun des mâchefers
Ln France, about 50 % of municipal solid wastes are incinerated (with or without energy recuperation). The main solid residue from incineration process is bottom ash. Municipal Solid Waste Incineration (MSWI) bottom ash storage or valorisation poses an ecological and economic problem for industrials and local communities. This study is about characterisation of organic fraction present in MSWI bottom ash as well as its influence in short and long term behaviour of bottom ash. Differentia] Scanning Calorimetry (DSC) is applied to speciation and evaluation of carbon in MSWI residues. This innovative recognition approach highlights and quantifies different types of carboned materials in bottom ash: Labile Organic Carbon (LOG) and Refractory Carbon (RC). Characterisation and dosage of organic compounds (paraffins, carboxylic acids, polycyclic aromatic hydrocarbons) are realised with various extraction (traditional extraction (Soxhlet) and Supercritical Fluid Extraction (SFE)) and identification (Gas Chromatography coupled with mass spectrometer detector (GC-MSD)) methods. This fine characterisation of organic matter has permitted to evaluate the short and long term available and mobilisable organic reservoir, and also the complexation possibility of some metals with carboxylic acids generously present in bottom ash. Moreover, any ecotoxicity tests performed on studied residues gets a new approach of bottom ash characterisation. A direct correlation with bottom ash physico-chemical parameters (usually studied) and its biotests responses is not possible. In opposite, a relation with carboxylic acids content and ecotoxic indice bottom ash is highlight

L'objectif de ce travail a été d'apporter une meilleure compréhension des mécanismes réactionnels de l'hydratation de ciments appartenant à la famille de ciment BCSAF afin de développer des schémas réactionnels simplifiés permettant d'optimiser les ciments à base d'un clinker BCSAF et d'autres constituants pour des applications spécifiques. Les ciments étudiés ont été réalisés à partir d'un clinker contenant 52% de belite, 33% de ye'elimite and 14% de ferrite et diverses quantités d'anhydrite et de calcaire. A partir de l'étude détaillée de l'hydratation d'un ciment contenant 95% de clinker et 5% d'anhydrite, il a été démontré que le mécanisme de l'hydratation est constitué de deux périodes successives : le début de l'hydratation est contrôlé par l'hydratation de la ye'elimite réagissant avec l'anhydrite, tandis que la suite de l'hydratation est contrôlée par les hydratations de la belite et de la ferrite qui réagissent avec certains des hydrates formés lors de la première période. La vitesse de nucléation de la strätlingite contrôle le début de l'hydratation de la belite. Le principal paramètre qui contrôle cette dernière est la concentration en sulfate de la phase aqueuse qui doit être très faible. Ainsi C-S-H n'est pas formé au début de l'hydratation de la belite parce qu'elle n'est pas saturé à cause de faible concentration de calcium et silicon et sa formation est retardé plus tard à cause de l'inhibition de sa nucléation par de trop fortes quantités d'aluminate en solution. Par conséquence, c'est indirectement la concentration en sulfate de la solution qui contrôle le début de l'hydratation de la belite and ainsi les réactions conduisant à sa réduction à travers la précipitation de phase notamment lors de l'hydratation de la ye'elimite pour former de l'ettringite. Ainsi d'une façon générale, la strätlingite commence à nucléer quand la ye'elimite a complètement réagi. D'autre part, une synergie entre les hydratations de la belite et de la ferrite permet de former des hydrogrenats et des C-S-H à des temps longs au détriment de la strätlingite formée auparavant. Un mécanisme d'hydratation similaire a été trouvé pour les ciments contenant des quantités plus importantes d'anhydrite à l'exception de ceux qui contiennent une quantité d'anhydrite supérieure que la quantité théorique permettant de faire réagir toute la ye'elimite en ettringite. Toutefois pour le premier type de ciments, une augmentation de la quantité d'anhydrite allonge à la fois le temps d'apparition de la seconde période et la durée des différentes étapes de cette dernière. Donc l'hydratation est globalement plus lente. Pour le second type de ciment, contenant de fortes quantités d'anhydrite, le mécanisme d'hydratation est assez différent car l'hydratation de la belite commence dès le début de l'hydratation et conduit à la formation, soit d'ettringite contenant Si, soit de C-S-H. L'effet de 15% de calcaire a également été étudié pour le ciment contenant 95% de clinker et 5% d'anhydrite. Les résultats ont montré que le calcaire ne change pas la première période de l'hydratation mettant en jeu principalement la ye'elimite et l'anhydrite. Par contre la seconde période, durant laquelle la belite et la ferrite s'hydratent, est fortement retardée à son début. Ceci peut être dû à un retard de la nucléation de la strätlingite à cause de concentrations en sulfate de la solution restant plus longtemps élevées par le fait que l'ettringite est stabilisée en présence de carbonate par la formation de phases AFm carbonatées qui inhibent la formation de monosulfoaluminate de calcium hydraté. Pour finir, des perspectives sont données notamment afin de réduire la durée de la première période de l'hydratation et ainsi permettre un démarrage plus rapide de l'hydratation de la belite et de la ferrite.

Valoriser les mâchefers d’incinération des déchets non dangereux (MIDND) en matériaux de construction afin de réduire leur stockage couteux en centre d’enfouissement technique et de préserver les ressources naturelles constitue un challenge. Un frein à cette valorisation est le potentiel polluant des métaux (notamment des Eléments Traces Métalliques ETM) et des anions susceptibles d’être relargués en scénarios d’utilisation. Cette thèse évalue l’impact de l’incorporation de MIDND dans une formulation de béton prêt à l’emploi. Elle contribue à améliorer la compréhension du comportement des ETM et des anions dans différentes conditions de lixiviation et à trouver des solutions adéquates pour limiter leur mobilité. La première partie présente l’évaluation technique et environnementale de bétons prêt à l’emploi formulés en remplaçant partiellement les granulats naturels par diverses fractions granulométriques de mâchefers incorporées à différents taux de substitution. Les résultats démontrent la conformité environnementale du scénario aux exigences règlementaires des Pays-Bas. Par contre, la résistance à la compression est réduite de moitié par rapport à la formulation standard. Un prétraitement des MIDND pourrait améliorer les performances mécaniques. La seconde partie décrit l’influence de prétraitements thermique et chimique sur la mobilité des ETM. Les résultats montrent que l’efficacité du traitement thermique dépend de la température et de l’élément ciblé. Le traitement chimique optimisé lors de cette étude apparait plus efficace. La troisième partie, dédiée à la modélisation géochimique du comportement des mâchefers en scénarios de lixiviation, a permis d’identifier les phases minéralogiques qui contrôlent la mobilité des ETM. Elle montre que les phases majoritaires imposent les paramètres de la solution tels que le pH et par suite, influe sur le relargage des ETM. Ces connaissances facilitent la définition des prétraitements éventuels à appliquer aux MIDND avant valorisation
Valorisation of Municipal Solid Waste Incineration Bottom Ash (MSWI-BA) in building materials in order to reduce their expansive storage in technical burying center and preserve the natural ressources constitutes a challenge. A hindrance of this valorisation is the pollutant potential of metals (especially mineral traces elements MTE) and anions likely to be released in use scenarios. This thesis evaluates the impact of incorporation of MSWI-BA into ready-mix concrete formulation. It helps to improve the understanding of MTE and anions behaviour in different leaching conditions and to find adequate solutions to limit their mobility. The first part presents the technical and environmental performances of ready-mix concrete formulated by partially replacing of the natural aggregates with different size fractions of BA incorporated at different substitution rates. The results demonstrate that the environmental performances of the scenario comply with the regulatory requirements of the Netherlands. On the other hand, the compressive strength is reduced by half compared to the standard formulation. Pretreatment of MSWI-BA could improve the mechanical performances. The second part describes the influence of thermal and chemical pretreatments on the mobility of MTE. The results show that the efficiency of the thermal treatment depends on the temperature and the target element. Optimised chemical treatment used in this study appears to be more effective. The third part, dedicated to the geochemical modeling of BA behaviour in leaching scenarios, allowed us to identify the mineralogical phases that control the mobility of MTE. It shows that the majority phases impose the parameters of the solution such as the pH and consequently, influences on the release of the MTE. This knowledge facilitates the definition of the possible pretreatments to be applied on the MSWI-BA before its valorisation