La cooperazione al cuore del Mediterraneo
La coopération au coeur de la Méditerranée
Espérons tout d'abord que cette newsletter vous trouvera tous en bonne santé et que vos proches n'auront pas été affectés par cette crise sanitaire qui frappe particulièrement les deux pays impliqués dans ce partenariat franco-italien.
Le projet SEDITERRA "Lignes directrices pour le traitement durable des sédiments de dragage dans la zone MARITIME", mené dans le cadre du programme INTERREG Maritime Italie-France 2014-2020, vise à résoudre le problème du traitement et de la réutilisation à terre des sédiments portuaires dragués en proposant des recommandations et des solutions techniques sous la forme d'un arbre décisionnel et d'un guide de lignes directrices dans le double contexte technico-réglementaire franco-italien.
Le programme est entré maintenant dans sa phase de finalisation. Lors du COPIL de Bastia, mercredi 30 octobre 2019 , il a été acté une demande de prolongement du projet d'un mois (fin mars 2020) plus 120 jours pour finaliser tous les livrables et les justificatifs. C'est le travail qui est en cours.
Le COTECH de Livourne du mardi 18 février a été consacré à échanger entre les partenaires sur la nature de cet arbre décisionnel et de ce que pourraient être ces lignes directrices.
Un COPIL de clôture a été programmé le vendredi 17 avril 2020 pour partager entre tous les partenaires, l'état de rendu des livrables (qui doivent impérativement tous être finalisés pour fin avril), surtout le contenu des lignes directrices.
Il est bien sûr très regrettable que la crise sanitaire actuelle nous empêche d'avoir ce COPIL tous ensemble réunis à Toulon comme initialement prévu avec toute la convivialité et le partage amical que mériterait la clôture d'un tel programme… Gageons que nous aurons plus tard l'occasion et le plaisir de retravailler ensemble…
Cette newsletter va être essentiellement consacrée à rendre compte des principaux résultats des deux campagnes d'essais à l'échelle pilote de valorisation des sédiments à savoir :
EDITORIAL
Avancement du projet
-- État d'avancement de la production des LivrablesPerspectives-prochaines étapes
Le tableau ci-dessous synthétise l'ensemble des livrables du projet SEDITERRA et indique leur état d'avancement au 7 avril 2020 :
Comme la technologie mise en œuvre est la pyro-gazéification en lit fixe, les déchets sous forme de fibres et grains ne sont pas adaptés du fait de leur faible densité. Il est donc indispensable que les déchets soient préparés (tamisage, séparation et pelletisation) afin de correspondre aux caractéristiques physiques adéquates pour le traitement en lit fixe.
Ainsi les résidus de biomasse marine ont été préparés après optimisation de leur valeur énergétique par séchage et extraction par tamisage de la fraction supérieure à 500 µm qui représente plus de 90% de la masse sèche des résidus végétaux, dont le taux de cendre (21%) est réduit par rapport à l'échantillon brut et dont la valeur énergétique (>17 MJ/kg) est supérieure à celle de l'échantillon brut et proche de celle de combustibles tels que le bois. La fraction inférieure à 500 µm, quant à elle, essentiellement sableuse, pourrait faire l'objet d'une valorisation matière qui reste à étudier.
Après élimination de la fraction inférieure à 500 µm, les échantillons ont été reconstitués au prorata de chaque fraction (fibres : 25% et grains : 75%), et humidifiés à 30% avant d'être pelletisés. Les pellets ont été ensuite séchés à l'air libre pour atteindre une humidité résiduelle inférieure à 20% avant la gazéification.
Les essais de gazéification ont permis de valider le bon comportement mécanique du lit de gazéification (écoulement, perte de charge, tassement, voûtage, etc) malgré la formation observée de solidifiats parmi les résidus. Par comparaison avec la mise en œuvre des mêmes essais à partir de déchets de bois A voire plaquettes de bois B, la conduction des essais apparaît même plus aisée. Les essais ont montré que la chaleur produite en sortie de réacteur de gazéification des résidus de biomasse marine pourrait être utilisée pour les opérations de séchage des résidus végétaux avant leur préparation et gazéification. Les caractéristiques de combustion du syngaz produit sont similaires à celles observées à partir d'autres combustibles comme des plaquette de bois.
Les essais réalisés ont permis de convertir 91,2% de la matière organique sous la forme de gaz combustible. Ce taux de conversion est relativement important mais pourrait être amélioré par des actions sur la conduite de procédé pour se rapprocher des taux de conversion (de l'ordre de 96%) obtenus avec des déchets de bois A ou des plaquettes forestières. Le bilan matière montre que 93% de l'alimentation (charge brute et air de process) est transformé en syngaz alors que les résidus solides représentent 3,8% de la matière entrante. L'étude a démontré que la gazéification des résidus végétaux issus du traitement des sédiments marins présentait un fort potentiel. Cependant, une autre filière devraient être trouvée pour les fractions fines (<500µm), en majorité du sable, mais qui représente moins de 10% en masse des résidus végétaux bruts. Par ailleurs, si le gaz a vocation à être brûlé, une attention particulière doit être portée aux émissions atmosphériques et des équipements de traitement de fumées (NOx, HCl, métaux) doivent être prévus.
La gestion des sédiments méditerranéens dragués fait l'objet de procédures d'évaluation différentes en France et en Italie. L'objectif de cette mise en œuvre à l'échelle pilote de ces deux démarches est d'une part de comparer et de mutualiser des outils d'évaluation et d'autre part d'évaluer les conditions acceptables de valorisation de ces sédiments en génie civil.
La finalité recherchée pour ces sédiments est en premier lieu de les valoriser en tant que matière première de substitution dans des ouvrages de génie civil comme des remblais techniques, des mortiers de remblaiement de tranchée ou encore des bétons courants.
L'évaluation environnementale de l'utilisation de sédiments dans de telles applications fait l'objet, en France d'une procédure allant jusqu'à la mise en œuvre d'essais de simulation à une échelle pilote.
Le livrable T2.4.7 décrit les procédures d'évaluation française et italienne, leur application aux sédiments étudiés, la préparation de matériaux à base de sédiments, l'évaluation des propriétés techniques de ces matériaux ainsi que leur évaluation environnementale afin d'identifier les paramètres susceptibles de rendre de tels ouvrages conformes aux conditions de valorisation et d'envisager d'éventuelles adaptations des procédures françaises et italienne d'évaluation environnementale de sédiments marins dans une perspective de valorisation.
Les approches française et italienne de caractérisation et de classement des sédiments étudiés ont été menées sur les mêmes sédiments.
L'élaboration de matériaux de construction en utilisant le sédiment en substitution partielle du sable ne fait l'objet d'aucune procédure d'évaluation à l'heure actuelle, ni en France ni en Italie. De ce fait, une étude de formulation a été réalisée avec l'objectif d'incorporer dans une formulation de mortier de remblaiement de tranchées et dans une formule de béton courant, des sédiments marins dragués dont certains ont été traités par écrêtage sur des tamis de différentes mailles, en vue d'en évaluer l'acceptabilité environnementale.
Ces essais de formulation ont permis de montrer que les chlorures semblent très concentrés dans les fines particules (< 63 µm) et l'élimination des fines permet de diminuer très nettement la teneur en chlorures. Elle permet également de diminuer la demande en eau et d'obtenir de meilleures performances mécaniques.
L'évaluation géotechnique et mécanique des matériaux formulés a montré que les bétons et mortiers formulés à base de sédiments présentent une résistance à la compression plus faible que celle de matériaux témoins mais que les bétons de sédiments sont adaptés à un usage non structurel et que les mortiers formulés à base de sédiments sont également utilisables dans des applications ayant de faibles exigences mécaniques.
L'évaluation environnementale des matériaux en conditions pilote a consisté à réaliser des ouvrages pilotes permettant de simuler le comportement environnemental des sédiments utilisés en matériaux de remblaiement, d'une part et en matériaux de construction de type mortier ou béton d'autre part, après traitement ou non.
Le traitement des sédiments a été réalisé par lavage / hydrocyclonage sous la supervision d'ISPRA sur le site de Livourne d'une part (sédiments Livourne et Cagliari) et sur le site de Toulon d'autre part (sédiments de Toulon et Centuri) pour en extraire les éléments fins ainsi que les résidus végétaux comme notamment des fibres de posidonies (voir newsletter de juillet 2019).
Les ouvrages pilotes réalisés par PROVADEMSE ont consisté en des bacs lysimètriques construits et exposés à l'eau selon les recommandations de la procédure française d'évaluation de l'acceptabilité des matériaux alternatifs en technique routière, et des dalles de matériaux monolithiques (mortier et béton) exposés alternativement à une lame d'eau en surface et à l'air.
Les résultats du suivi environnemental des ouvrages pilotes de remblai montrent que les paramètres susceptibles de rendre les ouvrages non conformes aux conditions acceptables d'un point de vue environnemental pour une valorisation en remblai sont les chlorures, les sulfates et, dans le cas du sédiment Cagliari, le molybdène. Pour être conformes aux conditions d'acceptabilité définies en France pour leur valorisation en remblai technique, ces sédiments nécessitent un lavage préalable efficace des chlorures et des sulfates.
Les conditions spécifiques d'emploi de ces matériaux dans des ouvrages maritimes peuvent être envisagées pour les matériaux présentant un relargage en chlorures supérieur au niveau acceptable pour des ouvrages terrestres. Les caractéristiques environnementales acceptables pour des ouvrages maritimes restent à définir.
Les résultats du suivi environnemental des ouvrages pilotes de matériaux monolithiques (mortier et béton) montrent que les matériaux testés présentent dans l'ensemble un relargage peu différent de celui de matériaux témoins. Néanmoins les paramètres susceptibles de rendre les ouvrages non conformes aux conditions acceptables d'un point de vue environnemental pour une valorisation en matériaux de type béton ou mortier sont les chlorures et, dans le cas du sédiment de Toulon Traité, en particulier dans la formulation mortier, l'arsenic et le molybdène.
Le choix des sédiments et leur traitement peuvent permettre d'améliorer la qualité environnementale des matériaux. En particulier la texture (fine ou sableuse) et les conditions de préparation des sédiments (lagunage, traitement, exposition à l'eau de pluie) peuvent influer sur la teneur en chlorures et éventuellement d'autres éléments facilement lixiviables, en particulier lorsqu'ils sont placés dans des conditions de pH basique (arsenic) comme c'est le cas dans les matériaux cimentaires.
Enfin, les conditions spécifiques d'emploi de ces matériaux dans des ouvrages maritimes peuvent être envisagées pour les matériaux présentant un relargage en chlorures supérieur à celui de matériaux témoins. Les caractéristiques environnementales acceptables pour des ouvrages maritimes restent à définir.
Il résulte par conséquent de l'ensemble de ces travaux que l'utilisation de sédiments marins dans des ouvrages (remblais ou matériaux de construction) en milieu connecté avec des eaux marines ou saumâtres nécessite une procédure d'évaluation adaptée, ce type d'application n'étant pas prévu dans le cadre de la procédure française d'évaluation environnementale de l'utilisation de matériaux alternatifs en technique routière.
Les prochaine étapes du projet sont la finalisation des livrables, dont le guide des lignes directrices et la tenue du COPIL de clôture du 17 avril prochain avec l'ensemble des partenaires en visioconférence.
La prochaine et dernière newsletter rendra compte de ce COPIL.
Portez-vous bien et prenez soin de vos proches… tout en respectant bien les restrictions liées au confinement…
L'équipe de coordination de SEDITERRA
