Abstract(s) :
(Français) L
e dragage des voies navigables est une opération indispensable afin, notamment, de favoriser le transport
fluvial, ce dernier étant moins polluants que le transport routier. Le passé industriel de la
R
égion
Wallonne
(Belgique)
et
s
a forte urbanisation ont
causé la pollution des sédiments par des métaux lourds et divers types
de composés organiques. La législation en vigueur considère les sédiments comme des déchets, ces derniers
pouvant être valorisés (comme remblais, incorporés dans des matériaux de constr
uction, ...) si les
concentrations en polluants ne dépassent pas les valeurs seuil
s
. Dans le cas contraire, les boues de dragage
doivent être éliminées en centre d’enfouissement, ce qui entraine des couts importants, à moins qu’un
traitement puisse diminuer
suffisamment les teneurs en polluants
ou leur relargage
. A cette fin, différents types
de traitements existent, dont un basé sur la séparation granulométrique des différentes fractions des sédiments,
mais aucun ne s’est montré efficace pour tous les types
de matières et pollutions rencontrées.
Dans ce contexte,
la recherche
s’est focalisé
e
sur la mise au point et
sur
l’étude d’un modèle
permettant
de
simuler les équilibres relatifs à sept éléments traces métalliques
(ETM)
(le zinc, le cadmium, le plomb, le
cobalt, le cuivre, le chrome et le nickel) dans des échantillons de sédiments. La modélisation a pour but
d’améliorer la compréhension des phénomènes responsables du relargage des métaux. De plus, un modèle le
plus prédictif possible permettrait d’étudier
le relargage/ la rétention des éléments traces dans des scénarios de
traitement ou de valorisation des sédiments.
Tout d’abord, trois échantillons correspondant à la fraction limoneuse (issue d’une plateforme de séparation
granulométrique
des boues de dra
gage) de trois sédiments prélevés
en Région Wallonne
(échantillons M2834
,
M483
7
et
M5106)
ont été caractérisés du point de vue chimique et minéralogique. La lixiviation des éléments
traces métalliques a été étudiée lors de test
s
à l’équilibre en batch, soit à l’eau déminéralisée soit en fonction
du pH.
L’ensemble des informations récoltées a s
ervi à
élaborer
un modèle « multisurface » simulant les
équilibres au sein de la matrice des sédiments. Ce modèle
(voir
figure
1)
, construit à l’aide du logiciel
PHREEQC
[1]
, prend en compte
la
dissolution/précipitation
des phases minérales, la
sorption su
r les oxydes
de fer et d’aluminium
[2]
, la sorption
sur la matière organique
[3]
(solide et dissoute)
et
l’échange ionique
sur
les argiles
. Ces phases sont
considérées comme les plus importantes dans la rétention des éléments traces dans
les environnements
naturels
[4]
.
Les concentrations relarguées simulées en fonction du pH se sont avérées
proches des résultats expérimentaux pour le zinc
et le plomb, comme le montre la figure 2, mais aussi pour
le
cadmium et le cuivre.
Le relargage en fonction du pH est m
oins bien représenté pour le nickel, le cobalt et le
chrome.
A titre d’illustration de l’application potentielle du modèle, ce dernier
a été utilisé pour simuler l’effet de
trois
types de traitement
s
(ajout de chaux, phosphatation et ajout d’un amendement)
sur les sédiments étudiés. Les
résultats montrent que les effets des différents traitements sont variables d’un sédiment à l’autre et d’un métal
à l’autre, et
confirme
nt
que
le pH est un facteur dét
erminant dans l’immobilisation ou non
des ETM
. Le modèle
mis au point, s’il ne peut prédire de manière absolue les concentrations relarguées,
fournit
des tendances
utilisables dans la mise au point des traitements et dans les études de risques des scénario
s de valorisation.