FR2752264A1 - Revetement pour terrils et procede pour sa fabrication - Google Patents
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Abstract
Le revêtement pour terril se compose de mélanges de résidus minéraux, liés par procédé hydraulique et/ou pouzzolanique, constitués en particulier d'un ou de plusieurs résidus d'usine, de cendres d'incinération de boues de curage, de biomasses, de bois, de boues de papier et/ou de résidus gypseux, qui sont compactés vers l'intérieur du terril, et structurés de manière un peu moins compacte vers l'extérieur du terril. Le procédé de fabrication consiste à humidifier les mélanges suivant Proctor de + 5% d'eau, à les mettre ensuite en oeuvre en couches, la couche extérieure moins compacte pouvant être mise en végétation de manière rapide et fiable par l' addition et l'ensemencement de graines.
Description
Les revêtements pour terrils s'avèrent nécessaires à maints égards, en
particulier pour les terrils de mines, de métallurgie ou de résidus industriels, qui représentent de gros volumes et qui, dans un premier temps du moins, ne peuvent être réutilisés d'aucune manière. Ces terrils, d'une part, défigurent le paysage, et, d'autre part, représentent un risque plus ou moins important pour l'environnement. Par exemple, les matériaux constituant le terril peuvent être lessivés par les pluies et des eaux de ruissellement, ce qui peut provoquer une contamination des
eaux de nappes souterraines ou des eaux de ruissellement.
Ou bien il peut se former, sous l'action des vents, des nuages de poussières à partir des terrils de matières sèches, cette poussière contaminant à son tour l'environnement. Ceci concerne dans une certaine mesure des terrils constitués de matériaux contenant des métaux lourds. Enfin, il existe toute une série de terrils qui perdent leur stabilité interne s'ils sont soumis à des écoulements d'eau trop importants ou à trop de dessèchement, et peuvent ainsi devenir un risque pour les terrains environnants sous forme d'avalanches de boues ou
de poussières.
Les revêtements pour terrils sont donc censés éliminer tous ces risques, mais peuvent également, suivant les possibilités, être aménagés en espaces verts, favorisant ainsi, au bout de quelque temps, une intégration harmonieuse du terril dans le paysage, le transformant en "poumon vert" des zones industrielles, et même en aire de
loisirs et de repos.
Les revêtements de terrils fabriqués à ce jour ont requis des moyens très coûteux, consistant en la mise en oeuvre de couches d'argile plus ou moins étanches à l'eau, recouvertes le cas échéant de terre végétale apte aux plantations. En outre, on a déjà pulvérisé sur ces revêtements de terrils une suspension aqueuse de graines de semence et de substrats nutritifs. Mais cette végétation pousse très lentement sur de simples couches d'argile, et
ne réussit pas toujours à s'implanter.
L'invention se propose de mettre à disposition des revêtements de terrils procurant très rapidement un revêtement apte aux plantations, ce revêtement pouvant être mis en oeuvre de manière plus simple et plus économique, et qui, suivant les cas, s'avère plus stable que les revêtements d'argile, et difficilement lessivables. Suivant les possibilités, la fabrication des revêtements de terrils utilisera des matériaux provenant d'autres branches de l'industrie et n'ayant pas encore pu être recyclés autrement. Cette proposition a été résolue grâce à un revêtement de terril composé de mélanges de résidus minéraux liés par procédé hydraulique et/ou pouzzolanique, en particulier à partir d'un ou de plusieurs résidus d'usine, de cendres d'incinération de boues de curage, de biomasses, de bois, de boues de papier et/ou de résidus gypseux, qui sont compactés vers l'intérieur du terril, et structurés de
manière un peu moins compacte vers l'extérieur du terril.
De préférence, ces mélanges liés hydrauliquement contiennent, comme granulat de stabilisation ou filler, des additions de granulats de scories, de cendres humides, de suspensions argileuses, de farines argileuses, de sables de chantiers et/ou de gravats à grain fin. Ces additifs procurent ainsi d'une part une stabilisation mécanique et
d'autre part une meilleure étanchéité.
Etant donné que le revêtement obtenu suivant l'invention est compacté vers l'intérieur du terril, cette partie du revêtement sert à protéger le terril proprement dit contre le lessivage des eaux, le dessèchement et même contre les affaissements sous forme d'avalanches de boues ou de poussières. Et, étant donné que la partie de revêtement située vers l'extérieur du terril est structurée de manière moins compacte, elle offre moins de résistance pour les racines des plantes et peut ainsi rapidement se
couvrir de végétation.
Il est possible d'améliorer et d'accélérer encore une mise en végétation optimale et rapide en rajoutant à la composition de la partie extérieure du revêtement, moins compacte, de la terre végétale, des substrats favorisant la végétation, des boues de curage, du compost et/ou de l'engrais. Mais, bien entendu, il est également possible de favoriser la végétation en pulvérisant a posteriori une suspension aqueuse de graines de semence et de substrats
nutritifs sur la couche extérieure moins compacte.
Le procédé pour le revêtement de terrils suivant l'invention se caractérise en ce que des mélanges de résidus minéraux liés par procédé hydraulique et/ou pouzzolanique, en particulier à partir de résidus d'usine, de cendres d'incinération, de boues de curage, de biomasses, de bois, de boues de papier et/ou de résidus gypseux sont humidifiés d'après Proctor de + 5 % d'eau, mis en oeuvre comme première couche sous forme d'un raidisseur d'au moins 1 m de large au pied du terril, puis compactés côté terril, chaque autre couche suivante étant également mise en oeuvre et compactée. L'humidité Proctor est
déterminée suivant DIN 18127.
Les mélanges liés hydrauliquement d'un ou plusieurs résidus d'usine contiennent en général des cendres volantes, de préférence des cendres volantes à lier par procédé pouzzolanique. Il est possible par exemple d'augmenter le pouvoir liant hydraulique des cendres volantes n'ayant qu'un faible pouvoir liant pouzzolanique en rajoutant des plâtres ou des suspensions de plâtre de désulfuration des gaz de fumées, des résidus d'installations de désulfuration sèches ou quasi-sèches des gaz de fumées ou d'autres matériaux gypseux. Si les résidus d'usine ne contiennent pas en soi suffisamment d'hydroxydes de calcium libres, il est possible d'augmenter le pouvoir liant hydraulique en rajoutant des résidus ayant une teneur
élevée en calcaire libre.
Outre les résidus d'usine déjà mentionnés, il est également possible d'utiliser des cendres provenant de l'incinération de boues de curage, des biomasses, du bois ou de boues de papier, à condition que, seules ou combinées, elles garantissent une liaison hydraulique suffisante avec les résidus d'usine. Il n'y aura aucun inconvénient, et même il pourra être avantageux pour le procédé de fabrication et la stabilité du revêtement de terril, que la liaison hydraulique se produise lentement, par exemple en plusieurs jours ou plusieurs semaines. De ce fait, la mise en oeuvre et le compactage des différentes couches pourront être effectués à des intervalles relativement longs, tout en permettant cependant d'obtenir
un bloc monolithique homogène.
En particulier si les mélanges liés hydrauliquement, décrits ci-dessus, présentent un pouvoir liant suffisant, il est possible d'y rajouter des mélanges inertes de granulats de scories, cendres humides, suspensions argileuses, farines argileuses, sables de chantiers et/ou gravats à grain fin qui serviront de granulats de stabilisation ou contribueront à augmenter l'étanchéité,
et seront, dans le même temps, judicieusement recyclés.
La mise en espaces verts souhaitée du revêtement de terril sera plus rapide, aisée et durable si le matériau de la partie extérieure du revêtement, moins compact, contient des mélanges de terre végétale, de substrats de sol favorisant la végétation, des boues de curage, du compost et/ou des engrais. Il est important que ces mélanges ne bloquent pas complètement la liaison hydraulique. Ces mélanges peuvent être ajoutés soit uniquement aux parties extérieures et moins compactes du revêtement du terril, soit à la totalité du matériau, pour des raisons de simplicité du procédé, auquel cas le mélange réparti ne sera plus disponible pour la végétation en raison du
compactage vers l'intérieur du terril.
Suivant le cas et les exigences du matériau, les différentes couches du revêtement de terril seront réparties en épaisseurs de 0,3 à 2 m par couche. Ce faisant, en fonction de la forme du terril (pente / hauteur) ainsi que des exigences pour la couche de revêtement (végétation, barrage pour les eaux de ruissellement, fonction anti-érosion), les matériaux à bonne liaison ne devront mis en oeuvre sur des terrils à pente peu raide que sur une largeur de 1 m au moins. Pour les terrils de pente plus raide et dangereuse et de hauteur déjà assez conséquente, il est recommandé d'exécuter un revêtement plus large, c'est-à-dire en épaisseurs de plusieurs mètres. Les épaisseurs des couches devraient être
d'au moins un mètre, de préférence de plusieurs mètres.
Le compactage du matériau peut, dans le cas le plus simple, être réalisé en déposant le matériau sur plusieurs mètres de hauteur. De préférence, cependant, chaque couche sera encore compactée avec des engins de compactage. Si ces derniers sont aussi larges que les différentes couches appliquées, il restera sur la face extérieure du revêtement de terril une partie moins compactée, qui de ce fait
s'avère adaptée pour la mise en végétation.
L'humidification suivant Proctor de + 5 % d'eau (DIN 18127) permet une bonne manipulation du matériau pour le revêtement de terril et fournit simultanément la quantité d'eau nécessaire pour une bonne liaison hydraulique. Le cas échéant, il est possible de mettre en oeuvre et de compacter le matériau dans un premier temps sous une forme plus pauvre en eau, puis de pulvériser de l'eau a posteriori sur les différentes couches afin de fournir l'eau nécessaire pour la liaison hydraulique. Si l'on humidifie les couches avec des quantités d'eau présentant un excédent d'eau supérieur aux 5 % de la quantité Proctor, elles auront tendance à devenir boueuses. Les matériaux boueux sont plus difficiles à mettre en oeuvre et à compacter. Le cas échéant, il est judicieux d'adapter la quantité d'eau au matériau utilisé, car les grosseurs de grain et les granulométries des mélanges ont une influence
sur le comportement rhéologique.
Afin d'accélérer encore la mise en végétation, l'invention envisage de pulvériser une suspension aqueuse de graines de semence et de substrats nutritifs sur la
partie extérieure moins compacte du revêtement.
Comme substrat nutritif, il suffira dans certains cas d'utiliser un engrais phosphaté, mais il est également possible d'utiliser des matériaux qui ne sont pas
obligatoirement des engrais agricoles.
Les terrils munis du revêtement suivant l'invention non seulement remplissent les fonctions citées ci-dessus,
mais contribuent en outre à une gestion contrôlée des eaux.
Le revêtement de terril suivant l'invention, en particulier mis en végétation, est, de fait, en mesure d'absorber dans un premier temps les eaux de pluies, puis de les restituer lentement. Mais le matériau lié hydrauliquement empêche la pénétration des eaux de pluie jusque dans le matériau du terril. De surcroît, une surface couverte de plantations restitue les eaux de pluie encore plus lentement par évaporation et ne permet qu'un très faible ruissellement le long des pentes du terril, contrairement aux revêtements de terrils très lisses et compacts conçus suivant l'état de la technique, sur lesquels l'eau ruisselle trop vite, provoquant ainsi un remplissage et une baisse rapide et non souhaitable des canaux d'évacuation des eaux de pluie. Les eaux ruisselant rapidement peuvent en outre lessiver le
revêtement du terril et le détériorer.
Les revêtements de terrils suivant l'invention et le procédé utilisé pour leur fabrication sont donc exceptionnellement intéressants, car ils sont économiques
et écologiques.
Claims (8)
1. Revêtement de terril, composé de mélanges de résidus minéraux, liés par procédé hydraulique et/ou pouzzolanique, constitués en particulier d'un ou de plusieurs résidus d'usine, de cendres d'incinération de boues de curage, de biomasses, de bois, de boues de papier et/ou de résidus gypseux, qui sont compactés vers l'intérieur du terril, et structurés de manière un peu
moins compacte vers l'extérieur du terril.
2. Revêtement de terril suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les mélanges contiennent des additions de granulats de scories, de cendres humides, de suspensions argileuses, de farines argileuses, de sables de chantiers et/ou de gravats à grain fin comme granulats
de stabilisation ou filler.
3. Revêtement de terril suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins la face extérieure moins compacte du revêtement contient des additions de terre végétale, de substrats de sol aptes aux plantations, des
boues de curage, du compost et/ou des engrais.
4. Revêtement de terril suivant l'une des
revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la face
extérieure moins compacte est pulvérisée a posteriori avec une suspension aqueuse de graines de semence et de
substrats nutritifs.
5. Procédé de revêtement pour terrils, caractérisé en ce que des mélanges de résidus minéraux, liés par procédé hydraulique et/ou pouzzolanique, constitués en particulier d'un ou de plusieurs résidus d'usine, de cendres d'incinération de boues de curage, de biomasses, de bois, de boues de papier et/ou de résidus gypseux sont humidifiés suivant Proctor de + 5 % d'eau, mis en oeuvre comme première couche sous forme d'un raidisseur d'au moins 1 m de large au pied du terril, puis compactés côté terril, d'autres couches étant ensuite également déposées et compactées.
6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'aux mélanges liés hydrauliquement sont rajoutés des granulats de scories, des cendres humides, des suspensions argileuses, des farines argileuses, des sables de chantiers et/ou des gravats à grain fin comme granulat de
stabilisation ou filler.
7. Procédé suivant la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'au moins dans le matériau prévu pour la face extérieure du terril, sont ajoutés de la terre végétale, des substrats pour plantations, des boues de
curage, du compost et/ou des engrais.
8. Procédé suivant l'une des revendications 5 à 7,
caractérisé en ce qu'une suspension aqueuse de graines de semence et de substrats nutritifs est pulvérisée a
posteriori sur la face extérieure du revêtement du terril.
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