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Eric BROUARD
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    • B09B3/70Chemical treatment, e.g. pH adjustment or oxidation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09CRECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/08Reclamation of contaminated soil chemically
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B09B2101/90Soil, e.g. excavated soil from construction sites
    • GPHYSICS
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Abstract

La présente invention concerne un procédé de traitement de déblais de sols excavés, provenant d’aménagement sous-terrain, comprenant une étape de détermination de la teneur en disulfure de fer, FeS2, et de la teneur en carbonate dans les déblais.The present invention relates to a method for treating excavated soil cuttings, originating from underground development, comprising a step for determining the iron disulphide content, FeS2, and the carbonate content in the cuttings.

Description

procédé de traitement de sols excavés contenant de la pyriteprocess for treating excavated soil containing pyrite

DOMAINE DE L'INVENTIONFIELD OF THE INVENTION

L’invention se situe dans le domaine du traitement et de la gestion des matériaux générés par l’excavation, notamment lors de creusement d’ouvrages. L’invention vise le traitement de matériaux présentant des risques d’oxydation et d’acidification. L’invention vise ainsi le traitement de sols excavés contenant de la pyrite.The invention lies in the field of the treatment and management of materials generated by excavation, in particular during the digging of structures. The invention is aimed at the treatment of materials presenting risks of oxidation and acidification. The invention thus relates to the treatment of excavated soil containing pyrite.

ETAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART

Les projets d’infrastructures présentent des aménagements souterrains, comme les tunnels, les barrages, les réseaux, les fondations, qui nécessitent des travaux d’excavation et génèrent lors de leurs réalisations des volumes importants de matériaux excavés. L’excavation peut concerner des milieux marins et/ou aquatiques tels que des bassins, ports ou canaux, ou des milieux non marins.Infrastructure projects present underground facilities, such as tunnels, dams, networks, foundations, which require excavation work and generate large volumes of excavated material during their construction. The excavation may concern marine and/or aquatic environments such as basins, ports or canals, or non-marine environments.

Dans les milieux aquatiques, la sédimentation forme des couches sédimentaires par décantation dans le fond de ces bassins. Le curage de bassins, tels des canaux ou installations portuaires, consiste en l’extraction de ces couches sédimentaires formées par décantation. Les matériaux curés, c’est-à-dire issus du curage, sont extraits et généralement exportés vers des terrains de dépôts appropriés.In aquatic environments, sedimentation forms sedimentary layers by settling in the bottom of these basins. The cleaning of basins, such as canals or port facilities, consists of the extraction of these sedimentary layers formed by decantation. Cured materials, i.e. materials resulting from cleaning, are extracted and generally exported to appropriate dump sites.

Dans les milieux hors marins et aquatiques, le creusement correspond à l’excavation ou la fouille dans le sol. Les projets d’infrastructures ont recours à différentes méthodes de creusement en fonction des types de sols.In non-marine and aquatic environments, digging corresponds to excavation or excavation in the ground. Infrastructure projects use different digging methods depending on soil types.

La nature et les caractéristiques des matériaux excavés lors des méthodes de creusement ou de curage, notamment la composition physicochimique et la granulométrie, varient non seulement en fonction de la nature géologique du terrain creusé ou curé, mais aussi des phénomènes géologiques, chimiques et biologiques qui ont affecté ce sol auparavant. Les méthodes de creusement sont par exemple des méthodes de creusement dit « mécanisé », par opposition aux méthodes utilisant des explosifs. Les méthodes de creusement mécanisé sont généralement mises en œuvre à l’aide d’engins, tels que des pelleteuses, des dragues ou des tunneliers. Elles peuvent en particulier être mises en œuvre avec des tunneliers à grippeurs - utilisés de préférence dans les terrains rocheux - ou avec des tunneliers à pression de terre ou à pression de boue - utilisés de préférence dans le cas de terrains meubles (par exemple composés d’argile, de graves, de limon et/ou de sable).The nature and characteristics of the materials excavated during the digging or cleaning methods, in particular the physicochemical composition and the granulometry, vary not only according to the geological nature of the excavated or cleaned ground, but also to the geological, chemical and biological phenomena which have affected this soil before. The digging methods are, for example, so-called “mechanized” digging methods, as opposed to methods using explosives. Mechanized excavation methods are generally implemented using machinery, such as excavators, dredges or tunnel boring machines. In particular, they can be implemented with gripper tunnel boring machines - preferably used in rocky terrain - or with earth pressure or mud pressure tunnel boring machines - preferably used in the case of soft ground (for example composed of clay, gravel, silt and/or sand).

Les méthodes de curage de bassins, par exemple de canaux ou d’installations portuaires, sont par exemple le curage mécanique, c’est-à-dire par des engins à godets, des pelles mécaniques, des dragues à godets, ou le curage hydraulique, c’est-à-dire par des dragues à désagrégateurs ou des pompes.Methods for cleaning basins, for example canals or port facilities, are for example mechanical cleaning, that is to say by bucket machines, mechanical shovels, bucket dredges, or hydraulic cleaning , i.e. by cutter dredgers or pumps.

Ainsi, les méthodes de creusement peuvent créent un flux important de déblais qui doivent être stockés, pour pouvoir notamment être revalorisés dans diverses applications de construction ou terrassement, sans polluer l’environnement.Thus, digging methods can create a large flow of cuttings that must be stored, in particular to be able to be reused in various construction or earthmoving applications, without polluting the environment.

Ces méthodes génèrent des volumes importants de matériaux excavés. Les déblais sont le plus souvent ensuite utilisés en tant que remblais. Cependant, pour pouvoir être stockés ou être revalorisés dans diverses applications de construction les déblais doivent être inertes pour l’environnement, au sens qu’ils ne doivent pas contribuer à un risque de pollution de l’environnement. Ainsi, la gestion des matériaux excavés lors du creusement et/ou du curage est devenue un enjeu important pour ces projets d’infrastructure.These methods generate large volumes of excavated material. The cuttings are most often then used as backfill. However, in order to be able to be stored or reused in various construction applications, the cuttings must be inert for the environment, in the sense that they must not contribute to a risk of environmental pollution. Thus, the management of materials excavated during digging and/or cleaning has become an important issue for these infrastructure projects.

Il est dès lors de la responsabilité des maîtres d’ouvrage de creusement de travaux souterrains ou de curage de gérer les matériaux excavés.It is therefore the responsibility of the contractors digging underground works or cleaning to manage the excavated materials.

Il est en outre particulièrement avantageux de pouvoir traiter des quantités importantes de matériaux excavés, notamment des quantités supérieures ou égales à 1000 tonnes, notamment des quantités supérieures ou égales à 2000 tonnes, par exemple d’environ 2500 tonnes, masse correspondant au volume d’une barge, par cycle de traitement.It is also particularly advantageous to be able to process large quantities of excavated materials, in particular quantities greater than or equal to 1000 tons, in particular quantities greater than or equal to 2000 tons, for example approximately 2500 tons, mass corresponding to the volume of one barge, per treatment cycle.

Un but de l’invention est de traiter de déblais de sols excavés, provenant de chantier de creusement sous-terrain, en particulier provenant de tunneliers, présentant des risques d’oxydation et d’acidification.An object of the invention is to treat excavated soil cuttings, coming from underground digging sites, in particular coming from tunnel boring machines, presenting risks of oxidation and acidification.

Il est à cet effet proposé, un procédé de traitement de déblais de sols excavés, provenant d’aménagement sous-terrain, comprenant une étape de détermination de la teneur en disulfure de fer, FeS2, et de la teneur en carbonate dans les déblais.To this end, a method for treating excavated soil cuttings from underground development is proposed, comprising a step for determining the iron disulphide content, FeS 2 , and the carbonate content in the cuttings. .

Avantageusement, le procédé comprend les étapes suivantes :
a) détermination du potentiel d’acidification des déblais, noté AP, par :
a.1) détermination de la teneur en soufre oxydable, notée Sox%, dans les déblais ;
a.2) calcul du potentiel d’acidification AP selon l’équation (1) suivante :
[Math 1]

b) détermination du potentiel de neutralisation des déblais, noté NP, par :
b.1) détermination de la teneur totale en carbonate dans les déblais, notée MCO3%, M représentant le contre-ion, de préférence Ca ou Mg ;
b.2) calcul du potentiel de neutralisation NP selon l’équation (2) suivante :
[Math 2]

c) calcul du ratio NP/AP ;
d) si le ratio NP/AP est > 3, les déblais peuvent être stockés sans traitement ;
e) si le ratio NP/AP est ≤ 3, les déblais sont traités par apport de carbonate de telle sorte que le mélange en résultant ait un ratio NP(mélange après traitement)/AP(mélange après traitement)strictement supérieur à 3.
Advantageously, the method comprises the following steps:
a) determination of the acidification potential of the cuttings, denoted AP, by:
a.1) determination of the oxidizable sulfur content, denoted S ox %, in the cuttings;
a.2) calculation of the acidification potential AP according to the following equation (1):
[Math 1]

b) determination of the neutralization potential of the cuttings, denoted NP, by:
b.1) determination of the total carbonate content in the cuttings, denoted MCO 3 %, M representing the counterion, preferably Ca or Mg;
b.2) calculation of the neutralization potential NP according to the following equation (2):
[Math 2]

c) calculation of the NP/AP ratio;
d) if the NP/AP ratio is > 3, the cuttings can be stored without treatment;
e) if the NP/AP ratio is ≤ 3, the cuttings are treated by adding carbonate in such a way that the resulting mixture has an NP (mixture after treatment) /AP (mixture after treatment) ratio strictly greater than 3.

Lors de l’étape e) le carbonate est avantageusement apporté par ajout de matériau calcaire et l’étape e) comprend les étapes suivantes :
e.1) détermination de la teneur totale en carbonate dans le matériau calcaire, notée MCO3%(calcaire), M représentant le contre-ion, de préférence Ca ou Mg ;
e.2) calcul du potentiel de neutralisation du matériau calcaire, noté NPcalcaire, selon l’équation (3) suivante :
[Math 3]

e.3) calcul du taux minimal de matériau calcaire à ajouter, noté x, selon l’inéquation (4) suivante :
[Math 4]

où AP et NP sont tels que définis précédemment.
De préférence, la teneur, x, de matériau calcaire à ajouter est déterminée selon l’équation (5) suivante :
[Math 5]

où NP, AP et NPcalcairesont tels que définis précédemment.
Les sols excavés sont en particulier de nature sablo-argileux.
During step e) the carbonate is advantageously provided by adding limestone material and step e) comprises the following steps:
e.1) determination of the total carbonate content in the limestone material, denoted MCO 3 % (limestone), M representing the counterion, preferably Ca or Mg;
e.2) calculation of the neutralization potential of the calcareous material, denoted calcareous NP , according to the following equation (3):
[Math 3]

e.3) calculation of the minimum rate of calcareous material to be added, noted x, according to the following inequality (4):
[Math 4]

where AP and NP are as previously defined.
Preferably, the content, x, of calcareous material to be added is determined according to the following equation (5):
[Math 5]

where NP, AP and limestone NP are as previously defined.
The excavated soils are in particular sandy-clayey in nature.

Le procédé est avantageusement réalisé à l’échelle industrielle. Il comprend avantageusement les étapes suivantes
1. Dépose des déblais de sols excavés provenant d’une même zone géographique de creusement sur une zone plane imperméable avec des moyens de collecte et de récupération des eaux de ruissellement ; et
2. Analyse de la teneur en disulfure de fer, FeS2, et de la teneur en carbonate, calcul du ratio NP/AP et détermination du taux minimal, x, de matériau calcaire à ajouter ; puis
3. Epandage des matériaux calcaires comprenant le dépôt d’une couche de matériaux calcaire en superposition à la couche de déblais à traiter ; puis
4. Homogénéisation du mélange déblais et matériaux calcaire par malaxage ; puis
5. Stockage du déblai rendu inerte à la suite de l’étape 4.
The process is advantageously carried out on an industrial scale. It advantageously includes the following steps
1. Places excavated soil cuttings from the same geographical area of excavation on a flat impermeable area with means of collection and recovery of runoff water; And
2. Analysis of the iron disulphide content, FeS 2 , and of the carbonate content, calculation of the NP/AP ratio and determination of the minimum rate, x, of calcareous material to be added; Then
3. Spreading of limestone materials comprising the deposit of a layer of limestone materials superimposed on the layer of cuttings to be treated; Then
4. Homogenization of the mixture of cuttings and limestone materials by mixing; Then
5. Storage of the excavated material rendered inert following step 4.

Lors de l’étape a) on dépose avantageusement 2500 T de déblais.During step a) 2500 T of cuttings are advantageously deposited.

Claims (7)

Procédé de traitement de déblais de sols excavés, provenant d’aménagement sous-terrain, comprenant une étape de détermination de la teneur en disulfure de fer, FeS2, et de la teneur en carbonate dans les déblais.Process for treating excavated soil cuttings, originating from underground development, comprising a step for determining the content of iron disulphide, FeS 2 , and the carbonate content in the cuttings. Procédé selon la revendication 1, comprenant les étapes suivantes :
a) détermination du potentiel d’acidification des déblais, noté AP, par :
a.1) détermination de la teneur en soufre oxydable, notée Sox%, dans les déblais ;
a.2) calcul du potentiel d’acidification AP selon l’équation (1) suivante :

b) détermination du potentiel de neutralisation des déblais, noté NP, par :
b.1) détermination de la teneur totale en carbonate dans les déblais, notée MCO3%, M représentant le contre-ion, de préférence Ca ou Mg ;
b.2) calcul du potentiel de neutralisation NP selon l’équation (2) suivante :

c) calcul du ratio NP/AP ;
d) si le ratio NP/AP est > 3, les déblais peuvent être stockés sans traitement ;
e) si le ratio NP/AP est ≤ 3, les déblais sont traités par apport de carbonate de telle sorte que le mélange en résultant ait un ratio NP(mélange après traitement)/AP(mélange après traitement)strictement supérieur à 3.
Method according to claim 1, comprising the following steps:
a) determination of the acidification potential of the cuttings, denoted AP, by:
a.1) determination of the oxidizable sulfur content, denoted S ox %, in the cuttings;
a.2) calculation of the acidification potential AP according to the following equation (1):

b) determination of the neutralization potential of the cuttings, denoted NP, by:
b.1) determination of the total carbonate content in the cuttings, denoted MCO 3 %, M representing the counterion, preferably Ca or Mg;
b.2) calculation of the neutralization potential NP according to the following equation (2):

c) calculation of the NP/AP ratio;
d) if the NP/AP ratio is > 3, the cuttings can be stored without treatment;
e) if the NP/AP ratio is ≤ 3, the cuttings are treated by adding carbonate in such a way that the resulting mixture has an NP (mixture after treatment) /AP (mixture after treatment) ratio strictly greater than 3.
Procédé selon la revendication 2, dans lequel lors de l’étape e) le carbonate est apporté par ajout de matériau calcaire et l’étape e) comprend les étapes suivantes :
e.1) détermination de la teneur totale en carbonate dans le matériau calcaire, notée MCO3%(calcaire), M représentant le contre-ion, de préférence Ca ou Mg ;
e.2) calcul du potentiel de neutralisation du matériau calcaire, noté NPcalcaire, selon l’équation (3) suivante :

e.3) calcul du taux minimal de matériau calcaire à ajouter, noté x, selon l’inéquation (4) suivante :

où AP et NP sont tels que définis à la revendication 2.
Process according to claim 2, in which during stage e) the carbonate is provided by adding limestone material and stage e) comprises the following stages:
e.1) determination of the total carbonate content in the limestone material, denoted MCO 3 % (limestone), M representing the counterion, preferably Ca or Mg;
e.2) calculation of the neutralization potential of the calcareous material, denoted calcareous NP , according to the following equation (3):

e.3) calculation of the minimum rate of calcareous material to be added, noted x, according to the following inequality (4):

where AP and NP are as defined in claim 2.
Procédé selon la revendication 3, dans lequel la teneur, x, de matériau calcaire à ajouter est déterminée selon l’équation (5) suivante :

où NP, AP et NPcalcairesont tels que définis à la revendication 2 ou 3.
Process according to Claim 3, in which the content, x, of calcareous material to be added is determined according to the following equation (5):

where NP, AP and limestone NP are as defined in claim 2 or 3.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les sols excavés sont de nature sablo-argileux.Process according to any one of the preceding claims, in which the excavated soils are of a sandy-clayey nature. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant les étapes suivantes
1. Dépose des déblais de sols excavés provenant d’une même zone géographique de creusement sur une zone plane imperméable avec des moyens de collecte et de récupération des eaux de ruissellement ; et
2. Analyse de la teneur en disulfure de fer, FeS2, et de la teneur en carbonate, calcul du ratio NP/AP et détermination du taux minimal, x, de matériau calcaire à ajouter ; puis
3. Epandage des matériaux calcaires comprenant le dépôt d’une couche de matériaux calcaire en superposition à la couche de déblais à traiter ; puis
4. Homogénéisation du mélange déblais et matériaux calcaire par malaxage ; puis
5. Stockage du déblai rendu inerte à la suite de l’étape 4.
Method according to any one of the preceding claims, comprising the following steps
1. Places excavated soil cuttings from the same geographical area of excavation on a flat impermeable area with means of collection and recovery of runoff water; And
2. Analysis of the iron disulphide content, FeS 2 , and of the carbonate content, calculation of the NP/AP ratio and determination of the minimum rate, x, of calcareous material to be added; Then
3. Spreading of limestone materials comprising the deposit of a layer of limestone materials superimposed on the layer of cuttings to be treated; Then
4. Homogenization of the mixture of cuttings and limestone materials by mixing; Then
5. Storage of the excavated material rendered inert following step 4.
Procédé selon la revendication 6, dans lequel lors de l’étape a) on dépose 2500 T de déblais.
Process according to claim 6, in which during step a) 2500 T of cuttings are deposited.
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