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Tutelles et Partenaires
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VALOSED
Contexte
Le besoin récurrent de la valorisation des sédiments de dragage sur le territoire aquitain est la raison première de ce projet. En effet, les sédiments de dragage mis à terre, générés par l’entretien des ports de la Région Nouvelle Aquitaine, sont actuellement traités comme déchets. Pour les entretiens courants, plus de 50 000m3/an de sédiments sont produits à l’échelle des ports de la Gironde. Comme le rejet en mer des sédiments pollués n’est plus acceptable, des sites terrestres sont nécessaires pour accueillir la partie polluée de ces matériaux et aucune solution pérenne et satisfaisante pour leur valorisation n’existe actuellement.
La problématique des sédiments de dragage revêt de plus en plus d’importance par le durcissement de la réglementation avec l’interdiction du rejet en mer des matériaux pollués à l’horizon 2025. En effet, le volume de sédiments dragués est estimé chaque année à environ 50 millions de m3 pour l’ensemble de la France, dont 95% seraient immergés et 5% gérés à terre. Même si actuellement la plupart des sédiments dragués est non polluée, dès l’entrée en vigueur de l’interdiction du clapage en mer des sédiments pollués, les quantités de sédiments à traiter à terre générées vont augmenter. Par ailleurs, le prix du foncier a connu une hausse en France et en particulier dans le Sud-Ouest, et il devient inenvisageable de les stocker sur sites dédiés à proximité des lieux de dragage : solution financièrement intenable. Cela engendre aussi des impacts environnementaux sévères avec, par exemple, le remblaiement de certaines zones humides.
En plus de cela, il faut considérer le fait que ces sédiments sont souvent pollués par des hydrocarbures, des métaux lourds et autres types de pollution qui rendent impossible leur stockage en l’état sans prendre des dispositions considérables pour prévenir le relargage de ces polluants sur le long terme, notamment en termes de pollution des sols et, ensuite, des eaux de surface et/ou souterraines. Cela nécessite donc de déployer des moyens importants pour dimensionner et sécuriser des lieux de stockage appropriés : sites dédiés nécessitant des grandes surfaces de parcelles mais également une certaine qualité (mécanique, propriétés de transfert…) des formations de stockage pour assurer l’étanchéité, le drainage…
Ainsi, en dehors du stockage ou de l’enfouissement, la solution de la valorisation des sédiments s’impose d’elle-même. Cette valorisation va de pair avec la préservation de la ressource par l’utilisation de matériaux recyclés en substitution de matériaux plus nobles et donc plus coûteux.
Un autre point, de plus en plus médiatisé engendrant des dégâts matériels et sur lequel une attention particulière est portée ces dernières années (voire décennies), est le changement climatique. Celui-ci se manifeste par le recul des côtes ou des inondations importantes suite à la rupture de digues qui ne constituent plus des remparts efficaces contre ces effets.
La réhabilitation des digues se fait actuellement avec les méthodes classiques : rehaussement avec des enrochements importés et des soutènements généralement coûteux. Le béton à base de sédiments pourrait être utilisé pour cette fin.
Objectifs et enjeux scientifiques
L’objectif de ce projet est, dans un premier temps, d’apporter une solution innovante de valorisation des sédiments de dragage pollués au niveau régional et national tout en étant efficace et peu coûteuse et, dans un deuxième temps, de proposer des procédés de réhabilitation de quai ou de digue moyennant des solutions innovantes et intégrant la valorisation de ces sédiments.
L’objet de ce projet est donc bien double :
- D’une part, valoriser les sédiments de dragage pollués (y compris la fraction fine) devenus déchets dès lors qu’ils sont dragués et avérés pollués (IDRA,2011).Le coût du foncier étant élevé et le stockage en est de plus en plus difficile, voire impossible à supporter par les maitres d’ouvrage en charge du dragage. De plus, la mise à terre de ces matériaux aura un impact environnemental fort sur les sites à terre qui pour des raisons économiques se situent souvent à proximité de l’eau dans des sites avec un fort enjeu environnemental.
- D’autre part, réhabiliter des digues ou autres ouvrages hydrauliques de manière innovante et avec des moyens réduits, à savoir :
- sols disponibles sur place et donc moins coûteux en termes de transport,
- des tonnages/cubatures en quantité et gratuits puisque destinés a priori à l‘enfouissement,
- enfin, le remblai allégé ou le sol fin stabilisé exercera moins de poussée sur les éventuels ouvrages de soutènement prévus. Donc, une économie substantielle également sur les coûts de ces ouvrages.
Par ailleurs, la plupart des solutions actuelles préconisent la valorisation de sédiments essentiellement dans les travaux routiers. Notre projet a pour ambition de surtout valoriser la fraction fine de ces sédiments qui risque d’être plus chargée en pollution (hydrocarbures, métaux lourds, TBT)
En effet cette fraction fine est la plus problématique car elle fixe toute la pollution de par la capacité de rétention des particules colloïdales sensibles aux différentes pollutions existantes dans le milieu. Compte tenu de l’abondance des déchets et la difficulté de stockage, trouver de nouvelles voies de valorisation en grande quantité des sédiments est devenu nécessaire. En effet, depuis une dizaine d'années, la réglementation concernant les opérations de dragage a beaucoup évolué afin de mieux prendre en considération les enjeux environnementaux. Cette réglementation est issue de textes internationaux (convention de Londres), de textes régionaux (convention OSPAR) et de Directives Européennes (Directive Cadre sur l'eau, Directive Déchets, ...). Plusieurs difficultés résident dans la valorisation des sédiments non immergeables. En effet, l'utilisation de ces matériaux lors de projets en génie civil n'est pas toujours bien perçue, il est donc nécessaire de travailler sur un protocole qualité en prenant en compte la disponibilité des matériaux, la proximité des marchés potentiels à proximité du port et le coût du transport et du traitement. Il est donc indispensable d’avoir une meilleure connaissance des sédiments pour développer des filières durables de valorisation.
L'intérêt de ce projet est de concevoir de nouvelles méthodes de formulation de béton avec des sédiments de dragage marins comme matière première et les mettre en œuvre industriellement pour mieux comprendre et appréhender l’incorporation massive de fines dans certains bétons, en étudiant leur impact sur le comportement des matériaux frais et matures. Il étudiera la formulation et les performances du béton en termes de propriétés mécaniques, de transport et de durabilité. Les applications visées correspondent à la réhabilitation des structures portuaires afin d'utiliser les sédiments marins dragués in situ. De plus, il s'intéresse au recyclage de grandes quantités de sédiments de dragage et tente de surmonter les problèmes économiques et environnementaux liés aux cimenteries. Ceci peut avoir un impact significatif sur l'environnement par le recyclage des déchets sédiments, la réduction de la consommation d'énergie dans le processus de production et l’épuisement des ressources naturelles comme les granulats que les émissions de CO2 liées à la fabrication du ciment ainsi que de la réduire.
Les verrous à lever s’articulent autour de 3 axes : la durabilité, la mécanique et l’érosion de ces matériaux. En effet, il s’agit d’étudier la capacité de relargage et de rétention des pollutions contenues dans les sédiments, ainsi que l’érosion en terme de départ des fines, lors de l’exposition des bétons formulés à base de sédiments à des milieux agressifs : salins, acides,… Enfin, l’augmentation de la résistance en fonction de l’application prévue doit être améliorée et étudiée en ajoutant des granulats ou des bétons concassés recyclés. Ces essais et modélisation que nous prévoyons dans ce projet s’appliqueront à 3 échelles : 1/ l’échelle du laboratoire (éprouvettes de petites tailles), 2/ l’échelle 1/2 (ouvrages de type murs/voiles de 2,0 à 2,5 m de long pour 1,6 à 1,8 m de haut / essais sur le banc de structures d’I2M / matériel Equipex, ANR-10-EQPX-16), et enfin, un ou plusieurs objets d’application (murs de quai, digue...). Ces derniers seront réalisés avec le béton développé.
Partenaires
ÉTABLISSEMENTS ACADEMIQUES :
Université de Bordeaux : I2M /GCE pilote du projet | |
Université de La Rochelle : Laboratoire LaSIE, équipe Transfert, dégradation et valorisation des matériaux (TDVM) | |
Université de PAU et des Pays de l’Adour: Laboratoire SIAME, équipe Géomatériaux et Structures du Génie Civil | |
CEREMA : Cerema Sud-Ouest, Laboratoire de Bordeaux |
ACTEURS SOCIO-ECONOMIQUES:
Les entreprises
FNTP (Fédération Nationale des Travaux Publics) | |
Balineau | |
Soletanche (Vinci) | |
NGE | |
Cassous | |
Guyenne Environnement (Plateforme recyclage pour bétons concassés) | |
Spie Batignoles | |
Bureau d’étude Alios |
Les maîtres d'ouvrage
Grand Port Maritime de Bordeaux | |
Port de Bayonne : Communauté d’Agglomération Pays Basque, Service Développement et Exploitation |
Financement
Ce projet est soutenu par le Conseil Régional Nouvelle Aquitaine (AAP Recherche 2019) et la FNTP (Fédération Nationale des travaux Publics), en collaboration avec des entreprises ou BE et le GRAND PORT MARITIME DE BORDEAUX
Mise à jour le 26/03/2020
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