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Caractérisation des sables de fonderies pour une valorisation en techniques routières

Un programme de caractérisation des sables de fonderies au niveau national a été mené par CTIF avec l’aide de la Fédération Forge Fonderie, en 2014 et 2015. Cette campagne de mesures avait pour but de faire un état des lieux de la qualité environnementale des sables pour une valorisation en techniques routières et de rehausser des valeurs limites réglementaires actuellement utilisées.

Caractérisation des sables de fonderies pour une valorisation en techniques routières

Un programme de caractérisation des sables de fonderies au niveau national a été mené par CTIF avec l’aide de la Fédération Forge Fonderie, en 2014 et 2015. Cette campagne de mesures avait pour but de faire un état des lieux de la qualité environnementale des sables pour une valorisation en techniques routières et de rehausser des valeurs limites réglementaires actuellement utilisées.

Le contexte de l’étude

Un guide a été publié par le Setra (qui est devenu en 2014 Cerema : Centre d’Etudes et d’expertise sur les Risques, l’Environnement, la Mobilité et l’Aménagement) en 2011 ; il s’agit d’un guide générique qui fournit une méthodologie d’évaluation de l’acceptabilité environnementale de matériaux alternatifs issus de déchets en technique routière. Il prévoit une caractérisation initiale et un contrôle de conformité sur les matériaux alternatifs (sable criblé et déferraillé).

La caractérisation est graduée par niveau pour valider l’usage en techniques routières :

  • Niveau 1 : réalisation de l’essai de lixiviation et analyses sur brut puis comparaison aux valeurs limites de l’annexe 3 du guide (référentiel actuellement utilisé par les fondeurs de l’arrêté du 12 décembre 2014, selon la norme NF EN 12457-2)
  • Niveau 2 : réalisation de l’essai de percolation et comparaison aux valeurs limites de l’annexe 4 du guide (selon la norme NF CEN/TS 14 405)

Si les valeurs limites de niveau 1 sur brut sont dépassées, alors les sables ne peuvent pas être valorisés en techniques routières.

Par contre, si les valeurs limites de niveau 1 ne sont pas respectées uniquement sur lixiviats, alors le guide laisse la possibilité d’utiliser un autre référentiel sur la base d’un test de percolation (niveau 2). Cependant, l’essai est long (30 jours) et onéreux, et ne peut se mettre en place dans le cadre d’un contrôle fréquent, de routine. Aussi, le Ministère de l’Environnement, de l’Énergie et de la Mer a laissé la possibilité dans le cadre d’une caractérisation initiale de faire des corrélations entre les résultats sur lixiviats et percolats et ainsi réévaluer les valeurs limites en lixiviation qui pourront être supérieures pour certains paramètres à celles du niveau 1.

Collecte des échantillons et caractérisation

Le programme a été construit avec la participation technique et financière de CTIF, de 46 fonderies et de l’Ademe ainsi que l’expertise du Ministère de l’Environnement, de l’Énergie et de la Mer. Les quarante-six fonderies génèrent environ 216 000 t de déchets de sable, soit 62 % du gisement de déchets de sables à vert et 32 % du gisement de sable à prise chimique.

Trois catégories de sables ont été retenues parmi les procédés les plus utilisés : sables à vert ou silico-argileux, sables furaniques et phénoliques (à prise acide) et sables phénolates alcalins ester et polyuréthane (à prise basique).

Résultats des caractérisations

Sur cinquante et un échantillons caractérisés, les résultats en pourcentage des quantités générées de déchets sont globalement les suivants :

  • 38 % respectent les valeurs limites de niveau 1 (référentiel actuel).
  • 61 % respectent les valeurs limites de niveau 2 (soit 23 % en plus).

Globalement, les quantités de sels, métaux et indice phénol sont moins relarguées à la lixiviation qu’à la percolation et les valeurs limites plus élevées à la percolation qu’à la lixiviation.

Les dépassements sont spécifiques à chaque catégorie :

  • Sable à vert : fluorures, fraction soluble, sulfates, indice phénol, COTbrut , BTEX.
  • Sable furanique- phénolique: COTlixiviat, fraction soluble, BTEX, COT
  • Sable polyuréthane-alphaset : indice phénol, COTlixiviat,
  • Pour les fonderies d’acier et de fonte et/ou utilisant des manchons: Cr, Ni, Zn, Sb, Mo, fluorures

Un tiers des sables du programme dépassent les valeurs limites sur brut ce qui les rend inaptes à la valorisation en techniques routières. Il est recommandé aux fonderies un tri plus rigoureux des déchets pour éviter toute pollution par des sables imbrulés ou fines de sable D’autre part, une réduction à la source par l’emploi de nouvelles résines  (moins émissives) et additifs (à base de graphite ou lignite) pourra réduire notamment les concentrations en BTEX et COT sur brut.

Pour les sables à vert la réalisation des tests a été modifiée du fait des teneurs importantes en argile :

  • Au niveau des tests de lixiviation, les recommandations de l’annexe E de la norme NF EN 12 457-2 ont été appliquées en mettant en œuvre une opération de centrifugation pour éviter la diffusion de colloïdes argileux dans les lixiviats.
  • Au niveau des tests de percolation, les recommandations de l’EPA (ref Draft 1314 de janvier 2013) ont été mises en œuvre avec la mise en solution de chlorure de calcium dans l’eau de percolation pour floculer l’argile et l’empêcher de gonfler.

Etude des corrélations et rehaussement des valeurs limites de niveau 1.

Les paramètres faisant l’objet de dépassements en lixiviation ont été plus particulièrement étudiés. Des corrélations ont été réalisées entre les résultats de lixiviation et percolation à partir de l’ensemble des résultats pour chacune des trois catégories de sables et en les regroupant.

CTIF a pu produire suffisamment de résultats d’analyses pour négocier auprès du Ministère un rehaussement de valeurs limites par rapport à celles de niveau 1. Il s’agit plus particulièrement des valeurs en fluorures (fois 3 et 6), sulfates (fois 5 et10), phénol (fois 2), zinc (fois 12,5), nickel (sois 5 et 10) et antimoine (fois 6 et11).

A noter que ces valeurs limites sur lixiviation ne pourront s’appliquer que pour des usages spécifiques en techniques routières de type 1 (usage revêtu) et de type 2 (usage recouvert).

Le projet doit se prolonger sur 2016 pour l’élaboration du guide d’application édité par le Cerema. Il s’agira pour CTIF de réunir le Ministère, l’Ademe, la Fédération Forge Fonderie, des fondeurs et des professionnels du déchet et du TP pour valider les valeurs limites et définir ensemble une procédure de vérification de la conformité des sables.

Contact Béatrice Torralba


 

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