Presentation SIR de Mulhouse Valorisation des matériaux : les MIOM

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1 Presentation SIR de Mulhouse Valorisation des matériaux : les MIOM
toitototototoot Presentation SIR de Mulhouse Valorisation des matériaux : les MIOM Les MIOM – Vaillant-c Jérémy Les terrassements – Lambert Thibault Les chaussées - Rouch Vincent Le marché – Rouch Vincent Ministère de l'Écologie, de l'Énergie, du Développement durable et de l'Aménagement du territoire

2 SOMMAIRE Qu’est ce qu’un MIOM ? Emploi dans les terrassements
toitototototoot SOMMAIRE Qu’est ce qu’un MIOM ? 3 Emploi dans les terrassements 6 Emploi dans les structures de chaussée 10 MIOM : les conditions de réussite 12 Réunion Rapport d'activité 2009 Du 7 au 9 septembre 2009

3 1- Qu’est ce qu’un MIOM ? toitototototoot
Réunion Rapport d'activité 2007 Du 7 au 9 mai 2008

4 toitototototoot Définition d’un MIOM Un Mâchefer d‘Incinération des Ordures Ménagères (MIOM), est un résidus issus des foyers de combustion des Unités d'Incinération d'Ordures Ménagères (UIOM). Le mâchefers brut sorti du four d’incinération se présente comme un amas grisâtre constitué de : - d’éléments imbrûlés légers (papiers, chiffons, plastiques…) ; - de résidus ferreux (cadres de vélos, boîtes de conserve, ferrailles diverses…) ; - de résidus non ferreux (fil de cuivre, papier aluminium…) ; - des débris de vaisselle (faïence…) ; - de bouteilles de verre. Réunion Rapport d'activité 2007 Du 7 au 9 mai 2008

5 Les ressources A l’échelle nationale :
toitototototoot Les ressources A l’échelle nationale : T/an d’ordures ménagères ; - 45% des ordures ménagères sont incinérées soit T/an ; - 25 à 30% de mâchefers soit 2,7.106 T/an ; Réunion Rapport d'activité 2007 Du 7 au 9 mai 2008

6 Valorisation d’un MIOM brut
toitototototoot Valorisation d’un MIOM brut En technique routière, les MIOM bruts ne sont pas utilisables. Ils doivent subir un certain nombre de traitements qui dépendent de l’utilisation prévue : - en remblais, l’enlèvement des ferrailles les plus encombrantes peut être suffisant, - en couche de forme et d’assises, il faut assurer une correction granulométrique, déferrailler de façon plus poussée, enlever les imbrûlés légers et éliminer un maximum de métaux non ferreux (maîtrise des risques de gonflement). Réunion Rapport d'activité 2007 Du 7 au 9 mai 2008

7 Cadre réglementaire - Loi du 15 juillet 1975 :
toitototototoot Cadre réglementaire - Loi du 15 juillet 1975 : Défini les responsabilités des producteurs et détenteurs de déchets pour leur élimination. - Arrêté ministériel du 25 janvier 1991 : pour que les MIOM soient valorisables, ils doivent être séparés des résidus de l’épuration des fumées de l’incinération des ordures ménagères (REFIOM). - Loi du 13 juillet 1992 applicable au 1er juillet 2002 : Aborde l’élimination des déchets, les installations classées pour la protection de l’environnement. La circulaire de mai 1994 doit être révisée et être en accord avec les dispositions des directives européennes. - Guide technique de 1992 : SETRA/LCPC : Réalisation des remblais et des couches de forme. - Circulaire ministérielle du 9 mai 1994 : réglemente la valorisation des mâchefers issus de l’incinération des déchets ménagers et assimilés. Réunion Rapport d'activité 2007 Du 7 au 9 mai 2008

8 Critères environnementaux
toitototototoot Critères environnementaux Dans la mesure où, les mâchefers brut, ont une composition aléatoire, variation de la quantité et de la qualité des éléments constituant les ordures ménagères, la circulaire du 9 mai 1994 impose la réalisation d’analyses au stade de la production puis ultérieurement (destination) pour s’assurer de la stabilité des différents MIOM produits. Ces analyses comportent une mesure du taux d’imbrûlés et un test sur le potentiel polluant de la fraction soluble du mâchefers appelé lixiviation. Ces analyses physico-chimiques permettent de classés les mâchefers en 3 catégories : - "V" : valorisable : travaux publics ; - "M" : maturable : valorisable après maturation et élaboration ; - "S" : stockable : non utilisable, destiné au centre de stockage de déchets (CSD). Problématique des métaux lourds fortement polluants. Lixiviation : mise en solution dans l’eau pour tester la stabilité chimique de l’élément. Classe Taux d’imbrûlés Fraction soluble Potentiel polluant par paramètre (mg/kg d’échantillon sec) : NF-X31 210 mercure plomb cadmium arsenic chrome sulfate Carbone organique total V < 5% < 0,2 < 10 < 1 < 2 < 1,5 < 104 < 1500 M < 10% < 0,4 < 50 < 4 < 3 < 1,5.104 < 2000 S > 5% > 10% > 0,4 > 50 > 2 > 4 > 3 > 1,5.104 > 2000 Réunion Rapport d'activité 2007 Du 7 au 9 mai 2008

9 Critères environnementaux
toitototototoot Critères environnementaux Les mâchefers S : Ils doivent être éliminés en centre de stockage de classe 2. Les mâchefers M : Ils peuvent soit être éliminés en centre de stockage de classe2, soit être valorisé après prétraitement ou maturation. Les mâchefers V : Ils peuvent être valorisés en techniques routière après déférraillage et de préférence après criblage dans : - structure routière ou parking (couche de forme, couche de fondation ou couche de base) à l’exception des chaussées réservoir ou poreuses, - remblai compacté d’au plus 3 m de hauteur, sans aucun dispositifs d’infiltration et à condition qu’il y ait en surface : une structure routière ou un parking, un bâtiment couvert, Maturation : permet la baisse de la teneur en eau et du PH par oxydation du produit (carbonatation). Maturation : entreposer à l’air libre (soumis aux intempéries). L’optimisation de la production en mâchefers de classe V dépend du trie initial et de la qualité de la combustion. Une combustion incomplète produit des mâchefers de mauvaise qualité. un recouvrement végétal sur un substrat d’au moins 0,5 m. mâchefer brut mâchefer élaboré Réunion Rapport d'activité 2007 Du 7 au 9 mai 2008

10 Composition chimique d’un MIOM (V)
toitototototoot Composition chimique d’un MIOM (V) Silice et alumine Imbrûlés Calcaire et chaux Sels eau Métaux lourds (traces) 2 % 2 % traces 15 % 62 % 18 % Les éléments majeurs qui composent le MIOM brut ou élaboré sont pour 95 % du produit : Si- Al – Ca – Fe – Na – K – Mg sous forme d’une matrice silico-alumineuse et sous forme d’oxydes. On trouve également des imbrûlés (3 à 5%), des sels (NaCl, KCl, CaCl2, CaSO4), des métaux lourds Composition chimique d’un MIOM V La composition du mâchefer est susceptible d’évoluer dans l’avenir, du fait : - du développement des collectes sélectives ; - de l’évolution des techniques et procédés de combustion. Réunion Rapport d'activité 2007 Du 7 au 9 mai 2008

11 Synthèse : UIOM Décharge classe 1 MIOM (S) ou (M) MIOM (V) Décharge
toitototototoot Synthèse : Décharge classe 1 REFIOM 3 à 5 % UIOM Traitement fumée Ordures ménagères 100 % Mâchefers 25 à 30 % MIOM (S) MIOM S  0% MIOM M 5% ou (M) MIOM (V) MIOM V 95% Élimination des MIOM : article 14 de l’arrêté ministériel du 25 janvier 1991 Arrêtés ministériels du 18 décembre 1992. REFIOM : résidus de l’épuration des fumées de l’incinération des ordures ménagères. IME : installation de maturation et d’élaboration des mâchefers. MIOM valorisable sur Strasbourg : à T/ an T/an pour l’usine conccurente. Capacité de stockage : T Décharge classe 2 MIOM (M) devenu (S) MIOM (V) Plate-forme de maturation des mâchefers Valorisation en techniques routières Réunion Rapport d'activité 2007 Du 7 au 9 mai 2008

12 toitototototoot En résumé :

13 2- Les terrassements toitototototoot Réunion Rapport d'activité 2007
Du 7 au 9 mai 2008

14 Emploi dans les terrassements
Caractérisation géotechnique Conditions d'utilisation En phase projet A la mise en oeuvre Retour d'expérience Rocade Sud de Strasbourg Contournement de Haguenau

15 Caractérisation géotechnique
Granulométrie : 0/31,5 Teneur en fines : 5% < passant à 80 μm < 12% Passant à 2 mm : 20% < passant à 2 mm < 45% Argilosité Vbs < 0, Fines non argileuses MAIS SENSIBLE A L'EAU Essais géotechniques classiques non représentatifs

16 Caractérisation géotechnique
Résistance 30 < LA < Friable 10 < MDE < Résistant Compactage à l'OPN : Densité : 1,6 < ρd < 1,7 Teneur en eau : 15% < wopn < 20% Indice portant immédiat : 30 < IPI < 60

17 Conditions d'utilisation
En phase projet A la mise en oeuvre En remblai En couche de forme Traité

18 Conditions d'utilisation En phase projet Circulaire du 9 mai 1994
Interdit en zone inondable Interdit dans les périmètres de protection rapprochés des captages d'alimentation en eau Interdit à moins de 30 m de tout cours d'eau A distance suffisante du NPHE (+30/50cm)

19 Conditions d'utilisation En phase projet Circulaire du 9 mai 1994
Sur une hauteur de 3 m maxi Compacté Impérativement recouvert en surface Structure routière, parking ou terre vegétale sur au moins 50cm Penser au TPC et aux accotements pour limiter l'infiltration des eaux

20 Conditions d'utilisation En phase projet Circulaire du 9 mai 1994
Interdit pour le remblaiement des canalisations métalliques Risque fort de corrosion Ouvrages métalliques (poteaux des glissières de sécurité) Ouvrages en béton armé (remblai contigu, caniveau ...) Terre armée, paroi coulée ..... Interdit dans les systèmes drainants

21 Conditions d'utilisation En phase projet Circulaire du 9 mai 1994
Eviter le dispersement de ces matériaux, privilégier leur emploi dans les chantiers importants Réduire autant que faire se peut l'exposition prolongée aux intempéries Procédure spécifique Prévoir les modalités d'approvisionnement Prévoir des dispositions en cas d'intempérie pendant la mise en oeuvre Prendre en compte la capacié de production

22 Conditions d'utilisation A la mise en oeuvre : en remblai
A l'OPN →pas de problème de mise en oeuvre, → bonne portance et excellente trafficabilité → possibilité d'emploi en PST A l'état humide → portance chute + sujet au matelassage → aération, couches minces, compactage faible A l'état sec → difficilement compactable (très frottant) → arosage compliqué à réaliser → compactage intense + couches minces

23 Conditions d'utilisation A la mise en oeuvre : en couche de forme
Possible sans traitement sous réserves : Insensibilité au gel ? → à vérifier par une étude Matériau friable → possibilité d'évolution granulométrique sous compactage intense (attention à l'interface) Obtention d'une PF2 max Nécessité de protection si la couche d'assise n'est pas réalisée à la suite (enduit gravilloné)

24 Conditions d'utilisation A la mise en oeuvre : avec traitement
Possibilité de traitement aux liants hydrauliques pour une utilisation en couche de forme Nécessité d'une étude de traitement spécifique

25 Retour d'expérience Rocade Sud de Strasbourg Contournement de Haguenau
Projet Réalisation Contournement de Haguenau

26 Retour d'expérience Rocade Sud de Strasbourg
Gravière L'ILL Canal Gravière Gravière Source : Protires Volume de MIOMS : m3 Volume de remblais « ordinaires » : m3

27 Retour d'expérience Rocade Sud de Strasbourg

28 Retour d'expérience Rocade Sud de Strasbourg

29 Retour d'expérience Rocade Sud de Strasbourg

30 Retour d'expérience Rocade Sud de Strasbourg

31 Retour d'expérience Contournement de Haguenau
Conditions d'utilisation En phase projet Circulaire du 9 mai 1994 Source : Protires

32 3- Les chaussées toitototototoot Réunion Rapport d'activité 2007
Du 7 au 9 mai 2008

33 Différentes techniques
toitototototoot Différentes techniques Les MIOM valorisables peuvent être utilisés sous différentes formes : - Comme matériaux granulaire (assimilé à une GNT A lors des modélisations) - traité au liant hydraulique - traité au liant hydrocarboné Mâchefer Utilisation Non traité Traité aux liants hydrauliques Traité aux liants hydrocarbonés Précautions et restrictions Couche de fondation oui oui (caractère expérimental) - épaisseur maximale de 55 cm pour les MIOM non traités ou traités par un liant hydraulique - épaisseur maximale de 15 cm pour les MIOM traités par un liant hydrocarboné Couche de base non Épaisseur maximale de 15 cm par couche Problématique des métaux lourds fortement polluants. Lixiviation : mise en solution dans l’eau pour tester la stabilité chimique de l’élément. Exemple de structures de chaussée à faible trafic intégrant des miom Plate-forme/trafic PF1 PF2 T4 BB : 5 cm GNT : 15 cm MIOM : 50 cm GNT : 12 cm MIOM : 30 cm T5 Enduit supérficiel MIOM : 55 cm Réunion Rapport d'activité 2007 Du 7 au 9 mai 2008

34 Caractéristiques techniques
toitototototoot Caractéristiques techniques Problématique des métaux lourds fortement polluants. Lixiviation : mise en solution dans l’eau pour tester la stabilité chimique de l’élément. Réunion Rapport d'activité 2007 Du 7 au 9 mai 2008

35 L’exemple d’Eurovia et son offre déclinée
toitototototoot L’exemple d’Eurovia  et son offre déclinée Problématique des métaux lourds fortement polluants. Lixiviation : mise en solution dans l’eau pour tester la stabilité chimique de l’élément. Réunion Rapport d'activité 2007 Du 7 au 9 mai 2008

36 toitototototoot Problématique des métaux lourds fortement polluants. Lixiviation : mise en solution dans l’eau pour tester la stabilité chimique de l’élément. Réunion Rapport d'activité 2007 Du 7 au 9 mai 2008

37 toitototototoot Conditions d’emploi Des conditions d’utilisation doivent être respectées afin de limiter l’impact avec les eaux météoriques, superficielles et souterraines. Ils ne doivent pas être utilisés (application de la circulaire de 94) : - en zones inondables et des périmètres de protection rapprochés de captages d’alimentation en eau potable ; - à moins de 30 m de tout cours d’eau ; - sous le niveau des plus hautes eaux connues ; - en remblai de tranchée comportant des canalisations métalliques ; - pour la réalisation de systèmes drainants ; Problématique des métaux lourds fortement polluants. Lixiviation : mise en solution dans l’eau pour tester la stabilité chimique de l’élément. - en chaussée réservoir ou poreuse ; Les mâchefers produits devront faire l’objet d’analyses périodiques tout au long de leur production afin de contrôler leur appartenance à la catégorie V. La signature d’une convention et d’une procédure de suivi de la qualité des mâchefers entre producteur, distributeur et valorisateur est souhaitable afin de garantir de bonnes conditions de valorisation des déchets. Réunion Rapport d'activité 2007 Du 7 au 9 mai 2008

38 Particularité de ce matériau
toitototototoot Particularité de ce matériau La sensibilité à l’eau peut entrainer des gonflements des couches de MIOM engendrant des déformations de la surface routière et une perte de portance. Ce gonflement peut être éviter en éliminant l’aluminium contenu dans les mâchefers. Réactif au contact des métaux. (réactions d’oxydo-réduction). Optimisable par l’addition de liants hydrauliques ou hydrocarbonné Cette technique agit sur les paramètres suivants : Dissolution sur acier noir - homogénéisation des caractéristiques physiques ; Problématique des métaux lourds fortement polluants. Lixiviation : mise en solution dans l’eau pour tester la stabilité chimique de l’élément. - augmentation de la résistance mécanique ; - réduction de la sensibilité à l’eau ; - augmentation du principe de précaution par rapport à la lixiviation. Réunion Rapport d'activité 2007 Du 7 au 9 mai 2008

39 Retour d'expérience RD 660 Batzendorf
Les lieux de stockage et de préparation des MIOM avant mise en œuvre répond également à la circulaire mâchefer. Les différentes mesures réalisées après travaux sur 1 mois montrent une diminution de la déflexion qui caractérise la rigidification du matériau Scormouse dont les performances mécaniques en termes de module sont très supérieures à celles d’une grave émulsion et sensiblement les mêmes que celles d’un béton bitumineux. Pour une épaisseur équivalente de GNT, de par son pouvoir renforçant plus important, le matériau Scormouse apporte un gain significatif de la durée de vie de la chaussée. Ce produit s’inscrit parfaitement dans la tradition des structures alsaciennes (chaussées souples et bitumineuses) et convient particulièrement aux élargissements et aux recalibrages des chaussées.

40 Retour d'expérience Evaluation du transfert des composés organiques des MIOM utilisés en sous-couche routière dans des ouvrages de construction récente (juillet 2003). la circulaire du 9 mai 1994 ne tient pas compte des composés organiques tels que les PolyChloroDibenzo-para-Dioxines (PCDD) et les PolyChloroDibenzoFurannes (PCDF). Ces MIOM, issus d’incinérateurs de conception récente, présentent des teneurs en PCDD/PCDF généralement faibles, qui varient selon le site considéré de 6,6 à 20 ng-I-TEQ/kg MS. Les teneurs en PCDD/PCDF des sols sous-jacents aux MIOM récents utilisés en sous-couche routière sont du même ordre de grandeur que les sols de référence échantillonnés hors de l’influence des MIOM et que les sols prélevés en zone urbaine. Ces résultats indiquent une absence de transfert des PCDD/PCDF des MIOM vers les sols sous-jacents

41 toitototototoot Impact environnemental de l’utilisation des MIOM en sous-couche routière (sur la base d’une modélisation et de données terrain) : les concentrations en polluants dans l’aquifère sont pour tous les éléments et quelques soient les conditions étudiées, largement inférieures aux seuils de potabilité (valeurs de constat d’impact utilisées en France dans le cadre de la gestion des sites pollués : décrets de janvier 1989 et de décembre 2001). Problématique des métaux lourds fortement polluants. Lixiviation : mise en solution dans l’eau pour tester la stabilité chimique de l’élément. Réunion Rapport d'activité 2007 Du 7 au 9 mai 2008

42 Retour d'expérience INERIS : étude expérimentale des dioxines sur l’environement
Les MIOM utilisés dans les structures récentes où la teneur en dioxine est de l’ordre de 9 ng ce qui correspond à la moyenne des miom utilisés en France. Quelque soit le site étudié, les campagnes d’auscultation réalisées ont montré un faible transfert des dioxines des MIOM vers le milieu sous jacent indépendamment de la nature du sol (limon ou sable).

43 4- Le marché toitototototoot Réunion Rapport d'activité 2007
Du 7 au 9 mai 2008

44 toitototototoot Production en Alsace - production sur Strasbourg : tonnes MIOM V / an - production sur Schweighouse-sur-Moder : tonnes MIOM V / an - production sur Colmar : T/ an - production sur Mulhouse : T/ an - capacité de stockage sur Strasbourg : T MIOM V - prix de vente : de 0 à 1 euro / tonne (hors transport) 5 à 6 euros / tonne pour les graviers Réunion Rapport d'activité 2007 Du 7 au 9 mai 2008

45 5- Quel avenir pour les mâchefers ?
toitototototoot 5- Quel avenir pour les mâchefers ? Réunion Rapport d'activité 2007 Du 7 au 9 mai 2008

46 Les perspectives d’emploi de cette matière 1ère
toitototototoot Les perspectives d’emploi de cette matière 1ère  Les enjeux : - seule filière de valorisation de ces matériaux - économie des ressource naturelles en granulats - faible coût de la ressource - augmentation de la production de MIOM dans l’avenir ?  Les conditions de réussite : - volonté de la maîtrise d’ouvrage (ouverture du thème aux COTITA, proposition en solution de base, …) - Pilotage du suivi de ces matériaux (traçabilité, suivi dans le temps, politique d’entretien) - Évolution de l’actuelle circulaire (harmonisation avec les normes européennes, prise en compte des dioxines et des furanes, clarification de la notion de déchet et produit, quid du transport) Réunion Rapport d'activité 2007 Du 7 au 9 mai 2008