Traitement a la chaux ou autres liants

Amis recycleurs,

Une fois vos déblais chaulés en 0/60 ou 0/40 il se pose toujours la question de l'enrobage de vos canalisations et autres conduites. Si les propriétés mécaniques et chimiques de votre "éco remblai" le permettent, il est possible de cribler cette fraction en 0/10 et 10/60 ou 0/10 et 10/40 par exemple. Vous pouvez alors utiliser votre 0/10 à la place d'un sable ou gravier de carrière de même classification GTR.

Une autre alternative pour le remplacement du 0/10 de carrière et l'utilisation de matériau recyclé. Le Slash® 0/10 est un exemple récent. C'est un matériau destiné au remblaiement de tranchées de canalisations ou pour la fondation de routes et de plates-formes, constitué à partir de matériaux recyclés. Sa composition est issues d'un mélange en centrale de laitier de haut-fourneau et de cendres de chaufferie industrielle à bois.
A l’occasion de sa 3 ème journée technique organisé en novembre dernier à Moyeuvre-Grande (57), la Société Lorraine d’Agrégats (Slag) filiale d’Eurovia, leader français des matériaux de construction issus de la valorisation des coproduits de sidérurgiques, a présenté le Slash® 0/10.

D'autres matériaux issus de diverses filières de recyclage sont actuellement en cours d'homologation ou encore sous R&D, le sable de verre est un exemple parmi tant d'autres.


Source: BTP Régions Nord-Est n°73.

Mais jusqu'où peut on aller en matière de recyclage des déblais générés par les travaux de type tranché?

Nous avons dores et déjà très largement développé la problématique du traitement à la chaux qui va de pair avec un criblage des déblais. Mais une fois "les fines" criblées et chaulées, il y a production de refus de criblage dont la proportion dépendra du caractère pierreux du sol excavé.

Au lieu de mettre en décharge des dit refus, il est également possible de les concasser avec un outil tout aussi mobile que le godet cribleur malaxeur : le godet concasseur. Un peu moins connu que son compère ALLU, ce dernier peut devenir très vite intéressant pour concasser des refus pierreux qui seront réutilisés sur site pour une couche de forme ou une plateforme.

Presque aussi vite amortissable que l'atelier mobile de recyclage (godet cribleur malaxeur ALLU et le silo), ce godet concasseur semble avoir un avenir environnemental certain.

Du même coup la quantité de déblais restant après recyclage (criblage, chaulage et concassage) tend très rapidement vers 0! Ce n'est pas notre mère Nature qui s'en plaindra...

Les roches calcaires sont issues de la sédimentation en milieux marins ou lacustres d’une boue à dominante carbonatée.

Les roches calcaires ont des propriétés particulières :
- une grande porosité inter granulaire
- matériaux meubles, fréquemment argileux nécessitant un traitement avant emploi
- certaine solubilité à l’eau due à la calcite (CaCO3)

Très souvent des jugements trop sévères sont émis sur ces roches : on les dit friables, hétérogènes, souvent pollués, trop sensibles à l’eau et au gel.

Il est nécessaire d’apporter des corrections à ces roches afin de pouvoir les réutiliser sur chantier : concassage sélectif et le chaulage pour neutraliser la plus part des argiles et minéraux secondaires présents dans ces matériaux.

Le chaulage des calcaires argileux est bénéfique à plusieurs titres. Les différentes actions de la chaux vive ou éteinte (floculation des argiles, précipitation de calcite, carbonatation, capacité d’échange d’ions) modifient profondément ces matériaux, et les rendent aptes à un plein emploi dans le génie civil et les travaux publics. La valorisation des produits dit de scalpage de carrière ou des déblais de tranchée sont à ce titre exemplaire.

une vidéo d'atelier mobile de chaulage des déblais calcaires chaulage déblais de tranchée calcaire http://www.dailymotion.com/video/x3sl4m_chaulage-deblais-de-tranchee-calcai_tech

une autre vidéo http://www.dailymotion.com/video/x3sl9r_recyclage-deblais-de-tranchees_tech

Le chaulage des calcaires « propres » permet d’améliorer leurs performances mécaniques. En effet, les calcaires sortant de carrière sont généralement poreux et saturé en eau naturellement chargée en carbonate de calcium dissous. L’action de la chaux vive va permettre de « praliner» le granulat et de renforcer sa résistance au choc et à l’usure.

Cet article est un résumé d’une parution technique de la société Lhoist France http://www.lhoist.fr/Frame_Home.htm

On parle souvent sur ce blog de l'utilisation de certaines chaux pour la stabilisation des déblais de chantier. Même si ils sont beaucoup moins répandus il existe d'autres liants : la pouzzolane, des cendres volantes calciques, des liants hydrauliques et certains laitiers traités de manière adéquates.

L'idéal est de vous renseigner et d'en parler à votre laboratoire afin de faire les tests de stabilisation avec le liant le plus adapté (techniquement et économiquement) à votre projet.

Voici le bilan carbone simplifié de l'atelier mobile de recyclage des déblais de chantier ALLU.

Quel est le prix de revient du matériau recyclé avec l’atelier mobile ALLU ?

Le prix de revient moyen du m3 de matériau recyclé avec l’atelier mobile de recyclage ALLU est de 3 à 5 €. Le prix de revient varie en fonction du porteur et donc e la taille du godet ALLU, des quantités recyclées et le nombre d’heure de fonctionnement de l’atelier par semaine ainsi que de la quantité de chaux utilisée.

NB : Une fiche de calcul détaillée du prix de revient au m3 est à votre disposition sur simple demande.



Pourquoi l’atelier mobile ALLU est un procédé pro environnemental ?

Le fait de fabriquer des matériaux recyclés directement sur site permet d’économiser des émissions de CO2 et NOX dus normalement au transport des matériaux de carrière par camions et au transport des matériaux à évacuer en décharge.
De plus le fait de consommer moins de matériaux de carrières permet de protéger les ressources naturelles.
La diminution des quantités de matériaux évacués en décharge permet de limiter l’encombrement des CET et de respecter les plans de gestion des déchets du BTP mis en place par les préfets dans les différents départements français.



Quelle rendement peut on obtenir avec un atelier mobile de recyclage ALLU ?

On a pour habitude de considérer qu’un cycle de traitement à chaux dure environ 2/3 minutes. Ce cycle comporte plusieurs phases : chargement, déchargement et deux passages dans le godet cribleur malaxeur ALLU. En effet même si ces deux passages ne se font pas dans la foulée, il est nécessaire d’affiner la qualité du mélange afin d’améliorer la mise en contact entre la chaux et le déblai.
En règle générale, nos clients réalisent le deuxième passage soit lors du chargement du camion (dans le cas du recyclage sur zone tampon) soit lors du rebouchage ou remblayage.

En tout état de cause, en partant du principe que l’on fait de 20 à 30 cycles par heures, il suffit de multiplier le volume du godet par la densité des déblais et le nombre de cycle pour avoir le rendement en tonne/heure.

Par exemple, un godet ALLU SC 3-15 (volume 1,1 m3 ISO) monté sur une pelle de 20 tonnes et travaillant dans un tout venant de densité 1,8 produira de 40 à 60 tonne/heure de matériaux recyclés.

Pour prendre les cas extrêmes avec le plus petit godet ALLU recommandé pour le recyclage des déblais de chantier et le plus grand on se trouve entre 25 et 120 m3/heure de capacité de production.

Quelle est l’action de la chaux sur les déblais de chantier ?

Les grands principes d’action de la chaux calcique aérienne sur les sols sont :
L’assèchement des matériaux, la floculation des argiles, l’amélioration de la portance immédiate du matériau.

-L’assèchement du sol est dû à la réaction fortement exothermique de la chaux vive qui réagit lors du malaxage avec l’eau libre du sol. Qui plus est le criblage avec le godet cribleur aère le matériau au long du processus de valorisation contribuant également à la réduction de la teneur en eau.

-La floculation de l’argile est due à la modification de la structure suite aux échanges cationiques liés à la saturation du milieu en ions calcium et à la formation d’agglomérats de feuillets d’argile liés électriquement entre eux Après floculation, le matériau, au lieu d’être dans un état plastique et gras, présente un aspect plus sableux avec la formation de grumeaux.

-Le traitement des sols à la chaux aérienne calcique va améliorer considérablement et de façon immédiate et durable la portance et la traficabilité du sol, mesuré par une augmentation très rapide de l’indice portant immédiat (IPI) permettant la circulation instantanée des engins sur les couches de remblai.

Pourquoi mon tas de matériaux recyclés à la chaux est il chaud ?

L’action de la chaux avec l’eau libre contenue dans les déblais est fortement exothermique c'est-à-dire que la réaction de la chaux avec l’eau va produire de la chaleur. Il n’est donc pas rare de constater une montée en température du tas.
Le dégagement de vapeur d’eau lors du malaxage et criblage avec le godet ALLU est une autre manifestation de ce phénomène exothermique.

NB : Voir aussi la partie Quelle est l’action de la chaux sur les déblais de chantier ?

Quelle quantité de chaux faut il ajouter à mes déblais pour pouvoir les recycler ?

La quantité de chaux à ajouter lors du recyclage des déblais de chantier dépend des propriétés du sol (valeurs au bleu, humidité…). De façon générale on peut dire que les entrepreneurs traitent leurs déblais de chantier de 0,8 à 3 % de chaux.

NB : Afin de travailler dans les règles de l’art des analyses de sols sont nécessaires afin de définir précisément la quantité de chaux à ajouter. Les paramètres les plus importants à surveiller sont « l’argilosité », l’humidité et la tenue mécanique du sol ou portance.

Comment est conditionnée la chaux et y a différent type de chaux ?

La chaux peut être livrée indifféremment en big bag de 500 à 1,5 tonne, en silo de tailles et de formes variables ou en camion vrac.

Il existe différent type de chaux, la plus usitée est la chaux vive aérienne pour sa très forte réactivité. Pour palier aux problématiques de poussière en milieu urbain, il est possible de travailler avec des chaux à faible émission de poussières.


Comment contrôler l’efficacité du traitement?

Le meilleur contrôle qualité possible reste dans une combinaison entre l’analyse en laboratoire avant et après traitement et le test de compactage sur chantier à l’aide d’un test au pénétromètre dynamique/variable ou d’un essai de plaque.

Les tests en laboratoire permettent de faire une étude de qualification et de formulation des matériaux à recycler. Il est alors possible de classer suivant la norme NF P 11-300 les matériaux et de trouver la quantité de chaux à apporter pour obtenir un matériau recyclé conforme aux préconisations techniques du cahier des charges du client.

Il est ainsi possible de faire « une fiche produit » avec les caractéristiques chimiques, mécaniques et géotechniques (IPI…) de votre remblai recyclé.

Ceci étant dit le juge de paix sur le chantier sera le test de compactage (essai pénétromètre dynamique à énergie variable type panda, essai de plaque…).



Le matériau traité/recyclé est stockable ?

Un aspect très intéressant du traitement à la chaux des déblais de chantier est la « stockabilité » que l’on confère au matériau.

Deux caractéristiques de l’action de la chaux permettent d’expliquer cela :

- l’effet évolutif de l’action de la chaux sur le matériau

- la formation d’une croûte imperméabilisante à la surface du tas de matériau recyclé (*)

Il est même possible de stocker à l’extérieur en respectant des principes simples (stockage en cône dans un endroit plat pour les éviter les eaux de ruissellement) de conserver ce matériau pendant plusieurs semaines ou mois.

(*) La formation de la pellicule ou croûte imperméabilisante provient de la réaction de la chaux résiduelle avec l’eau libre. Cette pellicule sera réduite en poussière lors du brassage des matériaux en les chargeant dans le godet ALLU.


Le matériau est il facilement excavable ?

Le matériau recyclé du fait de la modification de ces propriétés géotechniques devient très facilement excavable et manipulable.
Qui plus est même après avoir été compacté selon les normes en vigueur il est assez facile de ré ouvrir les tranchées pour faire l’entretien de réseau de canalisation par exemple.

NB : Voir aussi la partie Quelle est l’effet de la chaux sur les déblais de chantier ?




Pourquoi est il nécessaire de faire deux passages dans le godet cribleur ?

Le godet cribleur ALLU est un équipement polyvalent qui est utilisé pour criblé, broyé et mélangé des matériaux.

En règle générale lors du premier passage le godet cribleur va cribler les éléments grossiers (pierres, racines et autres refus de criblage), broyer les pierres et matériaux friables et faire un mélange grossier de la chaux et des déblais.

Le deuxième passage dans le godet est alors nécessaire pour homogénéiser la qualité du mélange chaux/déblais.

A partir de ce constat plusieurs façon de faire peuvent être envisagées : faire le deuxième mélange à partir d’un stock tampon, en chargeant le matériau recyclé dans un camion ou en directement en rebouchant une tranchée ou en phase de remblayage.

Pelle ou chargeur, quel est le meilleur choix de porteur?

La question du choix du type de porteur est stratégiquement très importante pour le futur fonctionnement de l’atelier mobile de recyclage ALLU.

Un certain nombre d’éléments peuvent guider votre choix :

- rendement souhaité
En fonction du type de porteur (tractopelle, pelle ou chargeur) il est possible de monter des godets de taille différentes. Sur les tractopelles on est en mesure de monter des godets d’une capacité de 700 litres alors que sur les pelles le volume maximal du godet est de 2 m3. En ce qui concerne les chargeurs le volume peut atteindre 3,5 m3.
Si vous avez de grands volumes et des rendements importants à atteindre privilégier le travail sur chargeur et en plateforme où il sera possible de constituer de grands tas.

- lieu de travail
La question du type de chantier est très importante pour décider du choix du porteur. Un recyclage sur plate forme sera plus adapté à l’utilisation d’un chargeur alors que la pelleteuse est plus facile à mettre en œuvre directement sur chantier.
En résumé, si l’on souhaite traiter sur site au plus près du chantier, la pelleteuse est le meilleur compromis, elle offre plus de souplesse d’utilisation quelque soit le terrain et les conditions atmosphériques.

- méthode de travail
Une autre question importante doit être soulevée lors de la définition des besoins : la méthode de travail. Traitement sur plateforme avec chargement de camions pour besoins sur chantier et traitement sur site avec ou sans constitution d’une zone tampon. On peut aussi se poser la question du moment où sera fait le deuxième mélange : sur site ou en chargeant le camion pour une livraison sur site.

Comment le godet ALLU mélange t il en mettant la chaux au dessus du godet ?

Lorsque que le godet est plein et que la chaux est déposé sur le godet on peut actionner l’hydraulique de la machine pour débuter la rotation des rotors.
Pendant une première phase assez courte le matériau sera criblé et broyé avec peu de chaux mélangée. En effet, le godet étant plein le matériau ne peut pas tourner dans le godet.
Cette phase finie, le matériau va être mis peu à peu en rotation dans le godet et pourra alors se mélanger avec la chaux. Plus le godet se vide et plus le matériau va facilement être mis en contact avec la chaux.
En fin de cycle, il ne reste à l’intérieur du godet que les refus de criblage (pierres, racines…).

Le godet cribleur ALLU est un équipement polyvalent qui est utilisé pour cribler, broyer et mélanger des matériaux.

En règle générale lors du premier passage le godet cribleur va cribler les éléments grossiers (pierres, racines et autres refus de criblage) et faire un mélange grossier de la chaux et des déblais.

Le deuxième passage dans le godet est alors nécessaire pour homogénéiser la qualité du mélange chaux/déblais.

A partir de ce constat plusieurs façon de faire peuvent être envisagées : faire le deuxième mélange à partir d’un stock tampon, en chargeant le matériau recyclé dans un camion ou en directement en rebouchant une tranchée ou bien lors de la phase de remblayage.

L’action de la chaux avec l’eau libre contenue dans les déblais est fortement exothermique c'est-à-dire que la réaction de la chaux avec l’eau va produire de la chaleur. Il n’est donc pas rare de constater une montée en température du tas.
La dégagement de vapeur d’eau lors du malaxage et criblage avec le godet ALLU est une autre manifestation de ce phénomène exothermique.

Un aspect intéressant du traitement à la chaux des déblais de chantier est la « stockabilité » que l’on confère au matériau.

Deux caractéristiques de l’action de la chaux permettent d’expliquer cela :

- l’effet évolutif de l’action de la chaux sur le matériau

- la formation d’une croûte imperméabilisante à la surface du tas de matériau recyclé

Il est même possible de stocker à l’extérieur en respectant des principes simples (stockage en cône dans un endroit plat pour les éviter les eaux de ruissellement) de conserver ce matériau pendant plusieurs semaines ou mois.

La formation de la pellicule ou croûte imperméabilisante provient de la réaction de la chaux résiduelle avec l’eau libre. Cette pellicule sera réduite en poussière lors du brassage des matériaux en les chargeant dans le godet ALLU.

Bonjour aux "recycler" des travaux publics,

Concernant la problématique de traitement des déblais de chantier, je vous conseille l'atelier mobile de recyclage avec un godet cribleur/malaxeur et un système de dosage du pulvérulent : de la chaux dans la plus part des cas.

Poue en savoir plus sur cette méthode pro environnementale.

http://www.allu.net/fr/nouvelles/db/20051129.php

Bonne lecture et à bientôt.