Sous-produits de l'industrie et leurs valorisations dans le génie civil :
Exemples de sous-produits issus de l'industrie :
Les produits de démolition :
Chaque année, les activités du bâtiment et des travaux publics génèrent plus de 100 millions de tonnes de matériaux de démolition et de déblais considérés, dans la plupart des cas, comme des déchets inertes.
L'emploi de ces matériaux, aujourd'hui envisagé après leur dépollution et leur recyclage, a très vite été considéré comme une priorité, car cela présente au moins trois avantages majeurs que sont les économies de : décharges (volume de stockage des déchets inertes) ; carrières (ressources naturelles de granulats) ; transport.
Dans le contexte des Travaux Publics, les matériaux proviennent essentiellement de la démolition de bâtiments (d'habitation ou industriels), d'ouvrages en béton, de chaussées.
Les catégories comportant, ou pouvant présenter le danger de contenir des éléments susceptibles d'engendrer des désordres sur nos ouvrages (plâtres pouvant créer des phénomènes de gonflements, par exemple), ne sont pas systématiquement valorisées par les entreprises de Travaux Publics.
Le recyclage des matériaux de démolition qui nécessite des installations onéreuses, est essentiellement effectué dans le but de les substituer aux matériaux naturels pour la fourniture des granulats, ou graves utilisables dans les techniques de terrassement ; les techniques routières ; les techniques ferroviaires ; les techniques aéroportuaires ; et dans les plates-formes industrielles, etc.
Le recyclage des matériaux de démolition est donc utilisé pour pallier des pénuries de matériaux naturels, notamment pour des travaux à proximité ou dans les grandes agglomérations. De ce fait, les unités de fabrication sont, elles aussi, essentiellement localisées autour des grandes villes, ou à proximité de pôles industriels.
Schistes houillers :
Les schistes houillers proviennent des résidus de l'extraction du charbon.
L'extraction du charbon s'est arrêtée progressivement en France jusqu'à la fermeture de la quasi-totalité des sites miniers à la fin des années 1990. De très nombreux et importants terrils de stockage des schistes constitués durant l'exploitation des mines subsistent depuis plusieurs décennies. Les terrils sont caractéristiques des paysages des régions minières et font partie de leur patrimoine.
Dans le présent article, nous nous intéressons à l'exploitation et à la valorisation des ressources en matériaux que représentent les schistes houillers contenus dans les terrils. Les services publics nationaux et régionaux concernés encouragent l'utilisation de ces stocks, car elle participe à la résolution simultanée de plusieurs enjeux forts :
un enjeu économique régional ou local : l'emploi pertinent de ces sous-produits dans le BTP[1] ;
un enjeu environnemental : les aménagements des terrils, qui réclament des dispositions conséquentes – de mise en sécurité, de protection contre l'érosion, paysagères... – sont facilités en cours et fin d'exploitation ;
une contribution notable au développement durable, notamment par la diminution des recours à des carrières éloignées et des transports induits.
Les terrils qui représentaient près de 1 milliard de tonnes de schistes houillers ont été exploités pour un quart environ.
Les techniques d'utilisation des schistes houillers sont toujours d'actualité mais en déclin, notamment en raison de la diminution des sous-produits de meilleure qualité.
Suivant leurs caractéristiques, les matériaux sont employés en confection : de remblais dont des remblais insensibles à l'eau ; de couches de forme ou d'assises de chaussées, le plus souvent dans les domaines routiers et autoroutiers ; de plates-formes logistiques et VRD[2] ; parfois dans le domaine ferroviaire dont les LGV.
L'utilisation des schistes houillers s'appuie sur les classifications et les recommandations du guide GTR[3] « Réalisation des remblais et des couches de forme ».
La chaux aérienne :
Le terme chaux est un terme générique désignant l'oxyde et/ou l'hydroxyde de calcium et l'oxyde et/ou l'hydroxyde de calcium et de magnésium provenant de la décomposition thermique (calcination) de carbonate de calcium (calcaire, craie, coquillages, etc.), ou de carbonate de calcium et de magnésium (calcaire dolomitique, dolomite).
La chaux aérienne répond à cette définition générale. Elle doit son qualificatif à la propriété qu'à l'hydroxyde de se carbonater au contact du gaz carbonique de l'air et de contribuer ainsi à la résistance et à la durabilité des mortiers.
On distingue la chaux aérienne calcique, obtenue à partir de carbonate de calcium, et la chaux aérienne dolomitique, obtenue à partir de carbonate mixte de calcium et de magnésium. Du fait de la pureté des calcaires d'origine, les chaux aériennes n'ont pas de propriétés hydrauliques. Elles ne doivent donc pas être confondues avec les chaux hydrauliques dont l'usage est essentiellement réservé à la fabrication d'enduits et de mortiers pour le bâtiment.
L'utilisation de chaux aérienne, dans le domaine du Génie Civil, est conditionnée par le respect de la Directive européenne sur les produits de construction qui impose, entre autres, la conformité à la norme NF EN 459 : Chaux de construction. Cette norme distingue deux catégories de chaux aériennes pour la construction :
calcique (notation CL) qui comprend : l'oxyde de calcium : CaO, l'hydroxyde de calcium : Ca(OH)2 ; dolomitique (notation DL) qui comprend : l'oxyde de calcium et de magnésium : CaO.MgO, l'hydroxyde de calcium et de magnésium : Ca(OH)2.Mg(OH)2.
Les chaux aériennes sont sans addition de composants dotés de propriétés hydrauliques ou pouzzolaniques et elles peuvent se présenter sous deux formes :
chaux vive (notation Q) qui existe sous forme d'oxyde et réagit de façon exothermique avec l'eau ;
chaux hydratée – également qualifiée d'éteinte – (notation S) essentiellement sous forme d'hydroxyde obtenu par hydratation – ou extinction – contrôlée de l'oxyde. La chaux hydratée est disponible à l'état de poudre d'une part, et en suspension dans l'eau, d'autre part. Dans ce dernier cas, on obtient, du plus concentré au plus dilué, une pâte, un coulis ou un lait de chaux.