Des sédiments valorisés par voie hydrothermale

L’IMT Lille-Douai s’est engagé en recherche fin 2015 sur la valorisation des ressources minérales recyclées par voie hydrothermale. Dans le cadre de la Chaire EcoSed « Economie Circulaire des Sédiments » portée par le Pr NE. ABRIAK, le premier béton cellulaire autoclavé à base de sédiments de dragage portuaire (65 à 70% en masse de la matrice solide) a vu le jour (Thèse T. Lacombe 2016-2019).

Fort de ces premiers résultats probants sur cette thématique initiée et dirigée par le Dr F. BECQUART, le projet NEO’BLOCK (2018-2022) est né dans le cadre de la démarche nationale Sédimatériaux, ayant pour finalité de concourir aux développements de matériaux silico-calcaires, cette fois-ci compacts (avec le soutien de GPMD, VNF et l’expertise de ToGreW Expertise).

La démarche est pionnière et inexistante en France. NEO-ECO ne s’y est pas trompé ! Les écomatériaux à base de déchets sont préfabriqués puis curés sous pression de vapeur d’eau saturante et sous température n’excédant pas 200°C et avec des taux de liants incorporés plus faibles que les applications standards ! La chimie des recyclés contribue à réduire l’emprunte carbone !

NEO-ECO et IMT Lille Douai, ainsi que ToGreW Expertise,  envisagent dans le futur le développement de projets tant pour les domaines du BTP que celui des travaux fluviaux  et maritimes.

A travers le projet NEO’BLOCK, les sédiments sont valorisés soit en tant que granulat (substitution d’une partie du sable), soit en tant que liant (substitution d’une partie du ciment). La voie de valorisation retenue du pavé autobloquant carrossable poids lourd ouvre la possibilité d’obtenir de multiples écomatériaux (dalle préfabriquée, parpaing, brique, etc) par le même procédé.

Des formulations à base de sédiments avec des taux d’incorporations substantiels suivant les applications

Les taux de valorisation des sédiments dans les écoproduits dépendent de la nature des sédiments, de leur fonction dans la matrice (granulat ou liant) et peuvent être supérieur à 50% dans la matrice finale (cas des sédiments du GPMD issus du lagunage actif). Les sédiments préalablement micronisés peuvent substituer une partie des granulats ou une partie du ciment. Les gains économiques et environnementaux peuvent vite devenir importants.

A titre d’exemple, typiquement, le dosage en ciment de pavés est de l’ordre de 10%. Dans le cadre du projet NEO’BLOCK, les pavés autobloquants développés à base de sédiments portuaires GPMD intègrent moins de 6% de ciment, ceci grâce à la réactivité des sédiments micronisés (broyés finement). En ce qui concerne le sédiment fluvial VNF étudié, près de 15% de ces sédiments VNF micronisés susbstituent le dosage en ciment de la formule témoin. L’équation économique reste essentielle.

Au-delà des pavés autobloquants, le projet NEO’BLOCK présentera également quelques autres modules de construction type « parpaing » et « brique » intégrant des proportions substantielles de sédiments.

Le projet NEO’BLOCK est aussi l’occasion d’étudier la co-valorisation avec d’autres déchets granulaires : sables de déconstruction, mâchefers d’incinération (MIDND),  scories Waelz, sables de fonderie. Des pistes prometteuses en terme de compatibilité entre les sédiments et ces déchets granulaires ont notamment été détectées, mais les développements doivent être approfondis. Le secret réside dans la compatibilité des cartes d’identités chimiques des constituants granulaires.

Le procédé hydrothermal sur lequel s’est penché l’IMT Lille Douai et ses collaborateurs industriels  de façon pionnière en France pour valoriser les ressources minérales recyclées pourrait très bien permettre d’utiliser d’autres déchets, sous-produits, co-produits avec le même procédé de valorisation (ex : déchets du BTP).

Les prochaines étapes du projet NEO’BLOCK