CARACTERISATION DES DECHETS SIDERURGIQUES DU SITE D’ETUDE

Le crassier étudié est constitué de matériaux de natures diverses et variées. Les laitiers sidérurgiques représentent en volume la plus grande partie des déchets présents sur le site d’étude. Ce sont des matériaux hétérogènes présentant des caractéristiques granulométrique, minéralogique et chimique variées. Leur caractérisation permet d’une part d’identifier les différentes phases dont ils sont constituées et d’autres part de comparer les laitiers étudiés entre eux et, avec des matériaux analogues de la littérature. Aussi, les analyses menées sur leur composition minéralogique et chimique restent essentielles pour déterminer le comportement de ces matériaux dans le sol et évaluer les risques de transport vers la nappe alluviale du Gier. Comme énoncé précédemment (§ 3.3.1) quatre laitiers ont été tamisés à l’aide d’une série de tamis. Les résultats de la distribution de leurs grains, par tranche granulométrique après tamisage, sont indiqués sur la Figure 4.1.  Sur la Figure 4.1, le mélange 1 comporte moins de fractions fines que le laitier L4 mais en quantité supérieure à celle des laitiers de fusion L2 et L3. Les graphes des laitiers L2 et L3 présentent une allure exponentielle et une distribution granulométrique presque identique avec une teneur en fractions fines faiblement majorée en faveur du laitier 2. Les laitiers L2 et L3 renferment moins de 20 % de fines et 85 % de leurs grains ont une taille moyenne au- dessus de 1 mm. Le laitier L4 a plus de fractions fines comparativement aux trois autres déchets en raison de l’utilisation d’une quantité plus importante de chaux durant le processus d’affinage dont il résulte. Il présente une distribution hétérogène des grains pour sa fraction en-dessous de 5 mm. Son graphique illustre une pente prononcée avant 1 mm et une allure croissante jusqu’à 5 mm. La proportion des grains dont la taille est < à 0,1 mm est légèrement  au-dessus de 50 % dont environ 12 % pour la fraction comprise entre 0,1 mm et 63 µm. Celle de la fraction grossière est comprise entre 1 mm et 5 mm et s’élève à 25 %. Si l’on considère la tranche en-dessous de 63 µm et non représentée sur le graphe, elle avoisine 40 %.

La distribution granulométrique des cinq matériaux ayant servi pour les essais paramétriques du granulomètre laser est indiquée dans le Tableau 4.1. Les diamètres D10, D50 et D90 représentent respectivement les tailles de particules (en µm) en dessous desquelles se trouvent 10 %, 50 % et 90 % des échantillons analysés. Les résultats du Tableau 4.1 montrent qu’il y a une légère désagrégation des grains de laitiers lorsqu’une pâte est d’abord effectuée avec le Nonidet, l’eau ultra-pure et l’échantillon avant d’être introduite dans le granulomètre. Cette tendance est observée pour les déchets M1, L3 et L4 tandis que pour le laitier L12 c’est l’inverse qui est constatée. Pour le laitier L2, seule la fraction D10 a une valeur légèrement en baisse lorsqu’on utilise la pâte de Nonidet. En effet, ce laitier n’a subi aucune séparation granulométrique avant d’être prélevé alors que le laitier L12 a lui été criblé par l’usine ce qui explique peut-être leur différence de comportement. Chaque échantillon est mesuré trois fois successivement et seule la dernière mesure a été prise en compte. En effet, la première valeur mesurée est plus élevée que les deux dernières qui ont des écarts peu significatifs. Elle a peut-être été biaisée par les résultats d’analyse du matériau précédent contrairement aux deux dernières mesures (on parle d’un effet mémoire).

Les résultats obtenus pour l’analyse des laitiers sont illustrés par la Figure 4.2 et le Tableau 4.2. Le matériau C7, essentiellement formé de calamine, n’a pu être analysé car il contient des résidus métalliques en forme de billes rendant difficile sa caractérisation granulométrique. Sur la Figure 4.2, les graphiques des laitiers L2 et L3 ont une distribution bimodale avec des pics situés respectivement à 9 et 100 µm. Les quatre autres laitiers de fusion L6, L8, L9 et L12 présentent un léger pic pour les grains de diamètre 10 µm avec une proportion inférieure à 2 % puis un très grand pic aux alentours de 600 µm. Leur fraction grossière est donc supérieure à celle des déchets M1, L2 et L3. Quant aux laitiers d’affinage L4 et L13, ils semblent avoir une granulométrie relativement homogène comprise entre 10 et 100 µm. La distribution des grains du laitier d’affinage L10 ressemble à celles des mélanges M5 et M11 dont la taille moyenne est située autour de 500 µm. Pour le mélange 1, environ 90 % des grains ont une taille en dessous de 90 µm.