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Applicabilité directe en tube géotextile du procédé de traitement par stabilisation et solidification de boues de dragage hydraulique

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Mambilo Ondo, Valeri (2018). Applicabilité directe en tube géotextile du procédé de traitement par stabilisation et solidification de boues de dragage hydraulique. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Le développement des activités portuaires de nos jours dans de nombreux pays, nécessite la construction de nouvelles infrastructures portuaires afin de répondre aux besoins grandissants en termes de quais d’amarrage, d’activités de transbordement et d’aires de manutention. La construction de ces nouvelles infrastructures nécessitera notamment le dragage d’un volume considérable de sédiments ou boues potentiellement contaminés. Le traitement par stabilization et solidification (S/S) des boues contaminées a été proposé comme solution de traitement.

L’étude développée dans ce mémoire propose une alternative innovatrice du traitement par S/S sur des boues de dragage hydraulique. Le couplage en direct du procédé de traitement par S/S et du procédé passif d’assèchement par tube géotextile est proposé comme solution envisageable afin de limiter l’espace requis aux fins d’assèchement des boues et de controller les matières en suspension rejetées dans le fleuve lors de leur assèchement. Cette solution alternative innovatrice du traitement par S/S serait l’injection directe de constituants d’intérêt (par exemple le ciment et le polymère) dans les conduites pendant le pompage des boues de dragage vers les tubes géotextiles.

Deux phases expérimentales ont été élaborées dans la démarche méthodologique. La phase I de l’étude visait à l’évaluation de la performance du traitement par S/S sur des boues décantées. Les résultats obtenus montrent qu’on obtient en moyenne des mesures physiques de résistance du matériau traité, de l’ordre de 2 à 5 MPa, une perméabilité de l’ordre de 10-9 cm/s, ainsi que 1% d’altération physique à 56 jours de cycle de séchage/mouillage. Les caractéristiques chimiques du matériau obtenu dans la phase I indiquent des concentrations en métaux et HAP inférieurs aux valeurs de classe 2 selon les recommandations du MDDELCC et EC.

La phase II de l’étude visait à évaluer, grâce à un prototype de système de pompage des boues, la performance du procédé sur des boues liquides. L’évaluation de la qualité de l’eau exfiltrée en fin de traitement montre que celle-ci est conforme aux normes de rejet des eaux selon Environnement Canada et MDDELCC. Les résultats des essais chimiques de diffusion et de lixiviation ont montré une diminution de la mobilité des métaux (cuivre, nickel et zinc). Les résultats de turbidité (31 NTU) et de matière en suspension (32 mg/L) montrent que le procédé permet la rétention de MES dans les tubes géotextiles et la clarification de l’eau de filtration. Par ailleurs, les résultats des essais physiques sur le matériau extrait des tubes geotextiles apportent un certain intérêt dans l’idée d’une réutilisation et une valorisation sécuritaire des boues en tant que matériau de remblaiement dans des projets de construction.

Titre traduit

Applicability of stabilization and solidification for the direct treatment of hydraulic dredging sludges in geotextile tubes

Résumé traduit

The development of port activities today in many countries requires the construction of new harbor infrastructures in order to meet growing needs in terms of docking quays, transshipment activities and handling areas. The construction of these new harbor infrastructures will particularly require the dredging of a large volume of sediments or potentially contaminated muds. Stabilization and solidification (S/S) of contaminated sludges were proposed as a treatment solution.

The study conducted in this thesis proposes an innovating alternative to the S/S treatment on hydraulic dredging sludges. The direct coupling of the S/S treatment process and the passive dehydration process by geotextile tube is proposed as a feasible solution so as to limit the space required for mud draining and to control the suspended substances rejected into the river while draining. This innovating alternative solution to the S/S treatment could be the direct injection of valuable components (such as cement and polymer) in the conduits during the pumping of the dredging muds towards the geotextile tubes.

Two experimental phases were elaborated in the methodological procedure. Phase I aimed at evaluating the performance of the S/S treatment on elutriated muds. The yielded results show that the treated material has a resistance approximates 2 at 5 MPa, a permeability of about 10-9 cm/s, and a mass loss 1% after 56 days of wetting-drying cycles. The chemical characteristics of the material obtained in phase I show metal and PAHs concentrations lower than the values of class 2 according to the Ministry of sustainable development, environment and the fight against climate change (MSDEACC) and Environment Canada (EC) recommendations.

Phase II aimed to evaluate with a prototype of sludge pumping system, the performance of the present process on slurries. The evaluation of the quality of the water rejected at the end of the treatment seems to comply with the EC and MSDEACC standards of water rejection. The results of chemical diffusion and leaching tests showed a decrease in the mobility of metals (copper, nickel and zinc). The results of turbidity (31 NTU) and suspended matter (SM) (32 mg/L), show that the process allows the retention of SM in the geotextile tubes and the clarification of the filtration water. Similarly, the results of the physical tests on the material extracted from the geotextile tubes bring some interest in the idea of re-utilizing and a safe valuing of muds as filling material in construction projects.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie de l'environnement". Comprend des références bibliographiques (pages 105-111)
Mots-clés libres: boues de dragage hydraulique, déshydratation, stabilisation et solidification (S/S), tubes géotextiles
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Dubé, Jean-Sébastien
Codirecteur:
Codirecteur
Boudreault, Jean-Philippe
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de l'environnement
Date de dépôt: 22 nov. 2018 15:10
Dernière modification: 22 nov. 2018 15:10
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2157

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