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High Attenuation Recycling Materials as sustainable barriers for waste disposal sites

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Ce que la centrifugation des détritus peut nous apprendre sur la gestion des déchets

Une centrifugeuse de quatre mètres a été utilisée pour tester comment de nouveaux mélanges d’argile, de cendres et de débris de construction sont susceptibles de prévenir la lixiviation de déchets toxiques hors des décharges.

Changement climatique et Environnement
Technologies industrielles

Le citoyen européen moyen produit une demi-tonne de déchets chaque année, dont la plupart finissent en décharge. Là, ils se décomposent et risquent, en se mélangeant à l’eau de pluie, de produire un fluide appelé lixiviat, susceptible de se répandre et de contaminer le sol et les réserves aquifères. Le projet HARM, dirigé par la chercheuse en environnement Mercedes Regadío, s’est intéressé à l’utilisation de cendres et de déchets de construction mélangés à de l’argile pour construire des barrières durables pour ces sites d’élimination des déchets. Les travaux ont été menés à l’Université de Sheffield, au Royaume-Uni (RU), en collaboration avec les chercheurs Steven Thornton et Jonathan Black.

Un problème non résolu

«J’ai toujours été une personne consciente de l’environnement, quand j’étais jeune, je participais à toutes les activités de nettoyage des plages, de plantation d’arbres et de marquage des chemins dans les parcs naturels», explique Mercedes Regadío. «Je pense que les déchets font partie de ces problèmes auxquels nous sommes confrontés depuis longtemps et que nous n’avons toujours pas résolus.» Dans les pays riches, la solution la plus classique consiste à isoler les déchets grâce à des systèmes de barrières techniques. «Mais ce n’est pas très durable, car ces barrières risquent, au bout de quelques années, de ne plus être aussi efficaces, libérant ainsi les polluants», ajoute Mercedes Regadío. «D’autre part, les pays à faible revenu ne peuvent pas se permettre l’achat de telles barrières, or c’est dans ces pays que la plupart des déchets sont mis en décharge.»

Un plan sur 100 ans

Pour concevoir une barrière bon marché, durable et à long terme, Mercedes Regadío a expérimenté des argiles mélangées à des déchets de construction, ou des cendres provenant de centrales à biomasse, c’est-à-dire des matériaux ayant peu ou pas de valeur économique. Outre le fait qu’ils immobilisent les polluants dans les lixiviats, ces matériaux réagissent chimiquement avec les contaminants pour neutraliser les déchets dangereux au fil du temps. «Une décharge est normalement utilisée jusqu’à ce qu’elle soit pleine, mais le lixiviat liquide est susceptible de poser des problèmes plusieurs décennies après la fermeture, de sorte que les systèmes de barrière peuvent avoir à fonctionner pendant plus de 100 ans», note Mercedes Regadío. Pour simuler de tels délais, elle a eu recours à une centrifugeuse de quatre mètres de large appartenant au Centre for Energy & Infrastructure Ground Research. Les matériaux de ces barrières expérimentales ont été préparés dans des tubes de 10 cm de diamètre, montés sur la plate-forme de la machine, et centrifugés à environ 100 tours par minute. «Cela accélère les processus de transport des polluants dans le sol», explique-t-elle. «J’ai donc pu reproduire ce qui se passe sur une période de 30 ans en seulement 2,5 semaines.»

Injection de déchets

Pour simuler des conditions réalistes, du dioxyde de carbone et des lixiviats provenant d’une décharge nationale britannique ont été injectés en continu dans les tubes pendant la centrifugation. En plus de déterminer l’efficacité des différents mélanges barrières, Mercedes Regadío a découvert que le pH très élevé des cendres était abaissé par les produits chimiques présents dans les déchets, démontrant ainsi la géochimie complexe des décharges. Les données issues des expériences menées par Mercedes Regadío aideront à élaborer des lignes directrices pour la conception de barrières de décharge. Ces travaux ont été soutenus par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie. «Sans ce financement, je n’aurais tout simplement pas pu mener la recherche», dit-elle. «C’était une occasion de travailler en réseau avec des chercheurs d’autres pays, d’améliorer mes connaissances et mes compétences, et de découvrir également de nouveaux élément d’intérêts.»

Mots‑clés

HARM, barrière, décharge, lixiviats, centrifuger, argile, cendre, polluants, toxique, environnement

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