Etude de systèmes solides multiphasés issus de la valorisation énergétique de déchets urbains

par Christophe Pierre

Thèse de doctorat en Sciences. Chimie - Physique

Sous la direction de Jean Musso.

Soutenue en 2000

à Toulon , en partenariat avec Université du Sud Toulon-Var. UFR de Sciences et Techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    L'étude comporte cinq parties : l)La caractérisation des résidus met en évidence l'existence de trois fractions distinctes selon leur solubilité : une fraction composée de chlorures et d'hydroxydes, une autre composée de carbonate et de sulfate de calcium, une autre composée de silice, de silicates et silico-alumînates de calcium, cristallisés et/ou amorphes. 2)Comparaison de quatre échantillons après différents traitements des fumées. Par DRX, le carbonate de calcium est caractérisé. L'analyse des profils de raies de diffraction permet de classer ces résidus en reliant paramètre de distorsion et origine. 3) Analyse par MEB couplée à un analyseur X des échantillons. La morphologie est liée à l'histoire des échantillons. Des réactions solideNsolide et la diffusion d'éléments au sein de grains sont mises en évidence. 4)Etude à l'aide du MET. L'analyseur X couplé à la diffraction électronique permet d'identifier des phases cristallisées ou amorphes à l'échelle nanométrique. Des inclusions de métaux lourds cristallisés au sein de verres a base de silicates sont détectées. 5)La spectroscopie d'impédance complexe (SIC) est utilisée pour caractériser les mobilités ioniques et les réactions chimiques dans ces milieux multiphasés. Les variations de conductïviîé et d'énergie d'activation observées dans des domaines de température sont corrélées aux évolutions thermiques observées en ATD/TG. L'évolution chimique de composites résidus-polymère est étudiée. La SIC met en évidence une fraction critique de résidus au-delà de laquelle des évolutions néfastes sont attendues. La connectivité et la conductiviîé ionique globale du résidu, sensibles au taux d'hydratation, sont déterminées. L'étude de l'hydratation de ces composites montre l'importance de la fraction volumique en résidus pour laquelle il y a « percolation électrique » et amplification de la vitesse d'hydratation. L'élaboration de composites est une technique de stabilisation peu onéreuse et d'intérêt industriel.

  • Titre traduit

    Study of solid multicomponent systems derived from an energetic valorization of urban wastes


  • Résumé

    The study consists of five parts : l)The caracterization of wastes underlines three groups accordingly their own solubility : a group with chlorides and hydroxides, an other one with calcium carbonates and calcium sulfates, the last one with crystallized and/or amorphous silica or calcium silicates and calcium alumino-silicates. 2)Comparison of four samples after different treatments of industrial smokes. The X ray diffraction spectrum of calcium carbonate is analyzed. The contour analysis of the peaks allows a classification of the wastes accordingly to the distorsion parameter and their origin. 3}BEM analysis attached to an Xray analysis. The morphology of the samples is attached to their chemical history. Solid-solid state reactions and diffusion of chemical elements are observed. 4)Study with TEM. This technics is used hi order to identify crystallized and/or amorphous phasis. Inclusions of heavy metals are shown in glasses based on silicates 5)The impedance spectroscopy (IS) is used to emphasize ionic mobility and chemical reactions in solid niulticomponent systems. The variations of conductivity and the variations of activation energies in different domains of temperatures are correlated with thermal analysis and thermogravimetry. The chemical transformations of wastes/polymers composites are also studied. Harmful properties are expected when a critical ratio of waste in the composite is reached. The entire ionic conductivity and the conectivity of the samples are measured. The rate of hydratation processes is increased and a threshold called " electric percolation" is reached when the volumic ratio of waste is greater than a lirnit. The development of such composites is cheaply with an udeniable industrial interest.

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Informations

  • Détails : 1 vol.(158 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliographie p. 153-158

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH-SCI/2000TOUL11
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  • Cote : TH-SCI/2000TOUL11.bis
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