Caractérisation hydrodynamique des laitiers d'acierie de conversion en construction routière

Hydrodynamic characterization of basic oxygen furnace slag in road construction

• Auteur / Autrice : Deniz Yilmaz
• Direction : Rafael Angulo-Jaramillo, Michel Legret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire central des Ponts et Chaussées (France ; 1949-2011) - Laboratoire des ponts et chaussées (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Centrale Nantes (1991-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Routes -- Matériaux

Hydrodynamique

Laitiers (métallurgie)

Mots clés libres

Laitiers d'aciérie de conversion

Résumé

L’accumulation des laitiers d’aciérie de conversion sur les sites de stockages est devenue un problème majeur en termes de gestion d’espace. D’une part, cela représente un coût de fonctionnement élevé, et d’autre part, la valorisation des laitiers d’aciérie de conversion dans des applications génie civil représente un enjeu économique considérable. Cela contribuerai également à la préservation des ressources naturelles, mais en même temps créerai un risque de pollution du fait de la potentialité du laiti er d’aciérie de conversion à relarguer des polluants. C’est dans ce cadre que ces laitiers sont étudiés en tant que matériau alternatif en génie civil, et plus particulièrement en construction routière. A fin d’évaluer l’impact environnemental du laitier d’aciérie de conversion dans un scénario d’ouvrage routier expérimental, les propriétés hydrodynamiques complètes ont été étudiées à l’aide d’essais d’infiltration in-situ et de bancs expérimentaux en laboratoire. Les résultats obtenus ont mis en évidence une modification de la microstructure des laitiers en surface de l’ouvrage routier du fait de la carbonatation du matériau. La capacité d’infiltration du plot expérimental a diminué avec le temps pour tendre vers des valeurs paliers. L’effet de l’hétérogénéité de surface, due à la mise en place du matériau, est également gommé avec le temps par le biais de la carbonatation du laitier en surface. Une caractérisation hydrodynamique complète à l’échelle temporelle et spatiale est proposée et expliquée au regard de l’évolution de la microstructure. Ces résultats pourront être utilisés dans une démarche d’évaluation de l’impact environnemental du laitier de conversion dans un scénario d’ouvrage routier.

The accumulation of Basic Oxygen Furnace Slag on storage site becomes a major problem for land management and environmental issues. The reuse of BOF Slag represents an environmental challenge for preservation of primary resources. Indeed, the diminution of primary resources promotes the research of alternative solutions. In this way, the BOF slags are studied as alternative construction material in civil engineering, and particularly for road construction. In order to evaluate the environmental impact of th e BOF Slags used for an experimental project of road construction, the full hydrodynamic properties are described by using in -situ infiltration experiments and laboratory scale experiments. The results show a modification of the microstructure of BOF Slag in the experimental structure due to the carbonation of the material. The infiltration capacity of the structure has decreased in time to tend to borne value. The effect of the surface heterogeneity observed on the experimental structure, which appears at the first stage of the structure construction, disappeared with time due to the carbonation of the material. A full hydrodynamic characterization of BOF slag used in the experimental structure is proposed and discussed in regards to the evolution of microstructure. The proposed results will allow evaluating, in further researches, the environmental impact of slag related to pollutant transfer to the underlying soil.