Influence de la carbonatation sur le relargage de l'arsenic et du plomb et sur les propriétés chimiques et minéralogiques des matrices cimentaires

Résumé

La contamination des sols est un enjeu important qui constitue une vraie menace pour la santé humaine. La stabilisation/solidification (S/S) est une technique de traitement des sols contaminés qui consiste à ajouter un liant hydraulique, la plupart du temps du ciment Portland, dans le sol contaminé. Cette technique transforme les contaminants mobiles en formes plus stables. Bien que son efficacité ait été démontrée, cette méthode n’est pas fréquemment utilisée au Québec, entre autres à cause du potentiel d’altération des sols S/S à long terme qui demeure méconnu. Ce projet porte sur la carbonatation des sols S/S, soit la réaction de la matrice cimentaire avec le CO2 atmosphérique, un des phénomènes qui peut affecter les performances à long termes des sols S/S. On s’intéresse particulièrement à l’impact de la carbonatation sur le relargage de l’arsenic et du plomb des matrices cimentaires et sur l’évolution de la minéralogie et les caractéristiques chimiques de ces matériaux suite à ce phénomène. Des essais de lixiviation en batch, basés sur l’équilibre thermodynamique, ont été utilisés pour évaluer la solubilité de ces métaux lourds en fonction du pH et au pH naturel des matrices non carbonatées et carbonatées. L’analyse thermogravimétrique, la phénolphtaléine et l’analyse par diffraction des rayons X ont été utilisées pour suivre l’évolution de la carbonatation au cours du temps et son effet sur les propriétés chimiques et minéralogiques des monolithes. Les résultats obtenus montrent que la carbonatation provoque la diminution du pH des matériaux S/S et la transformation complète de la portlandite et partielle des C-SH en carbonate de calcium. Suite à la carbonatation, la dissolution de ces hydrates de ciment, qui jouent un rôle important dans la rétention des métaux lourds, cause le relargage de l’arsenic immobilisé par le traitement S/S sur tout l’intervalle du pH. Le plomb, quant à lui, est fixé davantage par la carbonatation.

Date	30 sept. 2016
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	François Duhaime (Directeur(-trice)) & Jean-Sébastien Dubé (Codirecteur(-trice))