Optimiser les traitements des boues : de nouvelles avancées en matière de caractérisation physique

Abstract

Dans le contexte socio-économique actuel, la production de boues résiduaires augmente et leur management devient une préoccupation essentielle. D'un point de vue pratique, pour limiter les volumes et assurer le succès de leur valorisation (par l'épandage notamment), il est nécessaire d'optimiser le traitement secondaire des boues et de caractériser leur consistance. Dans cet objectif, en tenant compte des difficultés rencontrées par les professionnels, nous nous sommes intéressés à la double contribution des mesures rhéologiques et électriques, ces dernières visant à s'affranchir du manque de connaissances quant à la composition des boues. En effet, bien que la rhéologie soit un outil performant, elle nécessite un savoir-faire et du matériel souvent coûteux alors que les mesures électriques sont moins chères et plus simples à mettre en oeuvre. Les similarités existant entre les domaines électrique et rhéologique ainsi que l'utilisation de l'outil électrique pour analyser des matériaux tels que le béton (qui présente un comportement proche de la boue) nous ont amenés à choisir les mesures de conductivité et la spectroscopie d'impédance électrique comme nouvelles méthodes d'analyse. Ainsi, afin de substituer les mesures électriques à celles rhéologiques pendant les procédés de traitement des boues et afin de développer notre connaissance de leur comportement, nous avons étudié à la fois des boues résiduaires et des matériaux modèles. À travers l'étude de différents paramètres (concentration, pH, vieillissement, température), nous avons démontré l'importance de la nature des charges, libres ou liées, sur les propriétés électriques et rhéologiques des matériaux. De plus, à l'instar des électrolytes et de solides tels que les roches, une relation entre conductivité et viscosité des matériaux pâteux a été mise en évidence. Par la suite, la méthode a été appliquée à des boues résiduaires. L'impact des plusieurs paramètres a été déterminé : matières sèches, température, degré de fermentation, sels. Cela nous a permis d'affiner la caractérisation des boues et de déterminer un indice de déshydratabilité qui a pour but d'améliorer le contrôle des procédés de traitement des boues. L'objectif de cette communication est de montrer le potentiel de cette double méthode d'analyse constituée par la combinaison des mesures électriques et rhéologiques sur les boues.