Les CSD ( Centre de Stockage de Déchet (CSD) de classe II) deviennent des ouvrages de plus en plus techniques au sein desquels interagissent des matériaux naturels (argile, sable), artificiels (géosynthétiques) et des déchets dont le comportement est variable à la fois dans le temps et dans l'espace. Ces interactions restent relativement méconnues car, si l'on appréhende relativement bien le comportement des argiles ou des géosynthétiques en conditions dites normales, le comportement des déchets, par leur hétérogénéité et leur caractère évolutif, est marqué par un grand nombre d'inconnues. Le programme de recherche faisant l'objet de ce mémoire est relatif à la compressibilité des déchets. Les enjeux sont importants. S'agissant des nouveaux sites ouverts, ceux-ci sont à la fois d'ordre sécuritaire (estimation des tassements différentiels que la couverture devra supporter, stabilité des talus), économique (prévision de la capacité de stockage ultime, optimisation de la durée d'exploitation et période de pose de la couverture finale) et réglementaire (anticipation par rapport à la hauteur maximale autorisée pour le tumulus de déchet). Quant aux anciens sites à réhabiliter, la maîtrise des tassements, bien que plus complexe, est tout aussi primordiale.

L'objectif de la présente thèse a été d'étudier les possibilités de valorisation des déchets de biomasse (Penicillium oxalicum var. Armeniaca, Tolypocladium sp.) issus de procédés de fermentation en tant que biosorbants du plomb, du cadmium, du mercure et du chrome hexavalent. Alors que la biomasse de Tolypocladium (biomasse T) a été utilisée en l'état, la biomasse de Penicillium a dû subir un traitement alcalin (biomasse P3). Dans un premier temps, la biosorption a été étudiée à partir de solutions synthétiques monométalliques. Le pH initial optimal pour les espèces cationiques est proche du pH neutre, alors que celui de l'espèce anionique est inférieur à 3 (milieu acide). Le biosorbant P3 a montré des capacités de fixation plus importantes pour tous les métaux étudiés par rapport au biosorbant T. Les capacités maximales de fixation peuvent atteindre, dans des conditions opératoires optimales, 270 mg Hg g-1 biomasse P3 (à pH 5), 160 mg Hg g-1 biomasse T (à pH 7), 70 mg Cr(VI) g-1 biomasse P3 (à pH 3) et 55 mg Cr(VI) g-1 biomasse T (à pH 2). Ces valeurs figurent parmi les valeurs les plus élevées citées dans la littérature. Au contraire pour le plomb et le cadmium les performances sont décevantes. La cinétique de biosorption du mercure et du chrome est du second ordre. L'influence des phénomènes de diffusion sur la vitesse globale du procédé a été largement discutée. Pour les espèces cationiques, le mécanisme de chélation des métaux sur les groupes aminés a été proposé pour la biomasse P3, alors que l'échange d'ions sur les groupes carboxyliques s'est révélé plus probable pour la biomasse T. Pour ce qui concerne les espèces anioniques (ions chromates) la fixation procède par attraction electrostatique sur les groupes aminés protonés. Concernant la biomasse T, le mécanisme combiné d'adsorption/réduction observé pendant les expérimentations en régime statique n'a pas été clarifié. La biosorption à partir de solutions mixtes a été également étudiée. La sélectivité de la biomasse P3 pour le mercure a été confirmée. Aucun mécanisme de compétition n'a été identifié. Le travail expérimental s'est conclu par des expérimentations en régime dynamique (colonne à lit fixé) en utilisant la biomasse de Tolypocladium, immobilisée sur une terre des diatomées. Le procédé est contrôlé par diffusion intraparticulaire. Les courbes de percée dépendent de plusieurs paramètres tels que la concentration initiale et le diamètre des particules.

La méthanisation est un procédé biologique au cours duquel la matière organique est convertie en un gaz riche en méthane (biogaz). Parmi les technologies industrielles, les procédés de digestion par voie sèche (taux de matière sèche supérieur à 15 %) sont de plus en plus utilisés car ils présentent des avantages concurrentiels important par rapport aux procédés classiques par voie humide. Cependant, la nature très pâteuse du milieu de digestion lui confère des propriétés mal connues et non étudiées (comportement rhéologique, équilibres, transferts, cinétiques biologiques). Cette thèse comporte deux axes de recherche : i) la nature des équilibres chimiques (sorption, diffusion) intervenant dans les milieux de digestion, ii) la mise en place et l'application d'un modèle cinétique adapté à l'étude des milieux secs. Sur le premier volet, nous avons mis en évidence que le transfert diffusionnel est fortement réduit avec l'augmentation de la teneur en matière sèche des milieux en absence d'agitation. Une des conséquences est l'importance du transfert liquide-gaz pour la production de biogaz. Sur le deuxième volet, nous avons développé un modèle cinétique dédié qui nous a permis, par comparaison avec l'expérience, de mieux cerner la variabilité de la cinétique en fonction de la teneur en matière sèche des milieux. Les répercussions de ce travail se situent aussi bien à l'échelle du laboratoire, en particulier pour l'exploitation des essais d'activité méthanogène, qu'à l'échelle industrielle, avec la nécessité de contrôler le taux de matière sèche des procédés pour une efficacité optimale, et d'adapter l'agitation à ce taux pour améliorer les rendements de dégradation. Le modèle développé pourra constituer une base pour le dimensionnement et la conduite des installations.

Les normes en vigueur de la caractérisation environnementale des déchets s’appuient sur l’analyse de granulats ou réduits en poudre. La modification de propriétés du matériau risque de fausser le relargage d’éléments polluants. L’objectif principal de ce travail de thèse est de mettre au point une méthodologie de lixiviation sur matériau monolithique.Des formulations cimentaires de type mortier ou sous-couche routière incorporant des sédiments traités par le procédé NOVOSOL® (STN) ont été réalisées. Leur caractérisation montre l’augmentation de la porosité et la surface lors de l’ajout de STN. Les caractéristiques mécaniques sont proches de celles des matériaux de type routier.Une longue phase de mise au point a permis de concevoir la cellule d’essai et le protocole permettant de tester des matériaux monolithiques en percolation à débit contrôlé. Un protocole de traçage couplé à une modélisation par un logiciel de transport permet de déterminer les caractéristiques hydrodynamiques des matériaux durant percolation.Les résultats d'essais mettent en évidence la bonne stabilité des métaux lourds contenus dans les STN comparés aux métaux apportés par le liant cimentaire. Ainsi, pour certains métaux, l’introduction de STN tend à diminuer les quantités relarguées, pour d’autres la teneur en polluant des percolats soit stable, soit en augmentation. Même si la complexité des phénomènes mis en jeu nous amène à considérer les données avec précaution, certains résultats tendent à montrer l’existence d’un lien entre surface de contact et relargage. La comparaison des résultats obtenus en laboratoire et des mesures réalisés in situ atteste de la représentativité du test mis au point / The standards of environmental characterisation of wastes recommend the sieving of granular material or the crushing of monolithic material to match a required granulometry. The modification of material characteristics is likely to distort the release of pollutants. The main objective of this thesis is to develop a methodology to test monolithic material by percolation.Various mortar-type and/or under-layer road-type materials incorporating sediment treated by the process NOVOSOL® (STN) designed by the Solvay company have been designed. Their characterization has highlighted the increase of porosity, the decrease of bulk density and the increase of specific area with the addition of STN. The mechanical properties are close to those expected for road type materials.The use of a reference material has allowed designing the test cell and the protocol for testing monolithic materials in percolation with a controlled rate of flow. A breakthrough protocol using an inert salt coupled with a transport modelling software has also been defined, to determine the hydrodynamic characteristics of materials during the percolation.The results of tests showed a good stability of heavy metals contained in the STN compared to metals carried by the cement binder. Thus, for some metals, the introduction of STN tends to reduce the leached quantities, for others, the content of pollutant of leachates either stable or increasing. Despite the complexity of the involved phenomena, some results tend to prove the relation between specific area and heavy metals leaching. Comparison of laboratory results and measurements made in situ demonstrates the representativeness of the test developed

L'industrie minière produit d'énormes quantités de déchet (millions de tonnes par an), souvent sous forme de boue à cause de la forte teneur en eau et en argile. Ces boues liquides sont problématiques car elles se consolident très lentement : elles limitent la réhabilitation des parcs à résidus où elles sont stockées et augmentent le risque de rupture des barrages entourant les parcs à résidus (coulée de boue). Améliorer l'assèchement des boues minières est nécessaire afin d'augmenter la stabilité des parcs à résidus et de recycler l'eau contenue dans la boue. La solution proposée dans cette thèse consiste à insérer des géocomposites de drainage (GCP) dans les parcs à résidus afin de permettre à l'eau contenue dans la boue de s'évacuer. Pour mobiliser l'eau dans ces boues à faible conductivité hydraulique, deux phénomènes ont été investigués : la consolidation des boues sous contrainte mécanique et la migration de l'eau par électro-osmose (EO). Afin d'attester de la faisabilité d'appliquer ces 2 phénomènes avec des GCP, chacune des fonctions des GCP a été évaluée : les fonctions de base (filtration et drainage) pour provoquer l'asséchement mécanique et une nouvelle fonction de conduction électrique pour appliquer l'EO.La filtration de boue par géotextile (GTX) a été investiguée car contrairement à la filtration de sol, elle demeurait peu décrite dans la littérature et semblait délicate à cause de l'argilosité de la boue. Des tests de filtration sous pression ont permis de tester 8 GTX avec une même boue argileuse, puis 8 boues de granularités différentes avec un même GTX. Les résultats indiquent que les GTX n'ont un impact qu'au début de la filtration : ils retiennent les particules les plus grossières ce qui induit la formation d'un gâteau de filtration qui devient rapidement l'élément filtrant, le GTX n'est alors plus qu'un support. Une même boue filtrée par 8 GTX différents conduit à un même assèchement alors que les 8 boues différentes filtrées avec un même GTX conduisent à 8 assèchements différents : l'assèchement final est contrôlé par la composition de la boue et est totalement indépendant du GTX utilisé. Ces essais de filtration ont permis d'évaluer l'assèchement mécanique des boues : la pression appliquée (50kPa) conduit à l'expulsion de l'eau libre, alors que l'eau liée reste dans la boue. Cela est dû aux différents niveaux de liaison de l'eau dans la boue : l'eau liée ne peut être extraite mécaniquement. Ainsi les fonctions de base des GCP provoquent un asséchement mécanique du à l'augmentation de la contrainte lors du remplissage des parcs à résidus. En revanche, l'asséchement mécanique est limité à l'extraction de l'eau libre ; il est apparu essentiel de proposer un nouveau moteur pour extraire l'eau liée.La principale innovation de ce travail est l'ajout d'une nouvelle fonction au GCP : l'ajout d'éléments conducteurs dans les GCP permet d'appliquer l'EO dans les boues. Ce phénomène permet de mobiliser une partie de l'eau liée en imposant un courant électrique. Des prototypes de GCP électrocinétique (eGCP) ont été développés et testés dans un dispositif expérimental dédié. Les résultats montrent que la filtration et la conduction électrique sont assurées efficacement par les eGCP disposés de part et d'autre de la boue. La boue testée est issue des sables bitumineux (FFT) et est très problématique car sa consolidation est extrêmement lente. Les résultats obtenus sont très encourageants : la phase mécanique porte la siccité de la boue de 45% à 61%, puis l'EO permet d'atteindre une siccité de 77% et une résistance au cisaillement de 77 kPa, alors que la réglementation exige d'atteindre 10 kPa.Pour conclure, les différentes expérimentations montrent que les boues minières peuvent être asséchées par des GCP en cumulant les effets de la compression mécanique, grâce aux fonctions classiques des GCP et de l'EO grâce à l'ajout d'une nouvelle fonction de conduction électrique. Cette solution a fait l'objet d'un brevet / A host of mining practices produces huge quantity of fine-grained mineral sludges whose disposal in ponds is often challenging. The key problem caused by these sludges is their very poor geotechnical properties, which are caused by their high water and clay content. These sludges are hard to dewater because of their low hydraulic conductivity. Dewatering sludges to increase its shear strength and reduce the volume of material to be contained thus represents a preferred path to reduce the risk of pond's failure, reduce the pond's footprint, and maximize water recycling. To dewater mining sludges, the solution foreseen in this PhD is to intercalate some geocomposites (GCPs) layers within the sludge-disposal area to create draining horizons to permit mechanical dewatering and to apply electro-osmosis (EO) across sludges layers to induce water migration. To evaluate the efficiency of GCPs at enhancing sludges dewatering by both of these phenomena, the different functions of GCPs (filtration, drainage, and electric conduction) were experimentally investigated during this PhD.To study sludge filtration by geotextile (GTX), pressure filtration tests were used to filter 8 different high-clay-content sludges with 8 different nonwoven GTXs. Only a few studies have considered the filtration of sludge by GTXs. The sludges were formulated by mixing kaolinite and silt to obtain 8 different grain-size distributions. The results indicate that sludges can be filtered with nonwoven GTXs selected on the basis of their pore-opening size. In addition, only during the early stage of filtration GTXs really influence filtering because it is at this stage that, by retaining coarser particles, they allow progressive formation of filter cake. Upon forming, the filter cake becomes the major contributor to particle retention. The sludge composition is found to be the most significant factor affecting the final state of dewatering. In other words, the GTX does not control the final dewatering; the sludge itself controls the final solid content. These filtration tests showed that mechanical dewatering is effective for removing free water, but bounded water remains in the sludge because of the high bonding forces between water and solid matter. Facing this limitation of mechanical dewatering, a new way to extract bounded water had to be proposed.The main innovation brought by this PhD concerns the addition of a new function to GCP, by adding conductive elements into the GCP to apply EO in the sludge. Electro-osmosis (EO) forces water to migrate from anode to cathode and is sufficient to remove a significant portion of bounded water that cannot be removed by mechanical dewatering. Some prototypes of electro-kinetics GCP (eGCP) were developed, and tested in a new laboratory setup. This experimental device was developed to evaluate simultaneously the different functions of eGCPs, namely, drainage or filtration and electrical conductivity. It has the particularity that it uses eGCPs as both a draining medium and electrode. The results show that fluid fine tailings (FFTs), a particularly hard to dewater sludge from oil-sand exploitation, are significantly dewatered by the combination of normal stress compression, and then EO treatment: the FFT solids content increased from 45% to 61% during the compression phase and to 77% during the EO phase. The applied treatment led to a significant consolidation of the FFT: shear strength increased from zero to about 77 kPa which is significantly greater than the 10 kPa required by government regulations.To conclude, eGCPs can drain water expulsed during sludge consolidation in response to the filling of the disposal area, thanks to the classical function of GCP, as well as impose a voltage across FFT to displace water by electro-osmosis from anode to cathode, thanks to conductive elements embedded in eGCP. This solution was patented at the end of the PhD.

Cette thèse de doctorat porte sur la valorisation du déchet solide issu de la préparation de la mélasse de caroube libanaise pour la production de bioénergie et de molécules à valeur ajoutée. L’analyse de la composition de ce déchet a montré qu’il contient 45 % (g/g) de sucres, substrats exploitables pour la fermentation alcoolique ou lactique, la production de biohydrogène, ou comme source de carbone pour la croissance d’une algue dans un procédé de phycoremédiation (traitement des eaux par les algues) pour l’élimination de micropolluants pharmaceutiques. Les résultats obtenus ont montré que la fermentation alcoolique en phase liquide à partir d’extraits de déchet de caroube peut conduire à des rendements élevés en bioéthanol sous réserve d’enrichir le milieu de culture par les éléments nécessaires pour la croissance de la levure Saccharomyces cerevisiae (en particulier l’azote), tandis qu’il est possible de produire directement le bioéthanol sur le déchet par fermentation en milieu solide sous réserve de contrôler précisément l’humidité. Nous avons également démontré que la fermentation lactique par immobilisation de Lactobacillus rhamnosus sur des billes d’alginate constitue une alternative possible au bioéthanol pour les sucres extraits du déchet. Cependant, un enrichissement du milieu de culture, ainsi que l’utilisation d’une invertase en prétraitement sont nécessaires afin de maximiser le rendement et la productivité de l’acide lactique. L’immobilisation des microorganismes a permis de réutiliser les mêmes billes d’alginate au cours de cinq cycles successifs de production. Une autre alternative potentielle aux voies précédentes est la fermentation sombre pour la production de biohydrogène directement à partir du déchet. Si des rendements intéressants ont été atteints, il faut noter que comme précédemment dans le cas de la fermentation solide du déchet, une forte dépendance aux conditions initiales de broyage a été mise en évidence ; de plus, à la carence en azote qui obligeait à supplémenter les milieux en fermentation en phase liquide s’ajoutent des besoins en fer. Enfin, l’utilisation du déchet comme substrat carboné dans un procédé de phycoremédiation avec l’algue Ankistrodesmus braunii a montré que l’élimination de 90% du diclofénac initial pouvait être atteinte en conditions de mixotrophie, même si seulement un tiers du diclofénac éliminé est effectivement métabolisé par l’algue. / This PhD thesis deals with the valorization of the solid waste generated by the Lebanese carob molasse process with the aim to produce bioenergy or high added-value platform molecules. The chemical analysis of this waste has highlighted that it contains 45% (w/w) sugars, which can be used as a substrate for alcoholic or lactic fermentation, the production of biohydrogen by dark fermentation, or as a carbon source for the growth of microalgae in a phycoremediation process (water treatment process based on algae/microalgae) for the removal of pharmaceutical micropollutants. Experimental results have shown that high ethanol yield and productivity could be achieved through alcoholic fermentation in the liquid phase using extracts from carob waste as the substrate, provided the culture medium was enriched by complementary nutrients (especially a nitro-gen source) to enhance the growth of the yeast Saccharomyces cerevisiae; in parallel, the direct production of ethanol from the solid waste based on solid-state fermentation was also proved to be efficient, provided humidity was accurately controlled. In addition, lactic fermentation per-formed with immobilized Lactobacillus rhamnosus on alginate beads was shown to constitute a potential alternative to bioethanol for the extracts from carob waste. An enriched culture medium was, however, necessary, together with the use of an invertase enzyme as a pretreatment so as to maximize the yield and the productivity of lactic acid. Using microorganism immobilization lead to the opportunity to recycle at least five times alginate beads in successive culture cycles. Another potential alternative to the above-mentioned valorization pathways was proved to lie in the dark fermentation process for biohydrogen production, directly using the solid waste. While attractive yields were reached, a strong dependence on the particle size from grinding pretreatment was emphasized, as in solid-state fermentation; moreover, iron supplementation in the culture medium was compulsory, in addition to nitrogen supplementation already described when fermentation was carried out in the liquid phase. Finally, when the carob waste was used as a substrate for the growth of the algae Ankistrodesmus braunii in a phycoremediation process, a removal yield of the initial diclofenac content about 90% could be reached under mixotrophic conditions, even though only one third of the diclofenac removed was effectively metabolized.

Cette thèse appréhende le travail des déchets par l’usage de méthodes mixtes en sociologie : l’analyse du discours assistée par ordinateur et l’observation participante dans les usines chargées de l’élimination et de la valorisation des déchets. Elle vise à saisir le périmètre du travail dans le secteur du traitement et le contenu de l’activité du tri professionnel des déchets ménagers. En s’appuyant sur une sociologie de l’interaction, de la régulation sociale et du travail d’organisation, cette thèse montre les tensions qui existent entre la finalité environnementale de l’activité (emploi vert) et les conditions du travail industriel. La première partie souligne des éléments qui définissent ce type d’opposition. D’abord, nous avons observé une forte division du travail, notamment parce que la conception apparaît fort éloignée des activités manuelles qui s’exercent au sein des usines. Ensuite, la coexistence du secteur public et privé marque d’autres enjeux socio-économiques liés au type de gestion des activités. Enfin, travailler dans le milieu des déchets, c’est également prendre en compte la question des risques professionnels et pour l’environnement, qui ne recouvrent pas la même signification en fonction du contexte du travail. La seconde partie de la thèse vise à comprendre comment les travailleurs du tri vivent ces contradictions et comment ils arrivent à se mouvoir dans cet univers industriel contraignant. Cette thèse montre le passage du novice pour « devenir » un travailleur en intégrant un collectif et en s’appropriant le travail. Cela permet de souligner l’importance des relations sociales et de l’activité langagière dans ce milieu de travail a priori hostile aux interactions. Enfin, le poids des représentations du métier de trieur, le risque de souillure, et l’appréhension du travail à la chaîne amènent le travailleur à négocier ce très sale boulot pour le/se rendre plus viable et digne. / This dissertation explores the work of waste management by the use sociological mixed methods: computer-assisted discourse analysis and participant observation in waste industries. This research aims at showing the scope of work in waste industry as well as the content of the professional household waste sorting activity. The research focuses on interaction, social regulation and organizational work. This PhD dissertation shows the tensions between environment (green jobs) and the conditions of industrial work. The first part emphasizes on the elements that define this type of opposition. We observed a strong division of labor, particularly because the conception appears very far from the actual manual activities occurring in factories. Then the coexistence of public and private showcase other socio-economic issues related to the type of management. Finally, work in the waste sector, it is also considering the issue of risks at work and environmental hazards, which meanings are subject to the work context. The second part of the dissertation research aims at understanding how the workers live these contradictions and how they manage to move in this constraining industrial world. The research shows the importance and the difficulties for a novice to "become" a worker through the integration of a work collective and the appropriation of work. This will highlight the importance of social relationships and language activity in a workplace “a priori” hostile to interactions. Finally, the weight of waste sorter job’s representations, the risk of soiling and the apprehension of line work bring the worker to negotiate this “very dirty work” in order to change the working conditions and representations to be more viable and decent.

Les déchets de bois et de plastiques sont des ressources prometteuses pour la production du gaz de synthèse (syngaz) par la pyro-gazéification grâce à leurs disponibilités et leurs caractéristiques énergétiques. Cependant, le syngaz issu de ces déchets peut contenir des teneurs élevées en chlorure d’hydrogène (HCl) qui est corrosif et toxique et qui doit donc être éliminé. Premièrement, les expériences de pyrolyse des mélanges de bois de peuplier et de plastiques ont mis en évidence l’influence des plastiques sur les produits obtenus. En effet, le HDPE et PS augmentent respectivement le pouvoir calorifique du syngaz et le rendement en huiles, tandis que le PVC augmente le rendement en char et le HCl dans le syngaz. Ensuite, les expériences de pyro-gazéification à l’échelle pilote ont montré que l’ajout de 1 % en masse de PVC dans un déchet de bois augmente la teneur en goudrons et HCl dans le syngaz par un facteur respectivement de 2 et 5,5, tandis que la concentration de chlore dans le char résiduel est 16 fois plus élevée. En parallèle, un model CFD a été développé pour simuler la pyro-gazéification du déchet de bois en couplant les phénomènes d’écoulement de fluides, transfert de masse et de chaleur, et les réactions chimiques. Ce modèle se compose des sous-modèles de séchage, pyrolyse, oxydation et gazéification du char. Les résultats de simulation sont en bon accord avec les données expérimentales obtenues par des expériences dans un gazéifieur à l’échelle pilote. En outre, les analyses de sensibilités du sous-modèle de la gazéification de char ont été réalisées. Finalement, une étude expérimentale a été conduite sur le traitement de HCl dans le syngaz. L’étude se concentre sur la valorisation de deux résidus solides industriels issus de la production de bicarbonate et carbonate de sodium. Leurs réactivités sont comparées avec celles de deux adsorbants commerciaux, NaHCO3 et Ca(OH)2. L’effet de la matrice gazeuse sur la performance des adsorbants est également examiné. Les résidus industriels ont un potentiel intéressant par rapport aux adsorbants commerciaux. Les résultats obtenus montrent des nouvelles approches pour la purification du syngaz généré par la gazéification des déchets de bois et de plastiques. / Wood and plastic waste are interesting feedstock for the production of syngas via pyro- gasification, mainly due to their abundant supply and good fuel properties. However, syngas derived from waste may contain significant amounts of hydrogen chloride (HCl), which is corrosive and toxic and must therefore be removed. In this work, co-pyrolysis experiments were first conducted in order to study the influence of mixing different plastics with wood samples on the pyrolysis products. It was found that HDPE and PS significantly increase the heating value and HCl content of the gas product respectively, while PVC increases the yield of char and HCl. Next, pilot-scale experiments were performed, which revealed that adding 1 wt% PVC to wood waste raises the content of tar and HCl in syngas by factors of 2 and 5,5 respectively, and also elevates the chlorine concentration in the char residue 16 time over the value obtained in the absence of PVC. In parallel, a CFD model was developed to simulate the pyro-gasification of wood waste by coupling fluid flow, heat and mass transfer, and chemical reactions. This model consists of drying, pyrolysis, oxidation and char gasification sub-models. The simulation results were in good agreement with experimental data obtained from the pilot-scale experiments. Furthermore, sensibility analyses on the char gasification sub-model were performed. Finally, an experimental study was conducted on the removal of HCl from syngas. The study focused on valorizing two industrial solid wastes generated from the process of sodium carbonate and sodium bicarbonate manufacture. Their HCl adsorption performance were compared to those of the commercial sorbents, NaHCO3 et Ca(OH)2. Moreover, the effect of gas matrix on their performance was studied. The industrial wastes showed potential for treating acid gas as compared to the commercial sorbents used. This opens up new approaches to the purification of syngas generated by the pyro-gasification of wood and plastic waste.

Cette recherche vise à mieux comprendre ce que signifie le déchet pour les personnes qui le créent, le génèrent et le gèrent. A partir de l’étude d’un double système, formel et informel, de production et de gestion des déchets ménagers, il s’agit de questionner notre responsabilité et nos actions (ou absence d’action) et d’interroger la cohérence entre penser, sentir et agir. À partir de ce lien entre pensée, sensation et action, un changement de comportement est-il possible chez chaque individu face au déchet, et en parallèle et par conséquent dans la façon d’aborder sa gestion. Ce questionnement se matérialise par la mise en évidence du concept « d’acte d’abandon du déchet » dans les espaces urbains, avec un regard sur les « dépôts sauvages ». L’analyse est centrée sur le cas de la ville de Fortaleza au Brésil, ville touristique, capitale de l’État de Ceará, connue pour sa beauté mais aussi ses disparités sociales. Au-delà de l’objet déchet en lui-même, l’approche considère l’ensemble des acteurs, des fonctions et espaces impliqués dans sa production et le partage de sa gestion. S’appuyant par une méthodologie combinant approche interprétative, psychologie de l’environnement, rudologie et cartographie croisée des dépôts sauvages ( révélateurs de l’acte d’abandon) des caractéristiques des acteurs. La recherche interroge les évolutions des politiques de gestion des déchets au Brésil dans leur complexité. Dans le sillage de l’établissement de la Politique Nationale Brésilienne sur les Résidus Solides en 2010, de nouvelles potentialités émergent et permettent d’entrevoir un cercle vertueux autour du déchet comme vecteur de transformation sociale et environnementale, ce qui constitue l’envers des significations et des perceptions aujourd’hui attachées au déchet. Les disparités infra-urbaines reflètent en effet cette mise à l’écart du déchet et demeurent fortes, avec des déchets rejetés des zones patrimoniales et touristiques, et relégués dans les quartiers périphériques précaires. Cependant, l’étude fine du circuit du déchet et des acteurs sociaux qui y sont impliqués, comme les catadores, deposeiros et les habitants, permet de mettre en évidence une valorisation potentielle par une gestion partagée, sur les plans de la politique publique, économique, environnemental et social incluant, entre autres le comportemental et l’éducation environnementale, et fondée sur l’existant. / This dissertation aims to better understand what the meaning of waste is, for people who create, generate and manage it. From the study of both formal and informal systems of production and waste management, it is an invitation to question our responsibility and our actions (or absence of action) in relation to waste. Besides, it questions the coherence between feeling, thinking about and acting for waste. From this link between thought, sensation, and action, is a change of behaviour possible in each individual towards waste and, consequently in the way of dealing with the management of waste? This question is analyzed by highlighting the concept of “act of abandonment of waste” in urban spaces, as well as “wild deposits” within these same spaces. The analysis centers in the case of the city of Fortaleza in Brazil, which is a touristic area. It is the capital of the State of Ceará, recognized for its beauty but also for its social disparities. Beyond waste in itself, the approach considers all the involved ones (stakeholders), functions, and spaces, implied in waste production and its shared management. The research questions the evolution of waste management policies in Brazil in their complexity. This is done through a methodology that combines the interpretative approach, psychology of the environment, “garbology” and cartography combining dumps (symptomatic of waste dumping) and the actors’ characteristics. Since the establishment of the 2010 Brazilian Policy of Solid Residues, new potentialities have emerged and allowed to glimpse a virtuous circle around waste : as a vector of social and environmental transformation, which turns around current meanings of and perceptions waste. Indeed, the infra-urban disparities reflect this sidelining of waste and remain strong, with waste rejected by the patrimonial and tourist zones, and relegated to precarious suburbs. However, the detailed study of the circuit of waste and of related actors, allows us to highlight a potential valuation for their shared management, on the economic, environmental, and social (social including, among other elements, behaviours and environmental education), level based on the existing.

Cette thèse porte sur une étude de l'évolution bio-mécanique de déchets non dangereux selon différentes conditions de prétraitement et d'opération à différentes échelles. Après une introduction aux enjeux et aux données majeures concernant la gestion des déchets, leur stockage et les évolutions en cours (Chapitre I), la caractérisation du milieu déchet est abordée (Chapitre II). Ce milieu, triphasique et donc généralement non saturé en eau, nécessite une étude et des moyens d'investigation particuliers. De nombreuses études antérieures ont démontré la nécessité d'études couplées dédiées aux déchets. Pour ce faire, il est également nécessaire d'adapter un certain nombre de méthodes métrologiques aux déchets (Chapitre III). Ainsi, des méthodes de métrologie spécifique (humidité, masse volumique...) sont étudiées et validées pour leur application à ce milieu, de l'échelle du laboratoire jusqu'à celle du site. Une plateforme d'essai constituée de quatre pilotes semi-industriels conçus avec Veolia Environnement Recherche & Innovation a été utilisé au LTHE pour une étude bio-mécanique à une échelle suffisante et en conditions très proches de celles rencontrées sur site (compression, température, humidité...) (Chapitre IV). Les résultats obtenus permettent de caractériser la biodégradation en terme de suivis et de bilans, ainsi que d'en identifier les leviers principaux en fonction des conditions de prétraitement et d'opération. Enfin, une exploitation de ces résultats ainsi que d'autres résultats à l'échelle du laboratoire et du site ont permis de démontrer le couplage biomécanique et de proposer un modèle du tassement des déchets (Chapitre V).