Altération naturelle de scories de la paléométallurgie : un analogue pour les déchets vitrifiés actuels
Résumé
La vitrification est un procédé de plus en plus utilisé pour la stabilisation de déchets ménagers ou industriels. Il est donc important de connaître le comportement à moyen et long terme de ces déchets vitrifiés.Les tests de lixiviation permettent de connaître le comportement de matrices vitreuses sur des périodes de temps de quelques années. Cependant ces derniers ne reproduisent jamais exactement le milieu naturel. L'étude d'analogues naturels ou anthropiques est un moyen d'apprécier le comportement à l'altération dans des conditions naturelles. Nous proposons de nouveaux analogues correspondant à des périodes de temps allant, ici, de 100 à 1700 ans, période de temps intermédiaire entre celles des tests de laboratoire et celles des analogues naturels.
Bien que les scories de la métallurgie ancienne présentent une large gamme de compositions chimiques et différents modes de dépôts, il a été possible de déterminer globalement les mécanismes et les vitesses d'altération. L'ensemble des scories déposées en surface montre une même tendance évolutive de la concentration des éléments dans la couche d'altération. Dans un premier temps un phénomène d'interdiffusion entre les cations modificateurs du verre et les protons de la solution se met en place en milieu acide, suivit dans un second temps, de la destruction du réseau vitreux en milieu neutre voire basique. Dans les zones les plus confinées, en particulier dans les fractures, la solution peut atteindre la saturation permettant la précipitation de phases néoformées de type hydroxydes (Al, Fe) ou oxydes (Mn, Ti). Ces scories ne présentent actuellement que les premiers stades de l'altération, des stades plus avancés conduisant à la formation d'argiles ou de zéolites. Les vitesses moyennes d'altération obtenues sur la zone d'altération de surface sont variables, allant de 20 à 180 µm/1000 ans. Elles semblent correlées à l'état de polymérisation des verres.