ServicenavigationHauptnavigationTrailKarteikarten


Forschungsstelle
BAFU
Projektnummer
UTF 632.11.20
Projekttitel
BioAsh - Revalorization of biomass ashes (BioAsh - Feasability Study about the revalorization of biomass ashes)

Texte zu diesem Projekt

 DeutschFranzösischItalienischEnglisch
Schlüsselwörter
-
Anzeigen
-
-
Kurzbeschreibung
-
Anzeigen
-
-
Ergebnisse gemäss Vertrag
-
Anzeigen
-
-
Projektziele
-
Anzeigen
-
-
Beschreibung der Resultate
-
Anzeigen
-
-
Umsetzung und Anwendungen
-
Anzeigen
-
-
Weiteres Vorgehen
-
Anzeigen
-
-

Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Französisch)
cendres, valorisation, incinération biomasse, géopolymère, ciment Portland
Kurzbeschreibung
(Französisch)

En l’état actuel, les cendres des centrales thermiques et électriques utilisant de la biomasse comme combustible sont déposées dans des décharges, car ces cendres contiennent une du chrome-6 (Cr-6) en quantités problématiques. Les coûts pour un prétraitement (réduction du Cr-6) sans compter le transport et la mise en dépôts, s’élèvent à plusieurs centaines de CHF par tonne. De plus, chaque centrale thermique a une configuration de bruleur et processus de brulage individuelle et les cendres dépendent des types et de la qualité des combustibles utilisés. Ces derniers peuvent contenir non seulement du Cr-6, mais aussi une quantité non négligeable de métaux lourds et autres substances nocives. Il faut également tenir en compte que les produits envisagées contenant ces cendres peuvent être en contact avec des êtres humains et avec l’environnement. Pour toutes ces raisons, il est important de soigneusement évaluer et sélectionner les types de cendres susceptibles d’être valorisées. Il est donc essentiel d’avoir des connaissances approfondies sur la réaction de durcissement du liant et des caractéristiques chimiques et physiques du produit final.

 

Une première valorisation visée par ce projet est prévue pour des produits à base de liants de type géopolymères, ainsi que pour le ciment Portland standard et des agrégats biosourcés.

Le développement de produits intégrant des cendres de la combustion de biomasse peut réduire l’empreinte CO2 des matériaux de construction, sauvegarder des capacités dans les décharges et ajouter une chaîne de création de valeur supplémentaire à la biomasse.

 

Le projet a été accepté sur la base de la demande de subside du 03.03.2020.
Ergebnisse gemäss Vertrag
(Französisch)

1. Trois types de cendres différents d’installations utilisant de la biomasse comme combustible sont sélectionnées pour déterminer et évaluer leurs caractéristiques chimiques et physiques, la quantité et qualité des cendres et leur utilité comme ressource en tant qu’additif pour le béton et le ciment et comme précurseur/activeur pour des géopolymères.

2. Les effets des cendres, selon le résultat 1, dans le processus d’hydration du ciment et du béton et la formulation des géopolymères sont déterminées. De plus il est déterminé de quelle manière les cendres influencent les caractéristiques mécaniques et rhéologiques du béton. Pour cela les tests suivants avec les trois types de cendres sélectionnés sont effectués et les résultats sont évalués (Jalon 1):

Géopolymères :
   - Les caractéristiques de chaque base des trois cendres sélectionnée et leurs convenances pour de produits à base de des liants géopolymères et comme précurseur/activateur pour des géopolymères
   - Les effets des cendres sur la durabilité et le processus de durcissement des liants géopolymères
Chènevottes :
   - L’efficacité des cendres ou des bases de cendres contre la moisissure
   - La dangerosité d’une éventuelle percolation pendant le sèchement a l’air
   - La dangerosité des produits finaux pour des applications typiques du chanvre (p.ex. isolations des bâtiments)
Béton :
   - Les processus d’hydration pour du béton composé avec du ciment de portland 
   - Les processus d’hydration, caractéristiques mécaniques et rhéologiques pour du béton commercial

3. Les tests avec un appareil de mesure XRF et avec l’analyse chimique classique démontrent que les produits ne sont pas nocifs pour les êtres humains et pour l’environnement.

4. Rédaction d’un rapport final présentant les résultats des points 1 à 3.

5. Eléments de textes, illustrations et au moins 3 photos (voir annexe 2) pour l’impression de publications à l’adresse du public.

6. Une présentation PowerPoint des résultats est mise à disposition de l’OFEV et sur      demande, un exposé peut être fait à l’OFEV.

Projektziele
(Französisch)
Le présent projet a pour but de valoriser trois types de cendres différents, provenant d’incinérations de biomasse, en déterminant leurs caractéristiques chimiques et physiques et leurs utilités comme additif pour le ciment et le béton, comme précurseur/activeur pour des géopolymères et comme additif dans des produits de construction à base de fibres de chanvre.
Beschreibung der Resultate
(Französisch)

La valorisation des cendres de biomasse (CB) dans la construction présente un avantage environnementale remarquable. Les CB issues de deux centrales à biomasse ont été intégrés dans le processus de fabrication de différents matériaux de construction pour : 1) éviter leur mise en décharge et 2) améliorer la durabilité et la soutenabilité de trois matériaux de construction, notamment le béton, le liant géopolymère et le biomatériau isolant à base de chènevotte. Les résultats de cette étude ont révélé que les CB apportent :

  1. Une variation négligeable des propriétés du béton (BNN) à l’état frais (temps de prise et ouvrabilité) et à l’état durci (résistance à la compression et à la flexion), soit en remplaçant le ciment par certaines CB, jusqu’à 20% en poids, soit en ajoutant certaines CB comme additif dans le béton, jusqu’à 20% en poids du ciment ;
  2. Une variation du contenu de polluants (métaux lourds) nulle pour les CB de grille et faible pour les CB volantes, selon les limitations de l’ordonnance OLED ;
  3. Une variation négligeable des propriétés mécaniques du géopolymère à l’état frais et durci, soit en remplaçant le précurseur par certaines CB jusqu’à 10% en poids, soit en ajoutant certaines CB comme additif dans le géopolymère jusqu’à 10% en poids du précurseur ;
  4. Une réduction de la cinétique de biodégradation des fibres de chènevotte qui sont sensibles à l’activité fongique.
Umsetzung und Anwendungen
(Französisch)

La valorisation des CB issues de deux centrales à biomasse étudiées peut être envisagée en 3 domaines de la construction :

  1. L'ajout de CB dans le BNN sans modifier ses propriétés rhéologiques ni mécaniques vient d’être vérifié. Dans le meilleur des scénarios, plus de 800'000 de tonnes de ciment pourraient être substitués par des CB chaque année. Ce chiffre dépasse amplement la quantité de CB produites chaque année en Suisse par les centrales à biomasse.
  2. L’ajout de CB dans le géopolymère sans modifier ses propriétés rhéologiques ni mécaniques vient d’être vérifié. Cela va nous permettre de réaliser du béton sans clinker en ajoutant jusqu’au 10% en poids de CB dans le liant géopolymèrique ;
  3. Les fibres de chènevotte enduites par des CB ont montré un ralentissement de la biodégradation jusqu’au 70%. Cela fait de sorte que les chènevottes fraîches pourraient être stockés avec beaucoup moins de risques de pertes dues à la biodégradation.
Weiteres Vorgehen
(Französisch)

Les études futures pourraient se développer selon trois axes :

  1. Optimisation de la teneur et du type de CB à ajouter dans le béton afin de satisfaire les propriétés demandées par le maitre d’ouvrage (fournisseur, architecte, etc.) ;
  2. Optimisation de la teneur et du type de CB à ajouter dans le géopolymère pour fabriquer du béton sans clinker avec CB selon les propriétés demandées par le maitre d’ouvrage. Viser des applications et faire des simulations de laboratoire en grande échelle ;
  3. Développer une méthodologie prédictive d’anti-dégradation des fibres de chènevotte enduites par une solution aqueuse à base de CB, selon leur disponibilité.