[0001] La présente invention a pour objet un procédé de destruction de composés pyrotechniques.
Elle a également pour objet un dispositif convenant à la mise en oeuvre dudit procédé.
[0002] Lesdits procédé et dispositif sont particulièrement intéressants dans des contextes
de dépollution de sols contenant des composés pyrotechniques. Ils conviennent notamment
pour le traitement des sols pollués par de la nitrocellulose.
[0003] Les sites de production de composés pyrotechniques sont souvent exploités depuis
plusieurs dizaines d'années, voire plus d'une centaine d'années, et les méthodes de
traitement des rejets, rebuts ou excédents de composés pyrotechniques n'ont pas toujours
respecté, par le passé, les normes environnementales actuelles.
[0004] Une méthode utilisée par le passé consistait à se débarrasser des composés pyrotechniques
en les rejetant dans des bassins (artificiels ou naturels) afin d'inerter lesdits
composés en présence d'eau. Au fil des ans et surtout durant la première guerre mondiale,
d'importantes quantités de composés pyrotechniques (jusqu'à 10000 tonnes par site),
notamment de nitrocellulose et de poudre militaire pour arme à tube de petit calibre,
ont ainsi été rejetées et conservées en bassin, sous eau, mélangées à des matériaux
divers (sable, argile, matières organiques...).
[0005] Aujourd'hui, des politiques de dépollution des sols industriels imposent la décontamination
de ces bassins. La présente invention s'inscrit dans ce cadre et propose une méthode
originale de destruction des composés pyrotechniques. La méthode proposée permet de
s'affranchir des dangers pyrotechniques liés à de telles opérations. Elle peut ainsi
être mise en oeuvre sans danger au sein d'un site pyrotechnique ou en environnement
urbanisé.
[0006] Des méthodes de destruction de composés pyrotechniques, "purs" ou contenus dans une
boue aqueuse ou une solution aqueuse, ont déjà été décrites.
[0007] Les composés pyrotechniques "purs" sont habituellement détruits par brûlage à l'air
libre. Cette méthode génère des pollutions atmosphériques et des dangers pyrotechniques
et/ou d'incendie.
[0008] Une méthode de destruction de composés pyrotechniques contenus dans une boue aqueuse
ou une solution aqueuse consiste à les composter en milieu oxygéné de façon à les
dégrader par voie biologique. On ajoute à la boue ou à la solution aqueuse contenant
le(s) composé(s) pyrotechnique(s) du fumier, des substances végétales, de l'eau et
des copeaux de bois. On aère les andains formés en les retournant. Les quantités importantes
de compost à traiter (il faut en effet environ 10 m
3 de matière ajoutée pour 1 m
3 de boue ou de solution aqueuse) induisent des opérations de manipulation lourdes
et nécessitent des stockages volumineux. Une difficulté supplémentaire de cette méthode
est de devoir maintenir, tout au long du processus de dégradation, une humidité suffisante
du compost pour assurer la décomposition des composés pyrotechniques.
[0009] Une autre méthode repose sur la dégradation par voie thermique du(des) composé(s)
pyrotechnique(s) contenu(s) dans une boue ou solution aqueuse. Typiquement, les composés
pyrotechniques courants (RDX, HMX, nitrocellulose...) commencent à se décomposer thermiquement
entre 180°C et 350°C. En présence d'eau, lesdits composés sont inertés. Lors du traitement
thermique, ladite eau s'évapore avant que ne débute le processus de décomposition
du(des) composé(s) pyrotechnique(s). Une variante de cette méthode consiste à aspirer
les boues, les sécher, puis les traiter dans un four. Cette variante a bien sûr l'inconvénient
de présenter un danger pyrotechnique, puisque que le matériau n'est plus inerté à
l'eau dès le début du traitement. Selon une autre variante, les boues ou solutions
aqueuses contenant le(s) composé(s) pyrotechnique(s) sont directement introduites
dans le four. Dans ce cas aussi, le produit disposé dans le four commence d'abord
par s'assécher, avant que ne débute la décomposition du composé pyrotechnique. Il
présente donc un danger pyrotechnique en cours de traitement.
[0010] La demande de brevet
DE 40 37 919 décrit un procédé de destruction par voie thermique (en condition aérobie) de composés
pyrotechniques. On vise une combustion stable et régulière conduisant à une oxydation
complète afin de limiter la production d'oxydes d'azote. Le matériau à traiter est
broyé sous eau, déshydraté puis chauffé en lit fluidisé en présence de granulats non
combustibles ou combustibles, par exemple de granulats de lignite ou d'urée. Il est
indiqué que peuvent être brulées dans les mêmes conditions des matières propulsives
et des poudres en mélange avec un matériau inerte, tel de la terre (ladite terre renfermant
de la matière minérale et de la matière organique); il n'est pas décrit un réel inertage
au sens de l'invention (mis en oeuvre dans les conditions précisées ci-après, avant
et pendant le traitement thermique). La réduction des dangers pyrotechniques liés
à la destruction de composés pyrotechnique par voie thermique n'est par ailleurs pas
abordée par ce document.
[0011] La demande de brevet
DE 296 23 410 concerne un dispositif de destruction par voie thermique (destruction en condition
aérobie) de composés pyrotechniques. Avant leur introduction dans un four, les composés
sont inertés par enrobage avec une solution (savon, cire, huile, ...) pouvant contenir
de la sciure de bois. Ils sont ainsi transportés sans danger de leur lieu de stockage
jusqu'au four.
[0012] L'homme du métier est donc toujours à la recherche d'un procédé de destruction de
composés pyrotechniques contenus dans des boues ou solutions aqueuses, à la fois économique,
respectueux de l'environnement et sans danger pyrotechnique, ledit procédé pouvant
aussi idéalement être mis oeuvre pour la destruction de composés pyrotechniques "purs".
[0013] Pour écarter tout danger pyrotechnique, il faut que la matière
entrant dans le procédé (matière à traiter) et la matière manipulée
pendant le procédé (matière en cours de traitement) ne soient pas classées comme un produit
pyrotechnique. Un tel classement peut être déterminé au moyen de tests de sensibilité
pyrotechnique, bien connus de l'homme du métier, pouvant varier d'un pays à l'autre
selon les règlements locaux. Un tel classement est en règle générale déterminé au
moyen de tests répondant aux normes ONU de classement des matières au transport. Selon
ces dernières normes, un matériau désigné comme inerte dans la suite du document est
en dehors de la classe 1 ONU (correspondant aux produits pyrotechniques).
[0014] Le procédé de l'invention permet de détruire thermiquement au moins un composé pyrotechnique,
"pur" ou contenu dans une solution aqueuse ou une boue aqueuse (pouvant contenir toutes
deux des matières organiques), par élévation de température dans un four, sans générer
de danger pyrotechnique. Pour cela, un matériau pulvérulent présentant une température
de fusion ou de décomposition supérieure à celle du four, et donc aussi supérieure
à la température de décomposition (la plus haute) du(des) composé(s) pyrotechnique(s),
est additionné au(x)dit(s) composé(s) pyrotechnique(s) "pur(s)" ou contenu(s) dans
une boue aqueuse ou une solution aqueuse, avant son(leur) introduction dans le four,
et ce en quantité suffisante pour assurer l'inertage du(des)dit(s) composé(s) pyrotechnique(s)
considéré(s) à sec.
[0015] Selon son premier objet, la présente invention concerne donc un procédé de destruction
d'au moins un composé pyrotechnique comprenant le traitement thermique d'une charge
consistant essentiellement en ledit au moins un composé pyrotechnique ("pur") ou en
une boue aqueuse renfermant ledit au moins un composé pyrotechnique ou en une solution
aqueuse renfermant ledit au moins un composé pyrotechnique, ladite boue ou solution
aqueuse étant susceptible de renfermer en outre des matières organiques. De façon
caractéristique, ledit procédé comprend :
- la constitution d'un mélange par ajout à ladite charge d'un matériau pulvérulent en
une quantité convenant pour assurer l'inertage dudit au moins un composé pyrotechnique
présent, considéré à l'état sec ; ledit matériau pulvérulent ayant une température
de fusion ou de décomposition supérieure à la température maximale de mise en oeuvre
dudit procédé, et
- le traitement thermique dans un four dudit mélange, à une température suffisamment
élevée pour conduire à la destruction dudit au moins un composé pyrotechnique ;
(au vu des précisions données ci-dessus sur la température de fusion ou de décomposition
du matériau pulvérulent (d'inertage) en cause et sur la quantité d'intervention dudit
matériau, ce matériau assure l'inertage du au moins un composé pyrotechnique avant
et pendant son traitement thermique de destruction. L'homme du métier a bien évidemment
compris qu'il s'agit, dans la pratique, assurément, d'un matériau inerte sur le plan
pyrotechnique).
[0016] Lorsque le(s) composé(s) pyrotechnique(s) (à détruire) est(sont) contenu(s) dans
une boue ou une solution aqueuse, ladite boue ou solution aqueuse traitée thermiquement
commence par s'assécher, avant que ne débute la décomposition dudit(desdits) composé(s)
pyrotechnique(s) ; d'où le danger pyrotechnique évoqué ci-dessus. L'ajout, en quantité
efficace, du matériau pulvérulent à la charge (composé(s) pyrotechnique(s) "pur(s)"
ou contenu(s) dans une boue ou solution aqueuse) permet d'assurer l'inertage dudit(desdits)
composé(s) pyrotechnique(s) "pur(s)" ou après assèchement (lorsqu'il(s) est(sont)
initialement contenu(s) dans une boue ou solution aqueuse), tout au long du procédé,
jusqu'à la destruction complète dudit(desdits) composé(s) pyrotechnique(s). Ledit
inertage selon l'invention est ainsi assuré avant
et pendant le traitement thermique. Le procédé ne présente donc aucun danger pyrotechnique.
Le mélange - charge pyrotechnique additionnée dudit matériau pulvérulent - se comporte
donc comme un produit inerte pendant toute la durée du procédé de l'invention. On
comprend que le mélange en cause est un mélange suffisamment homogène, avantageusement
le plus homogène possible, pour que l'inertage recherché soit assuré (dans toute sa
masse).
[0017] La quantité (minimale) de matériau pulvérulent à ajouter à ladite charge à inerter
(par inertage dudit au moins un composé pyrotechnique présent en son sein) dépend
bien évidemment de la quantité de composé(s) pyrotechnique(s) présente au sein de
ladite charge et des propriétés de sensibilité pyrotechnique du au moins un composé
pyrotechnique en cause. Cette quantité (minimale) à ajouter est déterminée à l'aide
d'épreuves de laboratoire, bien connues de l'homme du métier, permettant de mesurer
la quantité de matière inerte à ajouter à au moins un composé pyrotechnique pour assurer
son inertage. Typiquement, la quantité de matière pulvérulente ajoutée est telle que
sa masse représente au moins 85% de la somme des masses dudit au moins un composé
pyrotechnique sec et de ladite matière pulvérulente ajoutée. La masse de matière pulvérulente
ajoutée représente généralement de 90% à 99% de ladite somme des masses. Lorsque le(s)
composé(s) pyrotechnique(s) est(sont) contenu(s) dans une boue ou solution aqueuse,
la masse de matière pulvérulente ajoutée, déterminée à partir de la teneur en composé(s)
pyrotechnique(s) dans la boue ou la solution aqueuse, représente classiquement entre
50% et 95% de la masse totale introduite dans le four.
[0018] Ainsi, généralement, le procédé de l'invention comprend (en sus des deux étapes successives
de mélange et de traitement thermique énoncées ci-dessus), préalablement à l'ajout
du matériau pulvérulent (préalablement à ladite première étape de mélange) :
- la mesure du taux massique du au moins un composé pyrotechnique au sein de la charge,
mesure avantageusement effectuée par thermogravimétrie.
[0019] Notons qu'une telle mesure a pu être effectuée bien en amont dudit procédé ou qu'elle
peut être non obligatoire dans certains contextes, notamment si l'on sait que le taux
de composé(s) pyrotechnique(s) à détruire est très faible et/ou que l'on assure à
tout coup la sécurité en utilisant une grande quantité, assurément en (large) excès,
de matériau pulvérulent. On conçoit toutefois qu'en vue d'optimiser la mise en oeuvre
du procédé, notamment en vue de minimiser le volume de mélange à traiter thermiquement,
on a intérêt à connaître la quantité efficace minimale de matériau pulvérulent à ajouter
(quitte, pour des raisons de sécurité, à en ajouter en un raisonnable excès).
[0020] De la même façon, le procédé de l'invention comprend généralement (en sus des deux
étapes successives de mélange et de traitement thermique énoncées ci-dessus), en référence
au traitement thermique ultérieur, une étape préalable de mesure de la température
de décomposition dudit au moins un composé pyrotechnique à détruire présent dans la
charge. Cette mesure est avantageusement, elle aussi, effectuée par thermogravimétrie.
Elle n'est pas non plus obligatoire, dans certains contextes, par exemple lorsque
le composé ou mélange de composés à détruire est parfaitement identifié (i.e. lorsque
sa température de décomposition est d'ores et déjà connue).
[0021] Selon une variante avantageuse, par thermogravimétrie, on détermine à la fois le
taux massique du au moins un composé pyrotechnique à détruire au sein de la charge
et la température de décomposition dudit au moins un composé.
[0022] Dans le cadre de variantes de la mise en oeuvre du procédé de l'invention, à l'issue
du traitement thermique (en sortie du four), on prévoit :
- la mesure, avantageusement par thermogravimétrie, du taux massique (résiduel) dudit
au moins composé pyrotechnique, et/ou, avantageusement et,
- la récupération des produits (de la charge traitée), pour recyclage dans le procédé
ou mise en décharge.
[0023] Notons que, dans l'hypothèse où ledit taux résiduel est (quasi) nul, sa "mesure"
peut consister en un simple contrôle, et que, dans l'hypothèse où ledit taux résiduel
est assurément nul, sa mesure est superflue.
[0024] Dans l'hypothèse où la charge à traiter renferme plusieurs composés pyrotechniques,
la température du four est évidemment adéquate pour la destruction du composé présentant
la plus haute température de décomposition.
[0025] Le matériau pulvérulent utilisé présente évidemment une granulométrie suffisamment
faible pour pouvoir assurer un mélange intime avec ledit au moins un composé pyrotechnique
"pur" ou contenu dans une boue ou une solution aqueuse. Le diamètre médian (la granulométrie)
dudit matériau pulvérulent est généralement compris(e) entre 0,01 et 5 mm, avantageusement
compris(e) entre 0,06 et 2 mm.
[0026] Ledit matériau pulvérulent est choisi parmi les matières minérales, organiques ou
leurs mélanges. Les matières minérales sont particulièrement préférées. Il s'agit
avantageusement de sable (classiquement composé essentiellement de quartz, de granit
et de sels minéraux). La matière organique préférée est la sciure de bois. Ledit matériau
pulvérulent est donc avantageusement du sable ou de la sciure de bois. Il consiste
très avantageusement en du sable. Toute autre matière organique ou minérale peut être
utilisée, à condition, bien évidemment, que sa température de fusion ou de décomposition
soit supérieure à la température maximale de mise en oeuvre du procédé (à la température
maximale de fonctionnement du four au cours dudit procédé), et donc aussi supérieure
à la température de décomposition dudit au moins un composé pyrotechnique (à détruire).
[0027] Le procédé de l'invention est tout particulièrement adapté à la destruction de la
nitrocellulose (Tdécomposition = 180°C) et des poudres militaires pour armes à tube
de petit calibre. Il convient toutefois pour la destruction d'autres composés pyrotechniques,
tels que notamment le RDX, le HMX, le CL20, la nitroglycérine et les fragments de
propergols solides. Plus généralement, il convient pour la destruction de tout composé
pyrotechnique et mélange de composés pyrotechniques, dans la mesure où un matériau
pulvérulent, apte à assurer l'inertage et présentant une température de fusion ou
décomposition adéquate, existe.
[0028] Le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre de façon continue ou séquentielle.
[0029] Selon une première variante, plus particulièrement adaptée lorsque le(s)dit(s) composé(s)
pyrotechnique(s) est(sont) contenu(s) dans une boue ou une solution aqueuse renfermant
des matières organiques, le traitement thermique du procédé de l'invention est mis
en oeuvre en condition aérobie. Cette première variante peut aussi convenir pour les
composés pyrotechniques "purs", mais dans ce cas, on préfère la seconde variante décrite
ci-dessous. Dans le cadre de cette première variante (décrite ci-après dans un contexte
de traitement de boues ou solutions avec matières organiques), le four est porté à
une température suffisante pour assurer la destruction par combustion dudit au moins
un composé pyrotechnique
et de ladite matière organique (incluse dans la boue aqueuse ou dans la solution aqueuse)
contenue dans le mélange introduit dans le four. On règle le chauffage du four de
façon à ce que la température des produits en sortie du four soit comprise entre 250
et 450°C. Ceci impose une température dans le four assurément suffisamment élevée
(jusqu'à 1000°C localement) pour conduire à la destruction dudit au moins composé
pyrotechnique
et de ladite matière organique. Compte tenu de cette température élevée dans le four
(température très supérieure (supérieure d'au moins 100°C, généralement d'au moins
200°C) à la température de décomposition du(des) composé(s) pyrotechnique(s) présent(s)),
le matériau pulvérulent convenant pour la mise en oeuvre du procédé selon cette variante
est une matière minérale, avantageusement du sable. La destruction par combustion
dudit au moins un composé pyrotechnique
et de ladite matière organique, à cette température élevée, produit des gaz et des particules.
Le matériau pulvérulent peut en effet se briser par effet mécanique dans le four.
De fines poussières dudit matériau pulvérulent peuvent donc être aussi produites.
Ces émissions obligent à associer au four une ventilation reliée à une bouche d'évacuation
prolongée par une cheminée (cheminée souvent incompatible avec un environnement urbanisé)
équipée de filtres à particules et d'un dispositif de traitement par postcombustion
de gaz. En fin de procédé, on récupère le matériau pulvérulent souillé par des résidus,
produits de combustion carbonisés, non évacués, provenant de la matière organique
et par des éléments minéraux provenant de la boue ou de la solution aqueuse. Ledit
matériau pulvérulent souillé peut être recyclé dans le procédé ou rebuté suivant son
état.
[0030] Selon une seconde variante, avantageuse, le traitement thermique du procédé de l'invention
est mis en oeuvre en condition anaérobie ou quasi anaérobie (i.e. en large déficit
en oxygène par rapport à un équilibre stoechiométrique de combustion) à plus basse
température. Le four est porté à la température de décomposition du au moins un composé
pyrotechnique à détruire, typiquement entre 180°C et 350°C pour les composés pyrotechniques
courants, ou à une température voisine, légèrement supérieure jusqu'à + 50°C maximum)
à ladite température de décomposition. Compte tenu de la plus faible température du
four par rapport à la variante précédente, le matériau pulvérulent peut être choisi
non seulement parmi les matières minérales mais aussi parmi les mélanges de matières
organiques et minérales et parmi les matières organiques. Dans ces conditions, seul
ledit au moins un composé pyrotechnique est détruit par décomposition et on récupère,
en fin de procédé, un produit de traitement comprenant le matériau pulvérulent, la
matière organique sèche non décomposée, si ladite matière était présente dans la boue
ou solution aqueuse de départ et les produits de décomposition solides dudit au moins
un composé pyrotechnique. Selon une première voie plus particulièrement choisie lorsque
le matériau pulvérulent est minéral, ledit matériau pulvérulent peut être séparé du
produit de traitement et recyclé ou rebuté selon son état et ladite matière organique
et les produits de décomposition solides dudit au moins un composé pyrotechnique secs
ou réhydratés peuvent être mis en bio-décharge ou redéposés au lieu de prélèvement.
Selon une seconde voie plus particulièrement choisie lorsque matériau pulvérulent
contient de la matière organique, ledit produit de traitement peut être disposé intégralement
en bio-décharge ou redéposé sur le lieu de prélèvement à l'état sec ou réhydraté.
Quelle que soit la voie en cause, le produit de traitement (récupéré en fin procédé)
est ainsi, avantageusement, soit partiellement soit en totalité, valorisé en compostage
en brio-décharge ou remis (récyclé) sur le lieu de prélèvement dudit au moins un composé
pyrotechnique. L'avantage de cette variante est de ne pas générer d'émissions de gaz
et de particules en quantité importante, et donc de ne pas nécessiter de dispositif
de traitement des émissions associé au four. Une ventilation reliée à une bouche d'évacuation
seulement munie de filtres à charbon actif et de filtres à particules est nécessaire
pour piéger les produits (par exemple, les composés organiques volatils et/ou les
poussières) susceptibles d'être émis à la température de fonctionnement "basse" du
four (inférieure à 500°C, généralement inférieure à 400°C).
[0031] Selon son deuxième objet, l'invention concerne un dispositif convenant à la mise
en oeuvre du procédé de l'invention, tel que décrit ci-dessus. Ce dispositif comprend
un mélangeur, par exemple du type bétonnière, permettant de mélanger (efficacement)
la charge à traiter avec ledit matériau pulvérulent et un four. Afin d'éviter que
le produit introduit dans le four ne se tasse par gravité et/ou d'éviter la formation
d'une coque de boue séchée faisant une barrière thermique limitant la dégradation
de la matière pyrotechnique, il est recommandé d'utiliser un four rotatif ou à circulation
de matière. Une ventilation permet d'aspirer et d'évacuer, par l'intermédiaire d'une
bouche d'évacuation du four, les gaz et particules émis par le traitement thermique.
[0032] Le dispositif de l'invention est avantageusement équipé d'un moyen de mesure originale
: une macro thermobalance, notamment du type de celle décrite dans la référence "
Thermal analysis of energy crops, Part I. The applicability of a macro-thermobalance
for biomass studies", Khalil R. A. & al., Journal of analytical and applied pyrolysis,
2008, vol. 81, no 1, pp. 52-59, utilisant la méthode de détermination par thermogravimétrie connue de l'homme du
métier et permettant notamment de mesurer rapidement (en 15 à 30 s), sur des masses
d'échantillon représentatives (500 g par analyse), le taux de composé(s) pyrotechnique(s)
contenu(s) dans une boue ou solution aqueuse et donc de déterminer ainsi la quantité
de matériau pulvérulent à additionner. Cet instrument de mesure est adapté à la séquence
temporelle du procédé, contrairement aux méthodes usuelles de laboratoire (par exemple
la chromatographie) demandant plusieurs heures d'analyse. Le principe consiste à échauffer
l'échantillon disposé en fines couches sur plusieurs plateaux de façon à déterminer
par pesée, à 100°C, la quantité d'eau évaporée, puis à plus haute température, à la
température de décomposition du au moins un composé pyrotechnique, la quantité dudit
au moins un composé pyrotechnique décomposé. Cette analyse est avantageusement aussi
effectuée en sortie du four de façon à s'assurer que le composé pyrotechnique a bien
été détruit. En sortie de four, on peut aussi s'assurer de l'absence de composé pyrotechnique
en pratiquant un simple test de colorimétrie au moyen d'indicateurs colorés, réagissant
à la présence de liaisons chimiques caractéristiques du(des) composé(s) pyrotechnique(s)
recherché(s). La mesure du taux de composé(s) pyrotechnique(s), à l'entrée et à la
sortie du four, est généralement essentielle pour maîtriser, sur le plan pyrotechnique,
la sécurité du procédé.
[0033] Selon la variante de mise en oeuvre du procédé (voir ci-dessus), la bouche d'évacuation
du four peut être munie simplement de filtres à charbon actif et à particules (variante
de mise en oeuvre à basse température) ou prolongée par une cheminée équipée de filtres
à particules et d'un moyen de postcombustion des gaz (variante de mise en oeuvre à
température élevée).
[0034] De manière avantageuse, le procédé de l'invention est mis en oeuvre dans un dispositif
tel que décrit ci-dessus.
[0035] On se propose maintenant d'illustrer la présente invention par un exemple.
[0036] Ledit exemple est relatif à la mise en oeuvre du procédé de l'invention selon sa
première variante (en condition aérobie, "à haute température"), pour la destruction
de nitrocellulose (composé pyrotechnique de classe 1) contenue dans un bassin d'un
site industriel pyrotechnique exploité depuis plus d'une centaine d'années. La masse
de nitrocellulose renfermée dans ledit bassin est d'environ 8000 t.
[0037] Les produits récupérés dans ledit bassin sont constitués de boues (à base de sable,
de cailloux) aqueuses ou de solutions aqueuses pouvant éventuellement contenir de
la matière organique, principalement d'origine végétale. La concentration en nitrocellulose
dans lesdits produits récupérés et séchés va de 100 % (le produit récupéré est alors
composé de fibres de nitrocellulose imbibées d'eau) à 0 % selon l'endroit du prélèvement.
Il peut en effet arriver que les produits récupérés ne contiennent pas, localement,
de nitrocellulose.
[0038] La boue est puisée dans le bassin par une pelle mécanique puis dégriffée (on en retire
les grosses pierres, les branches...) et déposée sur une plaque de béton. Après essorage
naturel, le taux d'eau résiduel est au moins de 70 %.
[0039] Un échantillon représentatif (boue), d'une masse de 500 g, est analysé au moyen d'une
macro thermobalance afin de déterminer le taux de nitrocellulose contenu dans son
volume. Il est à traiter selon l'invention. La quantité de matériau pulvérulent à
additionner audit échantillon, de façon à assurer l'inertage de la charge dans le
four, peut alors être déterminée.
[0040] Le matériau pulvérulent ajouté est du sable fin, lavé. Le diamètre médian des particules
dudit sable de 1 mm environ.
[0041] La quantité (masse) de sable ajoutée représente 90 % de la somme des masses de nitrocellulose
sèche et de sable ajouté (l'inertage visé est ainsi assuré), d'où l'importance d'une
mesure rapide et fiable du taux de nitrocellulose.
[0042] Le procédé de mélange entre la boue contenant la nitrocellulose et le sable est discontinu
: il se fait dans un malaxeur à béton (600 Kg par lot (batch)), comme on en utilise
dans les centrales où l'on prépare du ciment.
[0043] Le four utilisé est un four tournant. La quantité de matière introduite par heure
dans le four est de 3 à 3,5 tonnes.
[0044] Le temps de séjour dans le four est de 20 min environ.
[0045] Le four est nettoyé périodiquement. Les intervalles de temps entre chaque nettoyage
du four sont variables (de l'ordre du mois généralement, mais cela est plus fréquent
quand la boue traitée contient de l'argile (l'argile en séchant constitue une croute
sur les parois du four).
[0046] Le four est alimenté thermiquement par un brûleur à gaz et on module sa puissance
pour qu'à la sortie dudit four, la température du sable et des résidus de matière
organique carbonisés soit de 250°C à 450°C, ce qui garantit la destruction de la nitrocellulose.
La température dans le four peut alors monter localement jusqu'à 1000°C.
[0047] Un ventilateur à fort débit (5000 m
3/h) assure,
via une bouche d'évacuation, l'extraction dans une cheminée des produits de combustion
gazeux et particulaires produits par la combustion de la matière organique (de la
boue) et du composé pyrotechnique. L'effet mécanique provoqué par la rotation du four
peut conduire aussi à briser de particules de sable. Ces brisures de fine granulométrie
peuvent aussi être emportées par le moyen d'extraction. Des filtres à particules et
un moyen de postcombustion des gaz, aménagés en sortie du dispositif d'extraction,
limitent les rejets dans l'atmosphère.
[0048] Les produits, après un tel (premier) traitement, sont constitués, à la sortie du
four, de sable contenant de 3 à 5 % de matière organique carbonisée. Le sable a pris
une couleur noire (il présentait une couleur blanc sale à l'origine). Il ne contient
pas de polluant.
[0049] Une mesure du taux (résiduel) de composé pyrotechnique (nitrocellulose) est réalisée
(au moyen de la macro thermobalance) sur les produits après traitement, afin de s'assurer
du bon déroulement du procédé et de son efficacité.
[0050] Les produits après traitement peuvent être réutilisés dans le procédé. Le sable est
remplacé périodiquement (typiquement après quelques jours de mise en oeuvre du procédé),
lorsqu'il contient trop de poussières de matières organiques carbonisées ou que sa
granulométrie a trop diminué par effet mécanique dans le four. Le sable non recyclé
dans le procédé est entreposé sur le site puis déchargé dans le bassin contenant les
boues renfermant la nitrocellulose.
1. Procédé de destruction d'au moins un composé pyrotechnique, comprenant le traitement
thermique d'une charge consistant essentiellement en ledit au moins un composé pyrotechnique
ou en une boue aqueuse renfermant ledit au moins un composé pyrotechnique ou en une
solution aqueuse renfermant ledit au moins un composé pyrotechnique, ladite boue ou
solution aqueuse étant susceptible de renfermer en outre des matières organiques,
caractérisé en ce qu'il comprend :
- la constitution d'un mélange par ajout à ladite charge d'un matériau pulvérulent
en une quantité convenant pour assurer l'inertage dudit au moins un composé pyrotechnique
présent, considéré à l'état sec ; ledit matériau pulvérulent ayant une température
de fusion ou de décomposition supérieure à la température maximale de mise en oeuvre
dudit procédé, et
- le traitement thermique dans un four dudit mélange, à une température suffisamment
élevée pour conduire à la destruction dudit au moins un composé pyrotechnique.
2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, préalablement à l'ajout dudit matériau pulvérulent :
- la mesure du taux massique dudit au moins un composé pyrotechnique au sein de ladite
charge et/ou, avantageusement et, celle de la température de décomposition dudit au
moins un composé pyrotechnique ; la(les)dite(s) mesure(s) étant avantageusement réalisée(s)
par thermogravimétrie.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, à l'issue dudit traitement thermique :
- la mesure, avantageusement par thermogravimétrie, du taux massique dudit au moins
composé pyrotechnique au sein de la charge traitée; et/ou, avantageusement et,
- la récupération de ladite charge traitée, pour recyclage dans le procédé ou mise
en décharge.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la quantité dudit matériau pulvérulent ajoutée est telle que sa masse représente
au moins 85% de la somme des masses dudit au moins un composé pyrotechnique sec et
dudit matériau pulvérulent ajouté.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit matériau pulvérulent présente une granulométrie de 0,01 mm à 5 mm, avantageusement
comprise entre 0,06 et 2 mm.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit matériau pulvérulent est choisi parmi les matières organiques, minérales et
leurs mélanges, avantageusement parmi les matières minérales.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit matériau pulvérulent est du sable ou de la sciure de bois.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce ledit au
moins un composé pyrotechnique est de la nitrocellulose, une poudre militaire pour
armes à tube de petit calibre, du RDX, du HMX, du CL20, de la nitroglycérine, du propergol
solide fragmenté.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre de façon continue ou séquentielle.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit traitement thermique est mis en oeuvre en condition aérobie à une température
très supérieure à la température de décomposition dudit au moins un composé pyrotechnique
et en ce que ledit matériau pulvérulent est une matière minérale.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en que ledit
traitement thermique est mis en oeuvre, en condition anaérobie ou quasi anaérobie,
à une température égale ou légèrement supérieure à la température de décomposition
dudit au moins un composé pyrotechnique et en ce que ledit matériau pulvérulent est
une matière minérale et/ou organique.
12. Procédé selon la revendication 11 caractérisé en ce qu'en fin de procédé, le produit de traitement récupéré est, au moins en partie, déposé
pour compostage en bio-décharge ou remis sur le lieu de prélèvement dudit au moins
un composé pyrotechnique.
13. Dispositif convenant à la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications
1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend un mélangeur, avantageusement de type bétonnière, un four, avantageusement
tournant ou à circulation de matière, et une ventilation d'aspiration des gaz et particules
volatiles produites dans le four associée à une bouche d'évacuation dudit four ; ainsi
qu'avantageusement un moyen d'analyse par thermogravimétrie consistant en une macro
thermobalance.
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite bouche d'évacuation est prolongée par une cheminée munie de filtres à particules
et d'un moyen de postcombustion de gaz.
15. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite bouche d'évacuation est munie de filtres à charbon actif et à particules.
Procédé et dispositif de destruction de composés pyrotechniques