Technosols composés de terres excavées et déchets de construction : de la caractérisation à la revalorisation agronomique de friches

Details

Supervisors

Delvaux, Bruno ; Lamy, David

Faculty

Faculté des bioingénieurs

Degree label

Master [120] : bioingénieur en sciences et technologies de l'environnement

Abstract

Ce mémoire porte sur les sols formés de terres excavées et de déchets de construction. Les objectifs de ce travail sont de caractériser les principales propriétés de trois technosols wallons élaborés à des époques différentes dans trois environnements différents à partir d’un même type de matériaux, d’estimer leur évolution sur base des connaissances acquises par la caractérisation, ainsi que d’approfondir les techniques d’amélioration de la fertilité de ces sols. Les technosols de Chaumont-Gistoux (culture de luzerne), Fleurus (en activité) et Grand-Leez (réserve naturelle) ont reçu leur dernier lot de terre respectivement en 1997, 2013 et 2015. La caractérisation physique, physico-chimique et biologique a permis de mettre en évidence que la valorisation agronomique de ces sols rencontre de nombreuses contraintes. Les contraintes physiques les plus récurrentes sont la forte compacité, la charge caillouteuse élevée, l’absence d’une structuration du sol, la mauvaise rétention en eau et la vulnérabilité aux aléas climatiques. Au niveau des propriétés physico-chimiques, les freins à la végétalisation de ces sites sont la forte alcalinité des sols, la faible CEC, la faible biodisponibilité des nutriments et la dominance de Ca2+. Au niveau des propriétés biologiques, la quasi absence de matière organique est la contrainte majeure des technosols étudiés. L’analyse phytosociologique a mis en évidence une colonisation faible à modérée d’espèces herbacées et un échec de l’implantation d’espèces ligneuses. La pédogénèse des technosols peut être estimée sur base du modèle pédogénétique des sols naturels. Le drainage climatique positif du climat tempéré de nos régions et le processus d’acidification naturelle du sol suggèrent que des technosols nouvellement construits subissent à leur genèse une dissolution de leurs sels, suivie d’une dissolution des minéraux primaires et d’une néoformation de minéraux secondaires en parallèle d’une diminution du pH. Après une altération forte, il est judicieux d’estimer que cette évolution du technosol aboutira en une accumulation de matériaux résiduels (quartz, oxydes, etc.). La réserve de carbonates (issue des matériaux de construction de nature carbonatée) d’un jeune technosol empêche la diminution du pH et l’altération des matériaux. Afin de favoriser le phénomène d’altération et l’augmentation de la fertilité, il est suggéré de favoriser le processus d’acidification en multipliant les sources de protons par le biais de différents facteurs: apport de matières organiques (déchets verts, boues, digestat, etc.), installation d’un peuplement végétal, etc. Un travail mécanique des sols est également suggéré afin de décompacter et d’aérer le sol ainsi qu’en vue de diminuer la charge caillouteuse en surface. Outre un travail en aval, l’élaboration de cahiers de charges en amont de la procédure de remblais est nécessaire afin de jouer sur différents facteurs favorables à la formation d’un sol technogénique: altérabilité du matériau, zonation du dépôt des terres après un tri granulométrique, etc. La revalorisation agronomique des technosols en divers usages (prairie, culture, etc.) représente un potentiel environnemental et économique considérable pour la Wallonie. La gestion des matériaux composant ces sols est régie par un cadre législatif strict, sujet à de vastes améliorations par le biais du décret relatif à la gestion et à l’assainissement des sols, entrant en vigueur le 1er janvier 2019.