Calcination des Sédiments de Dragage Contaminés - Thèses de l ...

Chapitre III : Propriétés physico-chimiques des sédiments pendant la calcination
Au début du frittage thermique, le phénomène est remarqué par le retrait
important obtenu à partir de l’analyse dilatométrique et de la réduction de la surface
spécifique entre 700°C et 800°C. A ce stade, ces évolutions sont attribuées au mécanisme
de transport de matière qui se traduit par la formation des grains. La densification qui
s’en suit est probablement due par la diffusion en volume. La diminution de la surface
spécifique est due à la soudure entre les grains qui provoque en même temps une
diminution de la porosité et un grossissement.
Le frittage progresse et le grossissement des grains est causé par le transfert de
matière entre les grains et aussi à travers les joints. L’ensemble constitue un squelette
bien identifié par les photos MEB (figure 44). Le squelette ainsi constitué par les grains
soudés contient encore de la porosité. Le phénomène du frittage continue et à partir de là,
on observe la réduction de la porosité.
A un stade avancé de frittage, pendant que la densification progresse, les pores
commencent à disparaître complètement. A cause de l’instabilité à la surface des grains,
les pores ouverts s’effondrent et les pores fermés migrent vers les extrémités des côtés.
Deux phénomènes se manifestent simultanément : l’ouverture des pores d’un côté et la
fermeture d’autres pores, de l’autre.
III-3.4 Cinétique de frittage
Dans ce paragraphe, notre objectif est d’identifier des relations qui permettent
de traduire le comportement observé de l’évolution de la surface spécifique.
La variation de la surface spécifique induite par la calcination des sédiments
peut être modélisée par le modèle de Nicholson [122]
Nicholson [122] a relié la surface spécifique avec la température et la durée de
la calcination lors du frittage de l’oxyde de fer et de l’oxyde de magnésium. Il a établi
une relation par la suite pour décrire l’évolution de la surface spécifique en fonction du
temps :
dS
= −k( T )( S − Se)
( 15 )
dt
117