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Two experiments consisting in a series of sediment deposits from maintenance dredging for the access channel to Rouen Harbour on two adjacent sites were conducted in 2012-2013. The aim is to monitor the biosedimentary impacts and to test several deposit procedures (i.e. different amounts of sediment, deposit time…). Based on a Before-After-Control-Impact (BACI) approach, spatio-temporal changes on various parameters (sedimentary, physicochemical and biological) were analyzed to assess the short term consequences of deposits on benthic habitats during 12 surveys from April 2010 to March 2013. The results showed that the impact of the 2 experiments remain very local and limited to the stations directly affected by the deposits. The effects were rapid on deposits stations: disappearance of the macrofauna just after the deposit, but rapid colonisation of organisms occurring during a favourable spring-summer period. Abundance peaks are observed on some stations caused by the presence of pioneer species exhibiting variations in very high densities resulting high capacity of dispersal and colonization. Such species sustain high amounts of fine particles until 50% in impacted stations ~ against about 1% in the reference stations. This adaptability is favored by strong hydrodynamic conditions in the eastern bay of Seine that allows the development of resilient species able to tolerate significant variations of the environment. An adaptative management of dredged material disposal has then been proposed by the implementation of protocol management of dredged sediments suitable for future deposits and a benthic monitoring to minimise impacts on environment.; Deux expérimentations consistant en une série de clapages de sédiment issue du dragage de maintenance du chenal d’accès du Grand Port Maritime de Rouen ont été menées en 2012-2013 sur deux sites adjacents. Le but est d’évaluer les impacts biosédimentaires et tester plusieurs procédures de dépôt (différentes quantités de sédiment, période de dépôt…). Basée sur une approche de type BACI (Before-After-Control-Impact), les changements spatio-temporels de nombreux paramètres (sédimentaires, physico-chimiques et biologiques) ont été analysés pour évaluer les conséquences à court terme sur les habitats benthiques durant 12 suivis entre avril 2010 et mars 2013. Les principaux résultats montrent que l’impact des deux expérimentations reste local et limité aux stations directement affectées par les immersions. Les effets sont rapides sur les stations de dépôt : disparition de la macrofaune juste après les dépôts mais rapide recolonisation des organismes survenant durant une période printano-estivale favorable. Des pics d'abondance sont observés sur certaines stations causés par la présence d'espèces pionnières présentant des variations de densité très élevée résultant de grande capacité de dispersion et de colonisation. Ces espèces supportent des quantités élevées de particules fines jusqu'à 50 % sur les stations impactées contre environ ~ 1% dans les stations de référence. Cette capacité d'adaptation est favorisée par de fortes conditions hydrodynamiques notamment en baie de Seine orientale qui permettent le développement d'espèces résilientes capables de tolérer d’importantes variations du milieu. A partir de cette étude et de la bibliographie, une gestion adaptative des clapages de sédiment marin a été proposée par la mise en place d’un plan d’exploitation des sédiments adapté aux futurs clapages ainsi qu’un protocole de suivi biosédimentaire pour minimiser les impacts sur l’environnement.

Two experiments consisting in a series of sediment deposits from maintenance dredging for the access channel to Rouen Harbour on two adjacent sites were conducted in 2012-2013. The aim is to monitor the biosedimentary impacts and to test several deposit procedures (i.e. different amounts of sediment, deposit time…). Based on a Before-After-Control-Impact (BACI) approach, spatio-temporal changes on various parameters (sedimentary, physicochemical and biological) were analyzed to assess the short term consequences of deposits on benthic habitats during 12 surveys from April 2010 to March 2013. The results showed that the impact of the 2 experiments remain very local and limited to the stations directly affected by the deposits. The effects were rapid on deposits stations: disappearance of the macrofauna just after the deposit, but rapid colonisation of organisms occurring during a favourable spring-summer period. Abundance peaks are observed on some stations caused by the presence of pioneer species exhibiting variations in very high densities resulting high capacity of dispersal and colonization. Such species sustain high amounts of fine particles until 50% in impacted stations ~ against about 1% in the reference stations. This adaptability is favored by strong hydrodynamic conditions in the eastern bay of Seine that allows the development of resilient species able to tolerate significant variations of the environment. An adaptative management of dredged material disposal has then been proposed by the implementation of protocol management of dredged sediments suitable for future deposits and a benthic monitoring to minimise impacts on environment., Deux expérimentations consistant en une série de clapages de sédiment issue du dragage de maintenance du chenal d’accès du Grand Port Maritime de Rouen ont été menées en 2012-2013 sur deux sites adjacents. Le but est d’évaluer les impacts biosédimentaires et tester plusieurs procédures de dépôt (différentes quantités de sédiment, période de dépôt…). Basée sur une approche de type BACI (Before-After-Control-Impact), les changements spatio-temporels de nombreux paramètres (sédimentaires, physico-chimiques et biologiques) ont été analysés pour évaluer les conséquences à court terme sur les habitats benthiques durant 12 suivis entre avril 2010 et mars 2013. Les principaux résultats montrent que l’impact des deux expérimentations reste local et limité aux stations directement affectées par les immersions. Les effets sont rapides sur les stations de dépôt : disparition de la macrofaune juste après les dépôts mais rapide recolonisation des organismes survenant durant une période printano-estivale favorable. Des pics d'abondance sont observés sur certaines stations causés par la présence d'espèces pionnières présentant des variations de densité très élevée résultant de grande capacité de dispersion et de colonisation. Ces espèces supportent des quantités élevées de particules fines jusqu'à 50 % sur les stations impactées contre environ ~ 1% dans les stations de référence. Cette capacité d'adaptation est favorisée par de fortes conditions hydrodynamiques notamment en baie de Seine orientale qui permettent le développement d'espèces résilientes capables de tolérer d’importantes variations du milieu. A partir de cette étude et de la bibliographie, une gestion adaptative des clapages de sédiment marin a été proposée par la mise en place d’un plan d’exploitation des sédiments adapté aux futurs clapages ainsi qu’un protocole de suivi biosédimentaire pour minimiser les impacts sur l’environnement.

Dredging is a necessary maintenance operation on harbours, access channels and rivers. Dredged volumes are significant and heavy metals and organic pollutants contaminate a large part of them. Their management has become an environmental and economical concern for a large number of countries. The Novosol® process, developed by Solvay, offers a reliable solution for the treatment of sediments. This process is divided into two distinct parts: phosphatization to stabilise heavy metals and calcinations in order to eliminate organic matter. As a result, sediments, treated like this, can be regarded as a new product which could be valorisable.The feasibility of sand substitution in cementitious materials has been investigated in this study.A characterisation study of this new material was performed and has revealed a low strength, a high porosity and amount of absorbed water, and a coating of fine particles. For both strength and permeability, standard levels of performances were reached for substituted mortars. This was attributed to the improvement of compactness, hydration and paste aggregate interface quality. Characteristics such as high porosity and drying shrinkage have underlined the restrictions on application area. A durability study focused on the impact of various parameters on the performances and resistance to aggressive conditions such as freeze/thawing cycles or sea water exposure was performed. It demonstrated the importance of the granulometry of the substitution to reduce porosity and increase material durability.The study proved the practical feasibility of treated sediment introduction in cement based materials and the quality of the produced material.; L'accumulation des sédiments au fond des cours d'eau et des ports pose un problème économique et environnemental. En effet, les particules les plus fines fixent une contamination à la fois organique (HAP, PCB, hydrocarbures) et inorganique (métaux lourds). Une législation de plus en plus sensible à la protection de l'environnement réglemente désormais le dragage et le relargage des sédiments. La société Solvay a mis au point un procédé de traitement baptisé Novosol®, basé sur l'immobilisation des métaux lourds par phosphatation et sur l'élimination des matières organiques par calcination.La valorisation des sédiments traités comme granulat de substitution dans les matériaux à matrice cimentaire fait l'objet de ce travail de thèse.La caractérisation de ces granulats a révélé une porosité et une absorption d'eau très élevées. Constitués par l'agglomération de particules plus fines ils se révèlent friables. Cependant, utilisés en substitution d'un sable de Seine classique pour la confection d'un mortier, l'étude expérimentale de valorisation a montré des gains de résistance à la compression uniaxiale, et ce, même pour une substitution complète du sable. Ces gains ont été attribués au phénomène de cure interne, à l'amélioration de l'interface pâte granulat ainsi qu'à un effet filler. Cela pourrait également expliquer la réduction observée de la perméabilité au gaz. La déformabilité des granulats conduit toutefois à un retrait de dessiccation élevé. Une formulation appropriée permet également l'obtention d'un matériau durable vis-à-vis, notamment, du gel/dégel ou de l'exposition à l'eau de mer.La valorisation dans les matériaux cimentaires est donc envisageable.