OPTIMEX

Les technologies de réhabilitation in-situ permettent d'offrir des coûts de traitement plus raisonnables que les technologies de réhabilitation ex-situ*. De même elles évitent la consommation en carburant pour le transport. Le développement de ces méthodes et l’amélioration de leurs performances reste un enjeu important à l’échelle national et international. L’extraction multiphasique est définie comme une technique in situ qui permet l’extraction des polluants volatils non miscibles qui occupent la zone saturée et la zone non saturée du sol. Ce point fort de la technique la rend une option alternative pour remplacer des méthodes méthodes plus couteuse et plus énergivores. Sa performance dépend de la maitrise des conditions de son application liées elles même à la nature de la pollution, de la nappe et du milieu poreux. Actuellement l’application de la technique se base sur des résultats de méthodes empiriques. L’approche scientifique nécessite plus de maitrise des phénomènes couplés. 

*10-30 € HT par tonne des sols traités in-situ contre 10-315 € HT par tonne des sols traités ex-situ hors coût d’excavation et de transport hors site selon la technique de traitement (ADEME, 2012).

Ce projet a visé le développement d’un outil de modélisation permettant un meilleur suivi du traitement et de sa prédictibilité. Cet objectif ultime passe par la reproduction de la MPE à l’échelle de laboratoire de manière à pouvoir observer et suivre les phénomènes physiques qui se produisent sur terrain ainsi que de l’intervention à l’échelle du terrain. La variation des conditions de polluant et de nature du milieu poreux, telle que la présence de barrière imperméable permet d’explorer cette condition souvent rencontré sur terrain et qui n’a jamais était reproduite en laboratoire. L’intervention à l’échelle du terrain permet de corréler les résultats trouvés à ceux du laboratoire.  Ainsi il sera possible d’explorer les paramètres influençant l’efficacité de la MPE et chercher les voies d’optimisation de la technique.

Un programme scientifique a été mis en place avec trois axes (1) la modélisation numérique (devisée en 2 lots : modélisation MPE et optimisation paramétrique), (2) les expériences en laboratoire et (3) le suivi de dépollution sur site. Le projet s’est déroulé selon une distribution de 4 lots en plus un lot concernant la coordination, présente à toutes les étapes du projet.

Le développement de modèle numérique complet simulant la MPE est passé par plusieurs étapes d’évolution et d’amélioration selon les résultats expérimentaux et du terrain et des modifications des conditions d’application de la dépollution. Certains paramètres ont été testés de point de vue sensibilité du modèle.

Les expérimentations au niveau du laboratoire ont été menées à travers un dispositif en 2 dimensions. Ce dispositif a été créé pendant ce projet. Il permet de mener des expériences de pollution et de dépollution d’un sol modèle contenant une zone saturée et une zone non saturée. Ce lot fournit des valeurs permettant la validation et l’ajustement du modèle. Un site pollué par des hydrocarbures a été investi. Il s’agit du site de Collonges-au-Mont-d’Or (Rhône) qui est sous l’administration de l’antenne régionale Auvergne-Rhône-Alpes de l’ADEME. L’installation d’une unité MPE instrumentée a permis un suivi de certains paramètres pendant l’application de la dépollution.

Le cinquième lot porte sur l’optimisation des paramètres. Une première approche réalisée avec résultats des expériences à l’échelle du laboratoire a permis d’identifier les paramètres les plus importants à varier afin de minimiser les dépenses énergétiques de la technique.

Les essais hydrodynamiques et de contamination ont permis de reproduire les conditions de MPE sur site à l’échelle laboratoire et d’établir une reproductibilité des débits d’extraction, de dépression appliquée et de tension hydrique. Ainsi plusieurs phénomènes ont pu être observés et un lien avec les conditions de nature de la pollution et du milieu poreux ont été mis en lien. L’effet de la barrière argileuse a été observé et étudié ce qui permet de mieux comprendre ce qui se produit sur terrain. Tous ces éléments ont aidé à améliorer l’approche modélisation physique de la MPE et ainsi mieux prédire les conditions d’application et le rendement.

Application et valoristaion :

Les résultats de ce projet représentent une source de donnée pour une valorisation dans le cadre de l’application de la MPE sur terrain. La reproduction des phénomènes observés sur terrain en laboratoire a permis l’observation du comportement physique du milieu. Ces interprétations physiques qui en découle peuvent être transposées à grande échelle. Le modèle numérique est amélioré, son application pour différents cas de conditions de terrain peut le faire évoluer. 

ECL (coordinateur), INSA Lyon, EIFFAGE GC

Début et fin de projet : Juin 2017 à Juin 2021