PAPIRUS GEOPHY

Le projet PAPIRUS Géophy (Pompage Assisté par Puits Inclinés avec Récupération par Upwelling et injection de Stabilisants – aspect géophysique) a pour but de développer une méthodologie d’estimation des teneurs en polluants de type composés chlorés en phase pure (DNAPL : Dense Non-Aqueous Phase Liquids) par des méthodes indirectes. Il s’agit d’un projet d’accompagnement au projet PAPIRUS dédié à la dépollution de DNAPL en phase pure par pompage couplé avec des injections de gels/mousses (Gesipol 2017). Ce projet s’inscrit autour de trois axes de recherche qui sont : (1) l’estimation de la teneur en polluant dans le cadre d’écoulement triphasique (eau/DNAPL/gel ou mousse) à partir des mesures de résistivité complexe et de permittivité, (2) la modélisation couplée des équations de type Darcy généralisée (hydrogéologie) et de Maxwell (résistivité) et (3) la caractérisation in situ d’un site pollué et son évolution au cours de la dépollution. Le procédé optimisé fera l’objet d’une démonstration sur le site de l’usine INOVYN de Tavaux. 

Les procédés de dépollution mis au point au laboratoire (en cellules 1D et en bac 2D) feront l’objet d’un suivi par résistivité complexe et par permittivité diélectrique. Ce suivi sera assuré respectivement par des acquisitions de type « Spectral Induced Polarisation (SIP) » et des sondes de type « Time Domain Reflectometry (TDR) ». L’acquisition de ces données a pour but de quantifier de manière indirecte les saturations résiduelles en DNAPL ainsi que les saturations de gels/mousses par 
l’intermédiaire de modèle de mélange. La mesure de la dépendance fréquentielle et de la partie imaginaire de la résistivité devrait permettre, à la vue des caractéristiques physiques des différents fluides (eau, polluant, mousse ou gel) de déterminer la concentration de chaque phase par 
l’intermédiaire de modèle de mélange évolué prenant en compte à la fois la dispersion et la partie imaginaire de la résistivité via par exemple des modélisations de type Cole-Cole. 

Des modélisations numériques diphasiques des écoulements seront réalisées dans le projet PAPIRUS afin (1) de dimensionner les ouvrages d’injections et de récupération de produits pur et (2) d’estimer le gain attendu par rapport aux traitements conventionnels. Ces modélisations seront couplées, dans le cadre de PAPIRUS Géophy, avec les équations de Maxwell et les modèles de mélange développés afin de modéliser la résistivité des sols de ce milieu complexe. Ces modélisations permettront d’étudier finement la résolution des méthodes géophysiques mises en place in situ et d’ajuster au mieux le traitement sur site. 

PAPIRUS Géophy vise à quantifier le DNAPL et l’évolution de ses saturations à l’aide d’un monitoring de tomographie électrique et de chargeabilité via des acquisitions de type « Time Domain Induced Polarisation (TDIP) ». Le suivi électrique doit permettre de monitorer les étapes de dépollution du projet PAPIRUS. Les inversions des données permettront de caractériser temporellement les évolutions de résistivité et de chargeabilité. Ces évolutions seront mises en relation avec un modèle prédictif de modélisation hydrogéologique afin de valider l’efficacité du suivi géophysique à l’échelle 
terrain. 

Le projet rassemble un industriel (INOVYN, exploitant du site d’étude), des chercheurs et universitaires (BRGM, UTINAM), un bureau d’études spécialisé en modélisation hydrogéologique (INTERA), une société spécialisée dans les forages dirigés (GENDRY SERVICE LOCATION), ainsi qu’une société de travaux de dépollution (SERPOL).

BRGM (coordinateur)

Début et fin de projet :  Octobre 2022 à Mars 2025