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Utilisation de la désorption thermique pour l’élimination in situ des couches
flottantes d’hydrocarbures
Use of thermal desorption for removing in-situ floating oil layers
Saadaoui H., Haemers J., Denecheau P.
TPS Tech, Bruxelles, Belgique
Cédou C.
G.T.S (groupe NGE), Saint Priest, France
RÉSUMÉ : NSRCity
TM
, (breveté par TPSTECH) est une nouvelle technologie de traitement des sols par désorption thermique in situ
(sans excavation). La technique utilise le chauffage du sol par conduction (circulation des gaz chauds dans un circuit placé dans le sol)
et l’aspiration des vapeurs de contaminants produites dans le sol. Le système comporte des éléments chauffants (deux tubes
concentriques) équipés chacun d’un brûleur à gaz, des tubes perforés pour la récupération des vapeurs et un ventilateur pour la
circulation des gaz chauds. La technique est déjà utilisée avec succès sur plusieurs sites urbains et industriels en Europe et aux États-
Unis. NSRCity
TM
a été récemment testé sur deux sites : en Belgique et en France. Le site Belge renferme une couche flottante
d’hydrocarbures de 0,50 m d’épaisseur (en moyenne) située à 3 m de profondeur. Le site Français renferme une couche flottante
d’huiles de moteurs de 2 m d’épaisseur située à 2,50 m de profondeur contaminée par des solvants chlorés. Les résultats obtenus sont
très encourageants.
ABSTRACT: NSRCityTM (patented by TPSTECH) is a new technology of soil by thermal in-situ desorption treatment (without
excavation). The technique uses the soil heating by conduction (movement of hot gases in a circuit placed in the ground) and the
fumes of contaminants produced in the soil. The system consists of heating elements (two concentric tubes) each burner gas tubes
perforated for vapour recovery and a fan for the movement of hot gases. The technique is already used successfully on many urban
and industrial sites in Europe and the United States. NSRCityTM was recently tested at two sites: one in Belgium and one in France.
The Belgian site contains a floating layer of hydrocarbons from 0.50 m of thickness in 3 m deep. The French site has a floating layer
of oils for engines of 2 m thick located at a depth of 2.50 m, contaminated by chlorinated solvents. The results are very encouraging.
MOTS-CLÉS : NAPL, couche flottante, traitement thermique in situ, conduction
KEYWORDS: NAPL, floating layer, thermal in-situ desorption, conduction
1 INTRODUCTION
Les NAPL (Non-Aqueous Phase Liquids), tels que les produits
pétroliers et les solvants organiques volatils, sont les principaux
polluants de l’air, du sol et des eaux souterraines. La pollution
du sol par ces produits est généralement accidentelle et provient
de plusieurs sources : fuites de réservoir et de tuyauterie de
stockage extérieure ou souterraine, flaques d'huile, dépôts des
déchets chimiques. Une fois présents dans le sol, ces produits
tendent à se déplacer en profondeur par gravité en laissant dans
leurs sillages des quantités résiduelles dans la matrice du sol
(Power & Abriola, 1992 ; Mayer & Miller, 1992). Une couche
flottante apparaît lorsqu’une certaine quantité d’hydrocarbures
(plus légère que l’eau) atteint les eaux souterraines. Le liquide
s’accumule alors dans la zone capillaire, juste au-dessus du
niveau supérieur de la nappe. La couche flottante (ou
surnageante) se forme lorsque cette accumulation atteint une
valeur critique. Due à la fluctuation de la nappe (sur une
saison), le L-NAPL est piégé sous forme de poches séparées et
immobiles dans la zone saturée.
Le traitement d’une couche flottante ou/et de la zone saturée
présente plusieurs difficultés.
- Accès difficile : généralement, la zone polluée se trouve à des
profondeurs considérables ce qui nécessite des moyens
d’intervention beaucoup plus sophistiqués et donc très onéreux.
- Présence d’eau : la présence des eaux souterraines limite
l’efficacité de l’intervention (temps de traitement plus long,
persistance de la pollution dans la zone saturée,...).
Les méthodes de traitement les plus connues actuellement
sont l’excavation, le pompage classique «pump and treat» et
l’écrémage. Ces méthodes sont trop coûteuses, peu efficaces et
ne sont pas toujours physiquement possibles (Oswer, 2002). Le
traitement thermique in situ peut être une alternative possible à
ces méthodes. En effet, le chauffage du sol mène à des
changements brutaux des conditions thermodynamiques du sol
et rend le contaminant beaucoup plus mobile (Lingineni & Dhir,
1992). Les principaux effets sont décrits ci-dessous.
- La pression de vapeur du contaminant augmente nettement
avec la température. Le chauffage du sol de 20°C à une
température moyenne de 100°C augmente la pression de vapeur
du contaminant d’au moins un facteur 10. Ceci améliore le
transfert massique de la phase liquide vers la phase gazeuse.
- Dans les endroits où le contaminant et l'eau sont présents,
l'ébullition du mélange peut se produire à des températures en
dessous de 100°C.
- Les coefficients d'adsorption sont réduits pendant le chauffage,
menant au dégagement du contaminant à partir de la matrice de
sol ou de roche.
- La viscosité, la densité liquide du contaminant et les tensions
capillaires entre le contaminant et l’eau sont réduites par le
chauffage, favorisant le déplacement du contaminant.
La technologie NSRCity
TM
développée récemment par TPS
Tech est une nouvelle méthode de traitement thermique in-situ
des sols. Un descriptif de la méthode sera exposé ici, ainsi
qu’un exemple d’application sur un site en Belgique.
