Etude de la dépollution des sols par extraction multiphasique (MPE) sur Pilote 2D

Study of soil remediation by multiphase extraction (MPE) on 2D Pilote

• Auteur / Autrice : Amin Laafar
• Direction : Belkacem Benadda, Mariem Kacem
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Procédés
• Date : Soutenance le 15/06/2022
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Institut national des sciences appliquées (Lyon ; 1957-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : DEEP - Déchets Eaux Environnement Pollutions, EA 7429 (Lyon, INSA) - Déchets Eaux Environnement Pollutions / DEEP
• Jury : Président / Présidente : Marc Aurousseau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Belkacem Benadda, Mariem Kacem, Marc Aurousseau, Gwénaëlle Trouvé, Otmane Boudouch, Céline Besançon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gwénaëlle Trouvé, Otmane Boudouch

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sols -- Décontamination

Sols -- Pollution

Mots clés libres

Environnement

Extraction Multiphasique

Dépollution des sols

Pollution des sols

Polluant

Décontamination

Environment

Multiphase Extraction

Soil decontamination

Soil pollution

Polluants

Sol decontamination

Résumé

En France, les hydrocarbures (toutes catégories confondues) représentent environ 70% des contaminations des sols et des nappes phréatiques. Les phases liquides non aqueuses légères (PLNAL) ne se mélangent pas avec les eaux souterraines mais forment une lentille au-dessus de l'eau. Cette situation nécessite le recours à des techniques de réhabilitation in situ pour restaurer les sites et limiter le risque de dispersion. L’Extraction MultiPhase (MPE) est un procédé qui s'applique aux pollutions des sols et des eaux souterraines par les PLNAL. La MPE est une technique de remédiation physique in situ qui extrait simultanément les contaminants en phase gaz et en phase liquide. L'ADEME (Agence de la transition écologique) a estimé son utilisation à 13 % en 2012. Afin d’inciter à une utilisation plus importante de la MPE, une meilleure connaissance et optimisation du procédé est nécessaire. Pour simuler la MPE, un pilote 2D à l’échelle laboratoire a été conçu. Un système d'extraction avec changement de vanne a été utilisé pour simuler la variation de la profondeur du puits d'extraction. Les phases gazeuse et liquide extraites ont été analysées, l'extraction du polluant par MPE a été observée et quantifiée. Les résultats d'extraction des polluants ont montré que chaque augmentation de la dépression générait une augmentation de la concentration extraite en phase gazeuse. La hausse de concentration en polluant augmente le temps de traitement à volume équivalent de polluant. Enfin, dans le cas du n-décane, l’efficacité de la MPE est avérée et vérifiée, la quasi-totalité du contaminant est extrait en phase gaz. L’impact de barrière imperméable a été étudié en utilisant de l’argile kaolin. En présence de barrière argileuse, les temps d’extraction de MPE sont plus importants, les barrières imperméables réduisant la volatilisation du polluant et les teneurs extraites, que ce soit en zone sèche ou en zone capillaire.

In France, hydrocarbons (all categories combined) account for approximately 70% of soil and groundwater contamination. Light non-aqueous liquid phases (PLNAL) do not mix with groundwater but form a lens above the water. This situation requires the use of in situ remediation techniques to restore the sites and limit the risk of dispersion. MultiPhase Extraction (MPE) is a process that applies to soil and groundwater polluted by PLNAL. MPE is an in situ physical remediation technique that simultaneously extract gas-phase and liquid-phase contaminants. ADEME (Ecological Transition Agency) estimated its use at 13% in 2012. In order to encourage greater use of MPE, better knowledge and optimization of the process is necessary. To simulate MPE, a laboratory-scale 2D pilot was designed. An extraction system with valve change was used to simulate the variation in the depth of the extraction well. The gaseous and liquid phases extracted were analyzed, the extraction of the pollutant by MPE was observed and quantified. The pollutant extraction results showed that each increase in depression generated an increase in the concentration extracted in the gas phase. The increase in pollutant concentration increases the treatment time for an equivalent volume of pollutant. Finally, in the case of n-decane, the effectiveness of the MPE is proven and verified, almost all of the contaminant is extracted in the gas phase. The impermeable barrier impact was studied using kaolin clay. In the presence of a clay barrier, the MPE extraction times are longer, the impermeable barriers reducing the volatilization of the pollutant and the extracted contents, whether in the dry zone or in the capillary zone.