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Traitements de choc innovants pour dépolluer nappes phréatiques et sols

Stéphane Miget |  le 02/03/2011  |  TechniqueFrance entière

Les opérations de dépollution avant de nouvelles constructions sur le site d'une ancienne usine à gaz ont permis de tester des procédés uniques en leur genre à la pointe de la technologie. Particulièrement au niveau de la nappe phréatique lourdement polluée par des hydrocarbures.

« Partout en France et davantage encore en Ile-de-France, le développement immobilier se fait en partie sur des friches industrielles », explique Hervé Montaclair, directeur général de Biogénie société spécialisée dans la dépollution des sols. «Ces terrains, poursuit-il, sont la plupart du temps pollués par de nombreux produits : hydrocarbures, solvants, mais aussi par les remblais provenant d'excavations chargées de métaux lourds et de gypses. Ils doivent donc, avant toutes nouvelles constructions, être dépollués notamment pour des raisons sanitaires. Il s'agit entre autres d'éviter des pollutions après construction par des dégazages passifs ». Le terrain de cet ancien site d'usine à gaz, sur lequel est en cours de construction un projet immobilier comprenant deux cents logements collectifs, une maison de repos ainsi que des bureaux, était sur ce plan malheureusement exemplaire : « Le diagnostic, indispensable pour des opérations de ce type, a mis en évidence une forte pollution des sols et de la nappe par du goudron et des dérivés hydrocarbonés lourds, ainsi que la présence d'une forte épaisseur de produits surnageant sur la nappe, comme de la créosote, des huiles lourdes ou encore des goudrons », explique Hervé Montaclair. Ainsi les études préalables ont révélé qu'il fallait récupérer environ 100m3 de produits principalement situés sous les fondations des anciens gazomètres. Deux types de traitements ont donc été mis en place : l'un pour les sols, l'autre pour la nappe.

Plan de bataille

Ainsi, pour dépolluer la nappe située à trois mètres de profondeur, l'entreprise a développé, pour la première fois en France - à sa connaissance -, une stratégie unique en son genre, qui repose sur une palette de technologies de plus en plus agressives. L'objectif étant d'éliminer toutes les pollutions. « Souvent l'administration se satisfait d'un écrémage plus ou moins long mais il reste toujours une pollution résiduelle. Ici, nous avons eu la possibilité d'aller beaucoup loin et de chercher cette pollution résiduelle ». Pour y parvenir, l'entreprise a mis en place un plan de bataille en six étapes. Plan qui débute par un pompage sélectif des dérivés pétroliers lourds surnageant avec l'installation d'un « dispositif d'écrémage simple ». Ainsi, trente pompes pneumatiques, conçues spécifiquement afin de pouvoir pomper des produits à haute viscosité (créosote, huiles lourdes, goudrons,...), ont été installées.

Pompes de rabattement

Durant les trois premiers mois d'écrémage, l'efficacité de récupération a été maximale, avec des volumes journaliers de produits atteignant les 600 litres. Au-delà de trois mois, la récupération de produits s'est fait moindre avec un taux tombant sous les 80 litres/jour. D'où la nécessité de passer à l'étape suivante, qui consistait à rabattre les eaux de la nappe afin de canaliser les produits surnageant : « Ce procédé utilise une pompe de rabattement pour accumuler gravitairement les produits surnageant en une zone spécifique par abaissement localisé du niveau de la nappe. Cela nous permet de récupérer les produits accumulés au moyen des pompes écrémeuses », précise l'expert. Mis en œuvre durant plus de quatre mois en parallèle des opérations d'écrémage, le rabattement a permis d'éliminer un volume complémentaire de 40 m3 de flottant sur trois mois, avec une quantité moyenne passant de 40 litres/jour à approximativement 430 litres/jour.

Chauffage conductif

La troisième étape a consisté en un chauffage conductif in situ des sols (In Situ Conductive Heating ISCH) pour réduire la viscosité des produits, augmenter leur disponibilité et améliorer le taux de récupération. La chaleur a été apportée aux sols par immersion en zone saturée d'appareils résistifs spécifiques. Le chauffage des sols a été réalisé pendant quatre semaines, en parallèle de l'écrémage et du rabattement de la nappe. Et ce, afin de garantir la récupération des produits. Cette opération comportant un risque de nuisance, un dispositif spécifique d'extraction des vapeurs du sol a été mis en place pour prévenir les nuisances olfactives générées par la montée en température des produits hydrocarburés.

Lessivage par tensioactif

Mais encore une fois, cela n'a pas été suffisant pour tout éliminer : « Après un mois de fonctionnement de l'installation d'ISCH, le taux de récupération de flottant s'est de nouveau stabilisé. Nous avons donc décidé de mettre en place un procédé complémentaire de lessivage par tensioactif des sols. Une technologie qui favorise la mobilisation des produits fortement adsorbés aux sols et qui abaisse la tension interfaciale (1) eau/huile et augmente, par voie de conséquence, la teneur en contaminants dissous dans les eaux ». Cette opération s'apparente à un « savonnage » pour piéger les gouttelettes de polluants contenues dans le sol. Préalablement à la mise en œuvre, des tests ont déterminé le tensioactif le plus efficace, à savoir le QDS 5, « un composé anionique biodégradable ». Résultat : « Le lessivage des sols par tensioactif a permis de rehausser le taux de récupération de produits de goudron de 66 litres/jour à 1085 litres/jour ».

Oxydation chimique

« Après un mois d'opération et de régulières optimisations du traitement, le taux de récupération de flottants s'est stabilisé autour d'une valeur nulle, montrant qu'il devenait impossible de récupérer davantage de produits depuis le sous-sol avec cette technologie. Nous avons alors décidé d'entamer l'ultime phase de l'opération de dépollution, soit un traitement par oxydation chimique in situ afin de traiter les derniers polluants dissous récalcitrants ». Pour y parvenir, 6,5 tonnes de solution de permanganate/persulfate ont été injectées dans les eaux de la nappe. Simultanément, le système de pompage et de recirculation des eaux de pompage a été mis en place afin d'optimiser la mise en contact de l'oxydant dans les eaux de la nappe. Dans le même temps, la dépollution des sols a été effectuée à l'aide d'un procédé breveté par Biogénie (Biopile®). Cette technologie de traitement biologique crée les conditions favorables à la multiplication de microorganismes spécifiques qui, naturellement présents dans le sol, ont la capacité de dégrader les polluants en composés inoffensifs. Concrètement, des canalisations perforées (puits d'injection) sont installées sous la couche de sols pollués à traiter. Elles sont reliées à un module de traitement qui génère un renouvellement d'air lequel va favoriser le développement des bactéries aérobies et donc la biodégradation de polluants contenus dans les sols.

(1) La tension interfaciale représente la capacité des sols à retenir des gouttelettes chargées en polluants.

Une forte pollution de la nappe phréatique avec des agents lourds visqueux a exigé la mise en place d'un dispositif innovant de dépollution.
Une forte pollution de la nappe phréatique avec des agents lourds visqueux a exigé la mise en place d'un dispositif innovant de dépollution. - © © Biogénie

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