Proportion d'oligo-éléments lessivés lors du test de percolation sur la formulation NMCS-30 à différents taux d'injection..157 Figure 5-41. Concentration moyenne d'oligo-éléments lors du test de percolation sur la formulation NMCS-30 à différents débits d'injection ..161 Figure 5-47.
La gestion des déchets
- Origine et type de déchets et polluants concernés
- a Classification des déchets
- b Les différents types de polluants et leurs effets sur l’environnement.23
- Traitement des déchets
- Le procédé NOVOSOL ®
- a Unité A : phosphatation/séchage (cf. Figure 1-8)
- b Unité B : la calcination (cf. Figure 1-9)
- Caractérisation de la dangerosité des déchets traités
- a Procédure d’Evaluation Approfondie de l’ADEME (PEA)
- b Critères applicables aux déchets
- c Représentativité des essais de laboratoire
Problème de caractérisation environnementale des déchets traités, nous soulignerons la dernière propriété de cette liste q. Le développement des cultures et de l’industrie provoque une lente augmentation de la teneur en nitrates des eaux souterraines et superficielles.
Les essais de lixiviation
- Choix d’un essai de lixiviation
- Essai de lixiviation en batch
- a Essai d’extraction à l’équilibre
- b Essai de lixiviation dynamique
- Essai de percolation (Essai de lixiviation en colonne)
- a Essai de percolation sur matériau granulaire
- b Essai de percolation sur matériau monolithique
Si tous les résultats de mesures répondent aux critères précisés dans la norme XP X 31-212, le matériau peut être soumis au test de lixiviation selon la norme XP. Par contre, le matériau granulaire soumis au test de percolation (CLT) offre une grande surface de contact et présente un faible rapport L/S instantané.
Conclusion sur la représentativité des essais et les manques normatifs
A l’inverse, si le matériau est très perméable, plus perméable que le sol qui l’entoure, le liquide passera. le test de percolation semble alors le plus instructif [POON 1999]. Concernant le test de percolation, le transport du soluté est contrôlé par trois mécanismes principaux : la convection, la dispersion cinématique et la diffusion moléculaire.
Le transport de solutés non réactifs dans les réseaux poreux saturés .49
- La dispersion hydrodynamique
- a La diffusion moléculaire
- b La dispersion cinématique
- Equation advection-dispersion
La diffusion moléculaire est due au brassage des particules, tandis que la dispersion cinématique est due à l'hétérogénéité de la distribution des vitesses dans un milieu poreux. La dispersion cinématique résulte de l'hétérogénéité de la distribution des vitesses dans un milieu poreux, elle-même due à trois phénomènes (Figure 2-2).
Duo-porosité/Modèle à deux régions mobile-immobile (MIM)
Développement de la cellule et adaptation du test de percolation aux matériaux routiers. Diagramme schématique du test de percolation ascendante sur un matériau de référence et détails de la cellule de circulation.
Indentification des caractéristiques influençant le transport de solutés
Porosité
Il existe différentes méthodes pour mesurer la porosité et/ou la répartition de ce volume poreux. Lors d'un test de percolation, le volume poreux efficace sera en permanence, à un débit suffisamment élevé, constitué exclusivement de la fraction mobile (θm).
Surface spécifique et distribution de taille de pores
Mécanismes de transport dans le réseau poreux saturé La surface spécifique est inversement proportionnelle au diamètre moyen des pores. Ensuite, les S mis en contact indiqueront la surface spécifique du volume poreux scanné.
Perméabilité
La mesure de la perméabilité aux gaz est également largement influencée par la saturation en eau du. Si la perméabilité d'un matériau est une propriété intrinsèque de celui-ci, indépendante de la nature du fluide qui s'y infiltre, la mesure de la perméabilité l'est également.
Rapport L/S
Cependant, comme nous l’avons souligné précédemment, le choix d’un L/S pertinent dépendra du type de matériau et de son application. Mécanismes de transport dans le réseau poreux saturé libérés en sortie sans qu'un équilibre minéral/solution soit nécessairement atteint [LASSIN 2002].
Débit d’injection
Conclusions
Enfin, c'est un indicateur de la finesse de la structure poreuse, qui affecte les surfaces et les temps de contact entre la matrice et le fluide percolant. Ce modèle informatique fournit une représentation de la structure poreuse montrant une double porosité.
Conception des matériaux
- Echantillons de grès
- a Réalisation des échantillons
- b Caractérisation du matériau de référence
- Réalisation des matériaux routiers
- a Caractérisation des STN
- b Homogénéisation de sédiment traité
- c Mise en œuvre des formations de route
Le liant utilisé est celui utilisé par la société Eurovia pour la construction de la route test « Demoroute ». Composition de la route test à Dombasle : « Demoroute » (Solvay, 2002) 1er lot a été formulé à base d'un mortier standard (norme EN 196-1) contenant 25% en poids de ciment ROC SG/LG et 75% de Leucatsand (pourcentages exprimés en fonction de la masse sèche du matériau).
Caractérisation des matériaux
- Mesure de la porosité
- a Mesure de la porosité à l’eau et à l’éthanol
- b Mesure de la porosité par injection du mercure
- Surface spécifique et distribution de taille de pores
- Caractérisation minéralogique
- a Analyse chimique globale
- b Diffraction des rayons X (DRX)
- c Infra-rouge à transformée de Fourier (IRTF)
- d Micro-caractérisation : MEB et MSE
- Mesure de la perméabilité
Cloche et pompe à vide pour mesurer la porosité des matériaux à l'eau ou à l'éthanol. Dès que la pression maximale est atteinte, le mercure est extrait de l'échantillon en réduisant la pression d'injection.
Campagne d’essais mécaniques sur matériaux routiers
Essai de compression simple
Courbe d'évolution des contraintes en fonction de la déformation lors d'un simple essai de compression sur la formulation MCS-0. Des tests de compression simples des échantillons de formulation NMCS suivent le même protocole.
Essai de traction par fendage
Profil de la cellule de circulation en matière plastique, destinée au test de percolation sur matériaux liés au ciment. Comparaison de l'évolution de la concentration en zinc des lixiviats issus d'essais de percolation à différents débits entre MCS-0 et NMCS-0.
Conclusions
Mise au point – essai de percolation sur le grès de Fontainebleau
Description du dispositif utilisé pour l’essai de percolation
L’objectif du développement cellulaire est de développer un protocole de test d’adhésion par percolation monolithique pouvant être appliqué à tous types de matériaux monolithiques potentiellement contaminants. La figure 4-1 présente un diagramme schématique de l'essai de percolation incrémentale sur le grès de Fontainebleau.
Protocole de mesure et traçage
Le développement de la cellule de circulation et de test de percolation qui permet la mesure en ligne de la conductivité a été placé en sortie de cellule ; Enfin, le matériau étudié étant monolithique, les préfiltres amont et aval ont été supprimés. Avant utilisation, les échantillons de grès de Fontainebleau sont séchés dans une étuve à 105°C jusqu'à stabilisation de la masse.
Réglage du volume mort de dispositif
Schéma permettant de déterminer la surface spécifique en contact lors d'un test de trace sur matériau monolithique. Comparaison de l'évolution de la concentration en plomb des lixiviats issus d'essais de lation à différents débits entre MCS-0 et NMCS-0.
Analyse des résultats – Modélisation des essais de percolation avec
Introduction générale du logiciel
La modélisation du test de traceur non réactif sur le matériau monolithique est réalisée à l'aide du code géochimique PhreeqC v2.15 [PARKHURST 1999]. Développé par l'U.S.G.S (U.S. Geological Survey), PhreeqC version 2 est un logiciel de simulation de réactions chimiques et p.
Programmation de modèle de Transport dans PhreeqC
La vitesse d'écoulement dans les pores est identique dans chaque cellule du fait de l'hypothèse de répartition homogène de la porosité. La répartition des porosités mobiles et immobiles joue sur l'importance de la diffusion moléculaire dans le transport du traceur.
Adaptation de l’essai de percolation aux matériaux routiers
Essai de percolation ascendante
La focalisation de la cellule et du test de percolation détermine la surface spécifique contactée pendant le traçage. Différentes solutions KB ont été utilisées pour calibrer l'appareil de mesure de conductivité.
Essai de traçage non réactif
Au moment du prélèvement, les manipulations sont effectuées dans les mêmes conditions de test à température ambiante (≈25°C), les échantillons sont filtrés sur un filtre jetable de 0,45µm et répartis dans les trois tubes. Pour garantir la fiabilité des analyses, il faut minimiser le temps de contact avec l'air (quelques minutes) et commencer par remplir au maximum le flacon en verre avec le percolat pour minimiser le volume d'air dans le tube.
Conclusions
La figure 5-3 montre l'évolution de la fraction lixiviée pour la formulation MCS-50 en fonction du débit. Comparaison de l'évolution de la concentration de Cr dans les lixiviats produits à différents débits entre le MCS-50 et le NMCS-30.
Caractérisation des matériaux
Evolution de la porosité
Surface spécifique et distribution de porosité
L'évolution de la surface spécifique mesurée par la méthode B.E.T est complètement différente et montre une augmentation de la surface spécifique avec l'augmentation du pourcentage de STN. Cependant, sur la figure 5-5, on constate que le volume des pores fins augmente avec le pourcentage de STN, ce qui explique l'augmentation de la surface spécifique.
Caractérisation chimique et minéralogique
Les résultats expérimentaux et de modélisation suivants : pour un degré d'incorporation de STN modéré (15%), l'effet de remplissage dû à la présence d'éléments fins permet d'augmenter la compacité de la pâte et la segmentation de la porosité capillaire, ce qui se traduit par une augmentation de la résistance à la compression et une augmentation de la surface spécifique. La quantité de ciment et donc le volume de pâte est plus grande, le seuil d'incorporation du STN au-delà duquel la quantité de fines devient préjudiciable à la résistance de la pâte est repoussé et la surface spécifique augmente continuellement avec l'ajout de STN.
Lorsque le degré d'incorporation de SN augmente (30%), la quantité d'éléments fins augmente, cela se traduit par une plus grande demande en eau qui augmente le volume et la taille de la porosité capillaire et diminue la résistance. Par conséquent, les mesures de surface spécifique obtenues par MIP sont probablement les plus représentatives de la structure réelle du volume des pores du NMCS.
Résultats expérimentaux et de modélisation. a) Cartographie de tous les éléments et (b) Image SEM de la même zone. Bilans massiques : fraction lixiviable des oligo-éléments en fonction de la formulation ou des conditions d'essai.
La limitation de la technique ne nous a pas permis de nous concentrer sur des éléments présents en plus faible quantité (notamment Cr et Pb). Pendant la phase de phosphatation, le phosphore réagit avec le calcium présent dans le sédiment brut pour former des phosphoapatites.
Evolution de la perméabilité intrinsèque au gaz
Evolution de la perméabilité et de la porosité intrinsèques à l'éthanol des formulations MCS en fonction du pourcentage de sédiment traité traité. Evolution de la perméabilité et de la porosité intrinsèques à l'éthanol des formulations NMCS en fonction du pourcentage de sédiment traité traité.
Comparaison de caractérisation entre matériaux routiers et
Les résultats expérimentaux et de modélisation ayant des porosités comparables ont une structure très différente. Ceci peut être attribué à la méthode de mise en œuvre plutôt qu’à la formulation et doit être pris en compte lors de la comparaison des tests in situ et en laboratoire.
Essais mécaniques sur les matériaux routiers et comparaison avec la
La résistance à la compression montre une légère diminution à mesure que le pourcentage passe de 30 % à 0 %, tandis qu'à l'inverse la résistance à la traction augmente d'un facteur 2. On peut supposer que la résistance à la compression est freinée par la faible résistance mécanique des STN, tandis que la qualité de l'interface entre la pâte et les STN (meilleure compatibilité des modules élastiques et meilleure adhésion due à la texture des STN) améliore la résistance à la traction.
Essai de percolation sur les matériaux routiers et modélisation
Résultats expérimentaux et modélisation des échantillons de type
La version de la formulation NMCS-30 illustrée à la figure 5-40 révèle une nette sensibilité au flux. Concentration limite de Zn (SEQ) : 5 mg/L. de l'évolution de la concentration de Zn dans les lixiviats produits à différents débits entre le MCS-50 et le NMCS-30.
Fraction lixiviée d'oligo-éléments pour test de percolation sur formulation MCS-50 à différents débits d'injection. Proportion d'oligoéléments lessivés lors des tests de percolation sur les formulations MCS-0 et MCS-50 pour le même débit d'injection (0,1 mL/min).
Résultats expérimentaux et de la modélisation de NMCS
Portion d'oligoéléments lessivés lors du test de percolation sur trois formulations NMCS pour le même débit d'injection (0,2 ml/min). Concentration moyenne en oligo-éléments lors du test de percolation sur trois formulations NMCS pour un même débit d'injection (0,1 ml/min).
Comparaison des formulations MCS et NMCS
La caractérisation physique du matériau utilisé a mis en évidence la diminution de la densité apparente et l'augmentation de la porosité et de la surface spécifique avec l'ajout de STN. Enfin, la poursuite de la modélisation couplée du transport par géochimie permettra de comprendre les phénomènes à l'origine de l'existence d'un écoulement pessimal.
Comparaison de résultats d’essai de percolation et d’essai de
Comparaison de résultat du laboratoire et de la Demoroute
Toutes les données issues des analyses des lixiviats de Demoroute étaient lvay, ces analyses ont été réalisées par le CETE de l'est s de l'Equipement), l'IRH environnement et Solvay lui-même. Afin de répondre à la question de la représentativité de cet essai en laboratoire, il faudrait donc pouvoir comparer les résultats in situ obtenus sur des durées de mesure longues et les essais de percolation en laboratoire.
Conclusions
La comparaison de la fraction lixiviable des oligo-éléments pour des formulations avec et sans sédiments a mis en évidence l'efficacité de l'immobilisation des oligo-éléments dans le STN. LION, Effet de la température sur le comportement poromécanique ou hydraulique d'une roche carbonatée et d'un mortier.
