Déplacements de LPNA sur l`interface des eaux de surface et les

Déplacements de LPNA sur l’interface des eaux de surface et les
sédiments
Atelier national sur les Sites contaminés fédéraux de l’IBIC, avril 2014
Le 15 avril 2014
Aperçu – Déplacements de LPNA
§  Déplacement sur l’interface eau-sédiment
–  Tensions capillaires
–  Forces aériennes (habituellement négligeables)
–  Différences de tension superficielle (irisation)
§  Déplacements de LPNA immergé
–  Tensions capillaires
–  Gravité
–  Forces hydrodynamiques
–  Ébullition
Diapositive 2
Voies de migration des LPNA
Migra
tion d
u lust
re
Migration du suintement
Ébullition
Déplacement de l’eau
souterraine
Diapositive 3
Exemple de la SCM – Forces hydrodynamiques et gravitationnelles
Diapositive 4
Exemple de la SCM – Force hydraulique des marées
Cycle des marées du site du détroit de Puget
~4,5 mètres
Diapositive 5
Caractérisation de l’incidence
des LPNA
Besoins en matière de données pour le modèle
conceptuel des sites de LPNA
Description
Méthode
Répartition des LPNA
Sondage par fluorescence induite par laser (FIL)
ou levés de résistivité à la surface
Intensité des LPNA
Carottes de sol non perturbé, photographie de
carottes, analyses de laboratoires spécialisées
pour les saturations de fluide interstitiel
Mobilité des LPNA
Essai par poussée d’eau (LPNA immergé) ou en
centrifugeuse (liquide immiscible) pour la mobilité
des LPNA
Force hydrodynamique
Gradient horizontal et vertical de l’eau souterraine
Analyse élémentaire des
hydrocarbures pétroliers
Peut être utilisée en corrélation avec les données
de fluide interstitiel
Propriété des LPNA
Densité et tensions superficielles
Composition
Diapositive 7
Outils pour les LPNA
Fluorescence induite par laser et levé de résistivité
Fluorescence induite par laser
(TarGOST®)
Transects de résistivité
(Études de GeoTrax™)
Résultats de TarGOST®
Emplacements de
forage de TarGOST
Espacements des
réflexions de 50 %
Pour ce site, la réflexion
de 50 % indiquait des
LPNA peut-être mobiles
TarGOST® and 50% Reflectance Locations
Diapositive 9
Résultats sur le littoral des études de GeoTrax™
(Études de
GeoTrax™)
Le brun indique des
sédiments
hautement résistifs
GeoTrax™ Results on Sand Flat
Diapositive 10
Résultats des études dans les platins de sable de
GeoTrax™
Résistif au littoral
indiquant la
présence de
LPNA
Zone
conductrice
indiquant la
biodégradation
Zone en perte de
conductivité où
les « aliments »
sont épuisés
Sand Flat GeoTrax™ and Naphthalene Contours
Diapositive 11
Comparaison des études de TarGOST® et de
GeoTrax™
GeoTrax™ de la rive supérieure,
TarGOST® de la rive inférieure interpolée
Diapositive 12
Ébullition
Aperçu de l’ébullition
Figure de McLinn et Stolzenberg 2009
§  L’ébullition est un processus
naturel provenant de la
digestion anaérobique des
matières organiques
§  L’ébullition en soi n’est
habituellement pas causée
par les incidences de la
contamination
§  L’ébullition peut être une
voie de migration importante
en :
–  déplaçant les LPNA vers la surface
–  créant des voies préférentielles par
les canaux à bulles
Diapositive 14
Phénomènes d’ébullition
§  Conditions favorables
–  Forte teneur en contenu organique
–  Température élevée
–  Faible profondeur de l’eau
§  Déclencheurs
–  Marées
–  Pression de l’air
Diapositive 15
Test de la mobilité des LPNA
Photographie de carottes
§  Carottier Shelby ou autre
échantillon collecté non perturbé
§  Gelé dans la glace sèche sur le
terrain pour retenir les fluides
interstitiels
§  Envoyé au laboratoire et coupé
en rondelles de 5 cm
§  Photographié à la lumière visible
et ultraviolette pour déterminer
les incidences des LPNA
–  Certains LPNA seront fluorescents
sous la lumière ultraviolette
Diapositive 17
Saturations de fluide interstitiel
Quelle est la « concentration » des incidences des LPNA?
§  Les LPNA, l’eau et l’air se partagent l’espace interstitiel des
sédiments
§  Les saturations de fluide interstitiel des LPNA représentent
la mesure du volume interstitiel occupé par les LPNA
–  Le pourcentage de LPNA est utilisé dans les calculs de la mobilité
des LPNA
–  Peut être utilisé après les tests de mobilité
pour déterminer la saturation « résiduelle »
§  Les résultats peuvent être placés dans
des sections transversales et des
rendus 3D
Diapositive 18
Mobilité des LPNA par poussée d’eau
Outil pour tester la mobilité des LPNA dans les sédiments
§  Échantillon non
perturbé placé dans
des joints toriques
pour permettre
l’injection d’eau
Diapositive 19
Éluat de poussée d’eau – Échantillon très mobile
Vitesse de l’eau de
12,2 cm/jour
Vitesse de l’eau de
24,4 cm/jour
Échantillon de sédiments
non perturbés
12,2 cm/jour = 100 ml
d’éluat en 4 heures!
Diapositive 20
Résumé de l’analyse de la mobilité
§  La
représentation
graphique du
flux de Darcy
et la saturation
de fluide
interstitiel
permettent de
déterminer un
seuil de
mobilité
21
Technologies d’assainissement
Technologies d’assainissement
Paroi absorbante perméable
§  Paroi perméable composée à 25 %
d’Organoclay® (argile organique) et à
75 % de sable indigène installé en 2005
le long des LPNA dans les Grands Lacs
à titre de mesure intérimaire
§  Apparition de LPNA sur un platin de
sable d’une superficie de 61 x 30
mètres en 2005 réduite à une petite
superficie de 6 x 6 mètres en 2013
§  Des essais au banc on montré un
blocage des LPNA au bord antérieur
§  Aucun coût opérationnel
Diapositive 23
Paroi absorbante perméable installée avec une
cureuse de fossés continue – Installation de PAP
Méthodes d’installation de PAP par curage de
fossés continu
Fossé creusé en un jour!
Diapositive 24
La stabilisation peut réduire considérablement ou
éliminer la mobilité des LPNA
Sédiments non traités
Vue de dessus de la migration
des LPNA lors de l’injection
d’eau
Vue de côté de la migration
des LPNA lors de l’injection
d’eau
Sédiments stabilisés
Sédiments stabilisés pour
la poussée d’eau
Éluat sans LPNA
Diapositive 25
Technologies d’assainissement
Stabilisation des sédiments in situ
Conception de la PAP
§ 
Technologies de
stabilisation des
sédiments in situ en
cours d’élaboration pour
répondre aux incidences
des sédiments
§  Utilise un équipement
normal de mélange des
sols, mais qui est porté
par un chaland et qui
fonctionne à travers l’eau
sus-jacente
§  Peut éliminer la
possibilité de migration
des LPNA et réduire
l’écoulement
Diapositive 26
Conclusions
§  L’élaboration et le raffinement de la gestion des lieux
contaminés par des LDNA sont essentiels à la mise en
œuvre de solutions efficaces
§  La FIL et la cartographie de la résistivité sont
d’excellents outils pour élaborer des modèles
conceptuels des sites de LPNA
–  La FIL mesure les incidences les LPNA, mais il faut interpoler
entre les forages
–  La cartographie de la résistivité n’exige pas d’interpolation le
long d’un transect, cependant il ne mesure pas réellement les
incidences des LPNA, mais plutôt les signaux de résistivité
qu’ils laissent
Diapositive 27
Conclusions (suite)
§  Chaque méthode exige des forages de confirmation et
des tests de mobilité pour déterminer l’emplacement où
les LPNA sont effectivement mobiles.
§  Comprendre les forces qui causent une migration de
LPNA est crucial pour l’élaboration d’un modèle
conceptuel des sites de LPNA
§  Les parois perméables et la stabilisation des sédiments
in situ sont des technologies d’assainissement possibles
qui devraient être considérées
Diapositive 28
Je vous remercie pour votre temps.
Jeff Gentry, P.I.
Technologue principal de CH2M HILL
Tél. : 503-736-4390
[email protected]