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Evaluation des temps de TRAnsfert dans la zone Non SATurée des sols de contaminants dissous et particulaires
2005-2009

 

Objectifs et contenu

La Zone Non Saturée du sol (ZNS) joue généralement un rôle important dans le devenir de nombreux types de polluants dans le milieu souterrain. Etant située en position centrale dans les échanges avec les autres compartiments (atmosphère, biosphère, eau souterraine), la ZNS est soumise à des conditions hydrodynamiques fortement transitoires et les paramètres de l’écoulement et du transport des polluants (temps de séjour, rétention, étalement du panache) dépendent non linéairement de l’état hydrodynamique du système. A l’échelle des problèmes abordés dans le cadre de ce projet (typiquement de l’ordre de la dizaine de mètres), cette hétérogénéité marquée de la ZNS se traduit par une large disparité des temps d’arrivée et des concentrations des polluants au toit de la nappe.

Or, dans les études d’impact ou les évaluations des risques sanitaires, la ZNS n’est généralement prise en compte que moyennant des hypothèses simplificatrices fortes sur l’homogénéité des propriétés physiques et hydrodynamiques du sol (porosité, teneur en eau, conductivité hydraulique, dispersivité, structure, ...), l’apport d’eau (généralement la moyenne annuelle de la pluie efficace) et le transport (généralement, transport unidirectionnel par convection, pas d’écoulements préférentiels, sorption à l’équilibre local, volatilisation et dégradation biochimique négligées …).

Dans ce contexte, le projet TRANSAT a été initié. Son objectif est de développer au travers d’essais expérimentaux à différentes échelles (colonne, maquette, site réel), de travaux de simulations numériques et le développement d’un outil de mesure (infiltromètre grand diamètre), des méthodologies permettant d’estimer les temps de transfert de différents types de polluants (métaux lourds, composés organiques, radioéléments) dans la ZNS et leur atténuation au toit de la nappe en termes de concentrations lors d’un épisode de déversement accidentel ou chronique localisé dans l’espace. Etant donné l’ampleur des problématiques scientifiques et techniques non encore totalement résolues, le périmètre du projet a été limité aux spécificités suivantes :

  • concernant la typologie de sols : milieu poreux alluvionnaire
  • concernant le terme source de pollution : source localisée dans l’espace, accidentelle ou chronique (fuite sur une cuve de stockage, une conduite, etc.) impactant un volume de ZNS de quelques dizaines de m3
  • concernant la nature des polluants : polluants dissous ou particulaires.

 

Livrables

Un guide technique a été élaboré à usage des sociétés d’ingénierie, des maîtres d’ouvrage et des administrations, principalement dans le cadre d’études d’impact pour les sites industriels. Des recommandations sont formulées pour les différentes étapes d’une étude de transfert de polluants dans la ZNS :

  • schématisation initiale de la ZNS et de la nappe à partir d’une étude documentaire : géologie, niveau de la nappe, paramètres d’écoulement, présence d’hétérogénéités
  • définition du scénario de déversement : accidentel / chronique, volume infiltré, durée et superficie d’infiltration, typologie de polluants
  • définition a priori du régime d’écoulement de l’eau dans la ZNS et des mécanismes de transport à considérer
  • caractérisation des transferts en ZNS : sélection de la (ou des) méthode(s), mise en œuvre et interprétation
  • en fonction des objectifs de l’étude, modélisation numérique des transferts en ZNS : sélection d’un modèle physique et mise en œuvre d’un outil de calcul (dimensionnement, calage, étude de sensibilité, simulations prospectives).

 

Documentation

KASKASSIAN S., GAUDET J.-P., CHASTANET J., DECUNG F., ANGULO-JARAMILLO R., SZENKNECT S., CÔME J.-M., GETTO D., BARTHES V., KRIMISSA M., 2009. Projet ANR PRECODD / TRANSAT 2005-2009, Evaluation des temps de Transfert dans la zone Non Saturée des sols de contaminants dissous ou particulaires, Guide technique, 106 p.

KASKASSIAN S., BARTHES V., GETTO D., SZENKNECT S., ANGULO-JARAMILLO R., DECUNG F., KRIMISSA M., GAUDET J.P., CHASTANET J. CÔME J.M., 2009. Evaluation des transferts dans la zone non saturée dans un contexte de pollution industrielle localisée (projet ANR / PRECODD 2005 - TRANSAT), 2ème rencontres nationales de la Recherche sur les sites et sols pollués : pollutions locales et diffuses, Octobre 2009, Paris (France).

KASKASSIAN S., CHASTANET J., GLEIZE T., CÔME J.M., GETTO D., BARTHES V., ANGULO-JARAMILLO R., 2012. L’essai d’infiltration couplé à un traçage non réactif : un outil pour évaluer le transfert de polluants dans la zone non saturée des sols. L’eau, l’industrie, les nuisances, n° 322, pp 38-45.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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