Etude expérimentale

Une expérience d'injection à l'échelle du site a été réalisée par Clement et al. (2010, 2011). Cette injection a été suivie à l'aide de la technique de suivi temporel par ERT 3D. Le principe général de l'ERT a été décrit section 2.1.5. L'ISDND où a été réalisée l'expérience est située dans le sud-est de la France (Fig. 4.9) . La Fig. 4.9 montre une vue aérienne du site. Cette ISDND est équipée d'un réseau d'extraction de biogaz mais ne possède pas de réseaux d'injection de lixiviat et par conséquent ne peut être opérée en mode bioréacteur. Pour permettre l'étude de l'inltration de lixiviat dans le déchet un dispositif expérimental d'injection dédié a donc été mis en place.

Fig. 4.9: Description du site : A) Situation de l'ISDND en France, B) Vue aérienne du site, C) Plan de la cellule de stockage étudiée (Clement et al., 2011)

La cellule de stockage concernée par l'expérience a une surface de 6000 m2 pour une profondeur allant de 15 à 25 m de déchet. Le massif de déchet est composé de deux couches séparées par une couverture intermédiaire de sol :

• Une couche supercielle récente, d'environ 5 m, mise en place durant la dernière année avant la n de l'exploitation

•Une couche plus ancienne, de profondeur d'environ 15 m en moyenne.

d'un tube pour sonde à neutrons. La chambre a été mise en place à la surface du déchet, traversant

Fig. 4.10: Schéma de la chambre d'injection et structure du massif de déchet (Clement et al., 2011)

donc la couverture et a une dimension de 2 m × 2 m ×1 m. Par ailleurs, cette chambre a été remplie de galets, permettant une forte valeur de conductivité hydraulique. Une membrane en polyéthylène haute densité (HDPE) a été placée sur les côtés de la chambre de manière à éviter les écoulements latéraux. La chambre a ensuite été couverte par une couche de sol sablo-limoneuse de 0,5 m. La charge hydraulique a été maintenue entre 0,4 et 0,5 m pendant les 23 heures de l'expérience d'injection. Par ailleurs, comme montré Fig. 4.9, un réseau d'électrodes à été disposé en forme d'étoile an de permettre des mesures ERT 3D. Les détails concernant les mesures ERT 3D sont présentés par Clement et al. (2011).

La Fig. 4.11 montre l'évolution du volume de lixiviat entrant dans le massif de déchet en fonction du temps.

Comme observé Fig. 4.11, le débit entrant de lixiviat peut être décomposé en trois phases :

•Entre 0 et 3 h, 1,3 m3 de lixiviat ont été injectés, correspondant à un débit d'injection de 0,45 m3.h−1.

•Entre 3 et 13 h, seulement 0,5 m3de lixiviat ont été injectés, correspondant à un débit beaucoup plus faible de 0,07 m3.h−1.

• Enn, entre 13 h et la n de l'expérience, 3,5 m3 de lixiviat ont été injectés, correspondant à un débit de 0,37 m3.h−1.

Fig. 4.11: Evolution du volume de lixiviat injecté dans le massif de déchet avec le temps (Clement et al., 2011)

Les variations de débit d'injection peuvent être dues à des hétérogénéités dans le massif de déchet, pouvant limiter l'écoulement ou le faciliter localement. Par ailleurs, il a été observé que le lixiviat injecté ne s'inltrait pas dans la couche de déchet ancien, ce qui tend à indiquer que la variation de perméabilité entre les deux couches ainsi que la présence de la couverture intermédiaire agit comme une frontière peu ou pas perméable.

Par ailleurs, une estimation du volume de pores sollicités par l'écoulement à été estimé à quelques pourcents (entre 1% et 4,5%) du volume total sollicité. Cette estimation peut être assimilée à une porosité apparente. Cette porosité apparente, bien plus faible que la porosité totale, correspondrait à des écoulements préférentiels rapides, possiblement similaires à ceux décrits section 4.3.2.

Une estimation du volume et de la forme du bulbe d'injection par les méthodes de mesures ERT est présentée Fig. 4.12. La méthodologie pour choisir les limites du panache de lixiviat telle que décrites Fig. 4.12 est détaillée et discutée par Clement et al. (2011). Dans la Fig. 4.12, des coupes verticales (plans A' et B') et horizontale (plan C') du panache de lixiviat sont présentées à trois temps diérents, 3 h, 17 h et à l'état nal (23 h). Le plan A' est choisi tel que l'extension du bulbe d'inltration est maximale.

L'extension horizontale du panache de lixiviat atteint environ 10 m dans le plan A' et 5 m dans le plan B'. A t = 3 h, le panache de lixiviat atteint une profondeur de 2 à 3 m pour une

Fig. 4.12: Inltration d'un panache de lixiviat avec le temps (Clement et al., 2011)

extension horizontale de 3,5 m maximum. Entre 3 et 17 h, le lixiviat atteint une profondeur de 4 m pour une extension de 5 à 6 m. Par ailleurs, les résultats de Clement et al. (2011) semblent démontrer un ralentissement de l'écoulement vertical de lixiviat à une profondeur de 2 à 3 m. Une telle observation est validée par des mesures réalisées par une sonde à neutrons située au niveau du puits (Clement et al., 2010) qui montrent un net ralentissement de l'écoulement vertical de lixiviat sous la chambre d'injection. Clement et al. (2011) notent que la concavité du panache peut être la raison pour laquelle celui-ci continue à légèrement s'étendre verticalement d'après la mesure ERT 3D. Par conséquent, il est envisageable qu'une barrière imperméable de grande taille soit située à une profondeur de 2 à 3 m sous le puits d'injection. Comme indiqué Fig. 4.11, le débit de lixiviat entrant dans le massif diminue et la forme de la panache dénote la présence d'écoulements préférentiels dans le plan A'. Une fois la limite entre les couches de déchets récents et anciens atteinte, le panache de lixiviat ne s'étend plus que dans les plans horizontaux.