Densité apparente (g/cm
3) 1,4 1,4 1,4 0,2
Porosité 0,47 0,43 0,45 8
La répétabilité du dispositif est estimée via le calcul de l’écart relatif absolu entre les résultats des teneurs en COD et CAP des percolats obtenus à partir des essais de « représentativité des résultats » réalisés en parallèle sur deux colonnes remplies avec la terre MG préchauffée. Les écarts relatifs absolus obtenus sur l’ensemble des percolats sont présentés sur la Figure 4- 3.
Figure 4- 3 : Ecarts relatifs absolus sur les teneurs en COD [graphe du haut] et CAP (15 HAP, 11 CAP-O, 5 CAP-N et 3 CAP-N sans la quinoline et la carbazole) [graphe du bas] des percolats issus des deux colonnes
conduites en parallèle avec la terre MG préchauffée pour la validation du dispositif
COD : Au début de la percolation, les différences de concentration en COD dans les percolats issus des deux colonnes conduites en parallèle sont importantes (environ 60 % à un ratio L/S = 0,5) (Figure 4- 3). Une diminution significative de l’écart relatif est ensuite observée. À partir d’un ratio L/S = 2, les écarts relatifs, n’excèdent pas 20 %. Les teneurs en COD des percolats peuvent donc être considérées comme répétables d’une colonne à une autre au delà d’un ratio L/S = 2.
CAP : Pour les concentrations des percolats en 15 HAP et 11 CAP-O, les 2 courbes des écarts relatifs présentent des allures globalement similaires (Figure 4- 3). Sur l’ensemble de la percolation, l’écart relatif entre les deux colonnes n’excède pas 30 % pour la somme des 15 HAP et des 11 CAP-O (excepté pour le ratio L/S = 7,6 pour la somme des 11 CAP-O).
Les différences observées entre les deux colonnes sur les concentrations en 5 CAP-N sont plus importantes que celles observées pour les HAP et les CAP-O, avec des écarts relatifs compris entre 30 et 60 % (excepté en début en percolation). La quinoline et la carbazole sont les CAP-N présentant le plus de divergence de comportement entre les deux colonnes conduites en parallèle. En ne prenant pas en compte ces composés (uniquement benzo[h]quinoline, acridine et benzo[c]acridine), les écarts relatifs obtenus entre les deux colonnes sont dans la même gamme que ceux obtenus pour les HAP et les CAP (inférieurs à 30 %).
Ces écarts relatifs en CAP entre les teneurs des percolats issus des colonnes conduites en parallèle qui intègrent les erreurs de toutes les différentes étapes de l’expérience, de la mise en place de la colonne jusqu’à l’analyse en GC-MS incluant les étapes d’extraction SPE, sont considérés comme satisfaisants et ce, dès le premier volume poreux. Les résultats obtenus à partir du dispositif peuvent donc être considérés comme répétables.
4.2. Essais de percolation avec les deux terres brute et préchauffée
Pour les essais de percolation réalisés avec les deux terres MG (brute et préchauffée), le protocole de remplissage des colonnes a permis d’introduire une quantité de terre similaire (0,2 % d’écart entre les deux colonnes de terre). Cependant, le volume poral obtenu pour la terre MG-PC est inférieur d’environ 8 % à celui obtenu avec la terre MG-BT, induisant une porosité légèrement inférieure dans la colonne remplie de terre préchauffée. Cette différence est significative car un écart de 2 % a été obtenu pendant la validation du protocole (Tableau 4- 3). Les mesures de surface spécifique réalisées sur les terres MG brute et préchauffée (Tableau 3- 4) montrent une diminution de la surface spécifique après l’application du prétraitement thermique (diminution de 25 %). Nous avons émis l’hypothèse au chapitre 3 (cf. 6.2) qu’il est probable qu’avec une diminution de sa viscosité sous l’effet de la température (100 °C pendant 5 jours), le goudron de houille ait pu recouvrir la surface de particules de sol et ait pu agglomérer les particules sous l’effet du refroidissement. Deux raisons pourraient alors expliquer la différence de volume poral observée entre les deux colonnes de terre : (1) les surfaces de la terre seraient devenues plus hydrophobes limitant la pénétration de l’eau dans les macropores lors de l’écoulement et (2) l’espace poral entre les particules serait diminué suite à l’agrégation.
Le traçage effectué sur les deux colonnes de terre (MG-BT et MG-PC) par injection du traceur Br- sur 3 volumes poreux montre toutefois une parfaite superposition des courbes de percée du traceur non réactif au sein des colonnes (Figure 4- 4) et démontre que l’écoulement est similaire au sein des 2 colonnes. Les courbes de percée obtenues ne montrent pas d’effet « double milieu » marqué confirmant l’absence de chemins préférentiels
au sein de la colonne et le comportement 1D de l’injection d’un point de vue du transport de soluté. Ceci a été vérifié par comparaison avec un modèle numérique de transport 1D dans la colonne (Figure 4- 5).
Figure 4- 4 : Courbes de percée du traceur non réactif (Br-) au sein des colonnes de terre MG brute (MG-BT) et préchauffée (MG-PC)
Figure 4- 5 : Courbes de percée expérimentale (symboles) et modélisées avec le logiciel PHREEQC (lignes) du traceur (KBr) pour l’expérience de percolation en colonne (terre MG brute MG-BT). Chacune des courbes
modélisées a été obtenue en définissant une valeur donnée du coefficient de diffusion/dispersion hydrodynamique de la terre, αL (0,01, 0,1, 0,5, 1 et 10 m).
La comparaison des deux colonnes conduites en parallèle avec la terre MG-PC pour la validation du dispositif, complétée par une comparaison des écoulements au sein des colonnes MG-BT et MG-PC nous permet de valider notre dispositif. De ce fait la comparaison des résultats obtenus à partir des deux colonnes, MG-BT et MG-PC, est possible.
Les natures minéralogiques et chimiques (teneur et composition de la pollution) similaires des terres brute et préchauffée d’une part (chapitre 3), et les propriétés d’écoulement voisines des deux colonnes (MG-BT et MG-PC) d’autre part, nous permettent de relier les différences de comportement des produits organiques faces aux différents traitements appliqués (débit, force ionique et acides fulviques) pour les deux niveaux contrastés de disponibilité de la pollution.