24 avril 2002 24 avril 2002
Par Par Bruno FECIL Bruno FECIL
Optimisation d’une méthode de mesure Optimisation d’une méthode de mesure
des émissions fugitives surfaciques de des émissions fugitives surfaciques de
biogaz
biogaz & corrélation entre 2 types de & corrélation entre 2 types de méthodes
méthodes
Plan de l’exposé Plan de l’exposé
n
n ProblématiqueProblématique
n
n VariablesVariables affectant la valeuraffectant la valeur des flux surfaciquesdes flux surfaciques
n
n Facteurs affectant la mesureFacteurs affectant la mesure des flux surfaciquesdes flux surfaciques
n
n Facteurs retenus et présentation de l’expérimentationFacteurs retenus et présentation de l’expérimentation
n
n Choix et présentation du design expérimentalChoix et présentation du design expérimental
n Procédure d’optimisation envisagée et corrélation des 2 Procédure d’optimisation envisagée et corrélation des 2 méthodes
méthodes
n
n Conclusion Conclusion
Problématique Problématique
§ Les Les émissions incontrôlémissions incontrôléées dees de biogazbiogaz sont reconnues sont reconnues comme
comme éétant un des probltant un des problèèmes les plus importants limes les plus importants liéés s aux lieux d
aux lieux d’’enfouissement sanitaire (L.E.S).enfouissement sanitaire (L.E.S).
§§ Il importe, afin d’Il importe, afin d’optimiser le captage et ainsi diminuer optimiser le captage et ainsi diminuer les les émissions fugitives, de caractémissions fugitives, de caractéériser la distribution riser la distribution surfacique de celles
surfacique de celles--ci sur l’ci sur l’ensemble du site ensemble du site (75 hectares).
(75 hectares).
§§Les mesures en Les mesures en chambre de fluxchambre de flux sont longues mais sont longues mais préprécises.cises.
§§ Les mesures en Les mesures en entonnoirentonnoir sont rapides mais peu sont rapides mais peu préprécises.cises.
Problématique Problématique
§§ Une étude récente a montré que pour les mesures en Une étude récente a montré que pour les mesures en chambre de flux sous diverses conditions permettaient d’avoir à chambre de flux sous diverses conditions permettaient d’avoir à
±± 15% les 15% les valeurs révaleurs réelles des flux.elles des flux.
L’obtention des paramètres de fonctionnement de la chambre L’obtention des paramètres de fonctionnement de la chambre de flux qui optimisent le résultat
de flux qui optimisent le résultat (on vise + de 95% d’exactitude)(on vise + de 95% d’exactitude) et la et la corrélation entre les 2 types de mesures permettraient de corrélation entre les 2 types de mesures permettraient de caractériser correctement et rapidement l’ensemble du site.
caractériser correctement et rapidement l’ensemble du site.
-D-Déébit dbit d’’airair
--PermPermééabilitabilitéé du soldu sol -Vitesse du vent-Vitesse du vent -D-Déébit debit de biogazbiogaz
Variables
Variables affectant affectant la valeur la valeur des des flux surfaciques
flux surfaciques
nn
La nature non homogène des déchets La nature non homogène des déchets
(compaction)(compaction) nnLe taux d’humidité des déchets Le taux d’humidité des déchets
nn
L’évolution de la perméabilité des déchets enfouis L’évolution de la perméabilité des déchets enfouis
nn
Les interactions avec le «lixiviat Les interactions avec le « lixiviat» » emprisonné dans emprisonné dans des poches
des poches de de déchets déchets
nn
Le recouvrement final Le recouvrement final
(oxydation du méthane en surface)(oxydation du méthane en surface) nnLes conditions atmosphériques Les conditions atmosphériques
(pression(pression atmosphérique)atmosphérique) nnLes interactions Les interaction s et la succion aux et la succion aux puits de captage puits de captage
Facteurs affectant
Facteurs affectant la mesure la mesure des des flux surfaciques
flux surfaciques
Chambre de flux Chambre de flux
nn
Débit d’air ultra- Débit d’air ultra -zéro zéro
(gaz pur pour la dilution)(gaz pur pour la dilution)Chambre de flux et entonnoir Chambre de flux et entonnoir
nn
La perméabilité du sol (compaction, humidité) La perméabilité du sol (compaction, humidité)
nn
La vitesse du vent (v>5m/s) Incertitudes La vitesse du vent (v>5m/s) Incertitudes
nn
Les conditions atmosphériques Les conditions atmosphériques
nn
Durée de la mesure Durée de la mesure
Facteurs retenus
Facteurs retenus pour l’optimisation pour l’optimisation du du fonctionnement de la CF
fonctionnement de la CF
3 facteurs retenus 3 facteurs retenus : :
nn
Débit d’air ultra Débit d’air ultra - - zéro alimentant la chambre zéro alimentant la chambre
nn
Vitesse du vent Vitesse du vent
nn
Durée de la mesure Durée de la mesure
Déroulement de l’expérience Déroulement de l’expérience
Libération du gaz à un débit connu Flux théo = Q/surface Appareillages: 1) Chambre de flux + TVA 1000
2) Etonnoir + TVA 1000
chambre/ entonnoir
F
Déroulement de l’expérience Déroulement de l’expérience
Pour 1 traitement donn Pour 1 traitement donnéé::
§Mesure du flux surfacique avec la chambre et le TVA 1000
Fi= (Ci(ppm)*Débit d’air pure)/Surface de la chambre
§Mesure de la concentration en méthane dans l’entonnoir avec le TVA 1000 (ppm)
chambre/ entonnoir
F
Choix et présentation du design Choix et présentation du design
expérimental expérimental
3 facteurs
2 modalités / facteurs Plan factoriel complet à 8 essais
§ n = 3 (2 répétitions)
§ 2 réponses :
Ychambre de flux (flux) Yentonnoir (conc.)
1 2 3
Facteurs (-1) (+1)
Débit d'Air (ultra-zéro) 5 10 (l/min)
Durée de la mesure 2 5
(minutes)
Vitesse du vent 0 4,5
(m/s)
Choix et présentation du design Choix et présentation du design
expérimental expérimental
1 2
Flux mesurésau CESM 2 700
(ug/m^2 s)
Débit de gaz 0,9 314
(ml/min)
L’expérience sera réalisée pour 2 débits d’alimentation au réacteur qui définissent 2 flux surfaciques théoriques.
Choix et présentation du design Choix et présentation du design
expérimental expérimental
Essais Durée de la Vitesse du Débit d'air
mesure vent ultra-zéro
1 -1 -1 -1
2 1 -1 -1
3 -1 1 -1
4 1 1 -1
5 -1 -1 1
6 1 -1 1
7 -1 1 1
8 1 1 1
Procédures d’optimisation envisagé
Procédures d’optimisation envisagé e e et et corrélation corrélation des 2 des 2 méthodes méthodes
1-1- Optimisation de Optimisation de YYchambrechambre de fluxde flux
-- CréCréer une nouvelle variable er une nouvelle variable Y = Flux mesur
Y = Flux mesuré/Flux attendué/Flux attendu -- On va optimiser sur Y: Y 1On va optimiser sur Y: Y 1
22-- CorrCorrééler ler YYentonnoirentonnoir et et YYchambrechambre dede fluflux x pour pouvoir sous des pour pouvoir sous des conditions
conditions donnédonnées transformer une valeur en ppmes transformer une valeur en ppm en flux en flux surfacique
surfacique..
But: Avoir rapidement plusieurs valeursBut: Avoir rapidement plusieurs valeurs de de fluxflux relativement exact
relativement exact
Conclusion Conclusion
L’expérience se déroulera la semaine prochaine sur un montage simulant un L.E.S situé au 6ième étage.
Les conditions d’utilisation optimales pour la chambre de flux et la corrélation trouvés entre les 2 méthodes permettront d’effectuer de nombreuses mesures et de dresser la carte des émissions surfaciques de méthane par krigeage.
24 avril 2002 24 avril 2002
