MOUSses pour les Traitements In-situ de zones insaturées Contaminées par des hydrocarbures – MOUSTIC

Des mesures en cellules 1D et 2D ont permis de comparer l’effet des caractéristiques des sols, mesurée sur une large palette, sur la mobilité et l’injectabilité des mousses. Une nouvelle méthode d’injection a permis de prévenir toute interaction néfaste entre surfactant et amendement : Dans un premier temps, la mousse est injectée dans la zone à traiter. Ensuite, la solution d’amendement est injectée lentement par le même ouvrage à une pression inférieure à 1 bar/m; elle se propage à travers la mousse en circulant par les films liquides, avec un effet piston, chassant la solution de surfactant. Cette méthode a fait l’objet d’un développement complet jusqu’à l’échelle du pilote de terrain sur site pollué. Des approches de biostimulation et de bioaugmentation ont été mises en œuvre afin d’obtenir un couplage synergique des réactions de dégradation chimiques et biologiques. Des outils de simulation de la propagation des mousses et des réactions (bio)chimiques ont été développés sur les logiciels TMVOC et PHREEQC. Des techniques géophysiques faiblement invasives ont été testées pour le suivi en temps réel des opérations de traitement.

Prédiction de la rhéologie des mousses par rapport aux fluides classiques sur la base des caractéristiques des sols à traiter. Méthode d’injection de mousse sélectionnée dépend de la perméabilité du sol.
Par rapport aux méthodes classiques, la méthode permet :
- une délivrance plus large et plus isotrope en milieu anisotrope,
- une large augmentation du temps de contact en zone insaturée,
- la minéralisation plus poussée des polluants,
- un meilleur contrôle des réactions exothermiques, en empêchant la remontée de gaz toxiques.
Des méthodologies innovantes de sélection de micro-organismes en vue d’une stratégie de couplage de traitement chimique et de traitement biologique ont été mise en place et les résultats sont très encourageants.
Le suivi du traitement réalisé sur site par tomographie de résistivité électrique s’avère précieux.
Contrat I-SITE BFC sur le suivi de traitements par techniques géophysiques.

A côté du développement de nouveaux fluides de traitement plus robustes et plus faciles à prédire, le projet a mis en lumière l’intérêt de suivre en temps réel les travaux souterrains par des méthodes d’imagerie économiques, faciles à mettre en œuvre et néanmoins précises.

Développement méthode:
- Bouzid et al. 2017. Compatibility of surfactants with activated-persulfate... JECE, 5, 6098.
- Bouzid et al. 2018. Enhanced remedial reagents delivery... Chemosph., 210, 977.
- Bouzid et al. 2019. Comparative assessment of a foam-based oxidative treatment... Chemosph., 233, 667
- Bouzid et al. 2019. Comparative assessment of a foam-based method for ISCO ... JECE, 7, doi.org/10.1016/j.jece.2019.103346

Prédiction de la rhéologie des mousses dans les sols :
- Maire et al. 2018. Shear-thinning fluids for gravity and anisotropy mitigation... Chemosph., 197, 661.

Ce projet concerne le thème ‘Méthodes et technologies de remédiation durables’. Il s’agit d’un partenariat collaboratif entre recherche publique et industrie réunissant biologistes, chimistes, physico-chimistes de l’environnement et professionnels du terrain. Il a pour vocation de dépasser les limites actuelles en termes d’efficacité, de coûts, de durabilité et de faisabilité pour la restauration in situ de zones insaturées contaminées par des hydrocarbures pétroliers via le développement et l’évaluation des mousses de surfactants.
Il propose de :
- mettre à profit les propriétés de ces mousses pour résoudre les problèmes liés au traitement de zones hétérogènes ou peu accessibles (sols à fort contraste de perméabilité, sols situés sous les fondations de bâtiments, cavités souterraines), en assurant une distribution plus homogène et dans tout l’espace de matières actives (oxydants, microorganismes, nutriments) pour garantir la dégradation efficace des contaminants par voie chimique et/ou biologique;
- modéliser les propriétés de transport et transfert de matière par ces fluides complexes, de l’échelle du pore à celle du site, et simuler les cinétiques de dégradation;
- mettre en œuvre cette technologie dans un gros pilote in situ et de l’évaluer à travers un bilan coûts/avantages/risques en comparaison de traitements de références.