Capteurs Passifs et Outils de Monitoring des Sédiments

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1 .Un préalable indispensable : Caractérisation des sédiments / Connaissance de l impact environnemental Projet CaPMoS : Capteurs Passifs et Outils de Monitoring des Sédiments Claire Alary (Mines Douai) & Bruno Lemière (BRGM)

2 motivation : Risque d inondation Navigabilité Qualité de l écosystème aquatique Disponibilité des terrains Distance au curage Coûts Pre-traitement Stockage temporaire Opération de curage Facteurs clés volumes hétérogénéité générés des sédiments qualitédes type de curage sédiments réalisé Faisabilité technique Effluents générés traitement Stockage final valorisation Performance technique Performance économique

3 Objectifs CaPMoS Un projet sur les sédiments de voie d eau Pour la Région Nord Pas de Calais Des enseignements à valeur européenne Contribuer à la faisabilité de stratégies innovantes et durables pour la gestion des sédiments Développer des technologies nécessaires à ces stratégies (caractérisation / impact environnemental) Contribuer à la qualité des milieux aquatiques Participer au développement du centre de ressources européen SEDILAB ( )

4 Un projet précurseur GeDSeT: Gestion Durable des Sédiments Transfrontaliers PROGRAMME INTERREG IV FRANCE - WALLONIE - VLAANDEREN Interreg efface les frontières Union européenne : Fonds Européen de Développement Régional 1. Outil d aide à la décision Conception Alimentation Validation Caractérisation du milieu Phytoremediation Technologies de traitement 2. Recherche Stock Risque Traitements Transfert de polluants mis en dépôt Transfert Transfert de de polluants polluants au au sein sein de de l ecosystème l écosystème aquatique aquatique

5 Résultats GeDSeT 1 - Caractérisation sur site du contenu en métaux et polluants potentiels : enjeux pour les curages et la valorisation Objectif Vérifier la faisabilité technique et la plus value économique de la mise en œuvre de mesures in situ de contaminants sur les sédiments en place. améliorer la fiabilité du diagnostic de pollution des sédiments d un cours d eau diminuer les délais et les coûts liés à l analyse au laboratoire trier les sédiments Caractérisation du milieu

6 : Utilisation du pxrf pour l analyse rapide des sédiments permettre de préciser la localisation des secteurs pollués, plus précisément que l analyse labo sur composites permettre de contrôler rapidement si un lot de sédiments est réemployable sans manutention aider à la gestion des installations de traitement ou de dépôt en identifiant les contaminations d un lot, et minimiser les volumes à mettre en décharge

7 Résultats GeDSeT 1 pxrf sur site

8 Résultats GeDSeT 1 pxrf sur site Application : localisation des pollutions Cartographie Plomb et Zinc sur le canal Charleroi Bruxelles Pb hot spots Zn

9 Interreg efface les frontières Union européenne : Fonds Européen de Développement Régional CaPMoS( ) permettre de préciser la localisation des secteurs pollués, plus précisément que l analyse labo sur composites permettre de contrôler rapidement si un lot de sédiments est réemployable sans manutention aider à la gestion des installations de traitement ou de dépôt en identifiant les contaminations d un lot, et minimiser les volumes à mettre en décharge

10 Résultats GeDSeT 1 - Caractérisation sur site du contenu en polluants organiques Objectif Caractérisation du milieu Evaluer la faisabilité technique de la mise en œuvre de mesures in situ de contaminants organiques sur les sédiments en place. Sélectionner une technique adaptée aux problématiques des sédiments Résultats 5 technologies évaluées par rapport aux problématiques des sédiments et aux polluants rencontrés Choix de la technologie FTIR, en plein développement

11 Interreg efface les frontières Union européenne : Fonds Européen de Développement Régional CaPMoS( ) - Utilisation d un spectromètre infra-rouge (FTIR) EXOSCAN pour la caractérisation sur site du contenu en polluants organiques Plan de travail Caractérisation de la réponse des principaux composants des sédiments, Réponse des sédiments «dopés» par les principaux polluants, Interprétation des réponses et faisabilité d une mesure, Validation dans les conditions sur site

12 Premiers résultats CapMos FTIR Application : détection des pollutions Silice (sable de Fontainebleau) + diesel absorbances du diesel

13 Premiers résultats CapMos FTIR Application : détection des pollutions Silice (sable de Fontainebleau) + diesel + résidus mare à suie absorbances supplémentaires des résidus

14 Résultats GeDSeT 2 Modalités de transfert des polluants associés aux sédiments de fond de cours d eau Transfert de polluants au sein de l écosystème aquatique Utilisation de capteurs passifs pour une mesure «intégrée» des polluants Pendant un curage Outil intégratif : capteurs passifs turbidité temps

15 SUIVI DU CURAGE DU CANAL DE LENS LIBÉRATION DE HAP DURANT LE CURAGE Utilisation capteurs type POM dans la colonne d eau CL0 CL1 Zone curée CL2 CL3

16 LIBÉRATION DE HAP DURANT LE CURAGE 300 c HAP libres (ng/l) Avant Pendant 0 CL3 CL2 CL1 CL0 Point de suivi (de l amont à l aval)

17 MODIFICATION DES FLUX DE HAP APRÈS LE CURAGE Utilisation capteurs type POM à l interface eau- sédiment Profondeur (cm) 0 cm 15 cm 70 cm 140 cm Interface eau sédiment 207j après curage Avant curage HAP (ng/l)

18 Résultats GeDSeT 2 Suivi de l impact d un curage sur le transfert des HAP dans la colonne d eau Apports de l étude : Meilleure connaissance des sédiments et de l impact d un curage sur la contamination de la colonne d eau par les HAP libres Développements méthodologiques prometteurs (capteurs passifs) pour l étude in situ

19 Interreg efface les frontières Union européenne : Fonds Européen de Développement Régional CaPMoS( ) mieux connaître l impact des curages sur la qualité des eaux dans le réseau navigable et les autres voies suivre l impact d un curage sur le transfert des polluants organiques dans la colonne d eau au moyen de capteurs passifs suivre en temps réel les autres impacts sur la qualité de l eau au moyen de sondes multiparamétriques

20 Interreg efface les frontières Union européenne : Fonds Européen de Développement Régional - Faire fructifier les acquis : CaPMoS( ) savoir faire : perfectionnement préleveurs passifs (taille, durée de pose), déploiements plus grande échelle, distance au curage, type de capteurs - Transférer ces acquis vers l opérationnel, en collaboration avec les acteurs de la voie d eau

21 CaPMoS Ouvrage au cours du temps : [polluants] saisonnalité Outil intégratif : capteurs passifs temps.utilisation des capteurs passifs comme outil de monitoring pour l observation du transfert potentiel des polluants lors de la valorisation des sédiments à terre

22 Résultats GeDSeT 1 pxrf sur site 85 échantillons préparés et analysés, 35 %< eau < 58% avant pressage, 24%< eau < 38% après pressage, Zn et Pb sont quantifiés, Teneurs en Cu, As, Cd très faibles et autres polluants non quantifiés car toujours < LD Quantification des matrices (Ca, K, Fe, Ti, Mn), Mise en évidence de la variablitéspatiale,et avec la profondeur, des sédiments

23 LIBÉRATION DEHAP DURANT LE CURAGE CL3 CL2 CL1 CL0 Amont -aval Transfert Transport (sorption) Brassage (oxygénation) Désorption (biodégradation MO) Diffusion Colonne sédimentaire Colonne d eau

24 Résultats GeDSeT 1 pxrf sur site L analysede terrain estassezreprésentativedes teneurs des principaux polluants inorganiques pour permettre la prise de décision sur site sans devoir attendre les résultats de laboratoire Des analyses de laboratoirerestentindispensables pour la calibration et le contrôle

25 motivation : Risque d inondation Navigabilité Qualité de l écosystème aquatique Disponibilité des terrains Distance au curage Coûts Pre-traitement Stockage temporaire Opération de curage volumes générés qualitédes sédiments Facteurs clés hétérogénéité des sédiments type de curage réalisé Faisabilité technique Effluents générés traitement Stokage final valorisation Performance technique Performance économique

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