Journées ECOTECHNOLOGIES BIOPHY Surveillance d'une bio-dépollution d'hydrocarbures par méthodes géophysiques et analyses de gaz

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1 Journées ECOTECHNOLOGIES 2012 BIOPHY Surveillance d'une bio-dépollution d'hydrocarbures par méthodes géophysiques et analyses de gaz

2 Consortium BRGM (coordinateur) TOTAL SERPOL Géosciences Montpellier LPC2E CNRS Orléans Début/fin du projet: 46 mois mars 2011 janvier 2015

3 Enjeux biostimulation O 2?? Pollution temps

4 Objectifs et enjeux du projet OBJECTIFS Proposer et valider une nouvelle filière de surveillance non destructive de l efficacité d une bio remédiation (hydrocarbures pétroliers) basée sur une surveillance géophysique (propriétés électriques des sols pollués et impact des bactéries sur ces propriétés électriques) une surveillance du flux de CO 2 et du rapport isotopique 13 C / 12 C ENJEUX Optimiser une bioremédiation des sites pollués par Hydrocarbures plus rapide plus efficace mieux contrainte Surveillance continue et intégratrice Journées ECOTECHNOLOGIES 2012-Montpellier

5 Comment ça marche? Propriétés électriques O 2 capacitance résistivité temps CO 2 Minéral Hydrocarbure Bactérie

6 O 2 Réseau d électrodes Analyseur gaz résistivimètre CO 2

7 Organisation du projet Etude des propriétés électriques Des bactéries à l échelle microscopique Développement d un nouvel analyseur de CO 2 et isotopie du Carbone Etude des propriétés électriques et analyse de gaz à l échelle d une colonne Mise en place d un pilote sur un site expérimental Bio stimulation et monitoring Modélisation hydro bio géochimique Et protocole de prédiction Analyse technico économique de la filière

8 Principaux résultats: Propriétés électriques à l échelle des bactéries AFM sur bactéries I en phase liquide SECM AFM z m AFM : Microscopie à Force Atomique SECM : Microscopie Electrochimique

9 Etude AFM et SECM en liquide de Rhodococcus Wratislaviensis 2 m I ( na) 5 m I ( na) V (± 400mV) V (± 400mV) t = 0 ; t 1 heure ; après croissance bactérienne

10 Développement d un analyseur de gaz Analyseur de gaz (CO 2 et isotopie du C) : Technologie SPIRIT Équipement modulable, pouvant mesurer plusieurs molécules (jusqu à 3 voies laser) Développement possible de mesurer les isotopes du CH 4 ( 13 C) pour bio anaérobie

11 Cellule de mesure CO 2 et rapports isotopiques N 2 O et CH 4 L = m Fabry Perot Cellule référence Isotopie CO 2 Laser CH 4 N 2 O Laser CO 2 Détecteur Voies Fabry Perot Détecteur Voie et Cellule référence Cellule de mesure Isotopie CO CO 2 2 et rapports isotopiques N 2 O et CH 4

12 ECART ISOTOPIQUE EN 1/1000 VARIANCE DE ALLAN 1 Air : Cellule fermée ; conditions les plus favorables 0,1 VARIANCE 1,5 sec => 2 = 0,02 %o 3 = 0,48 %o δ 18 O/ 12 C δ 13 C/ 12 C 0,01 0,001 e r 20 sec => 2 = 0,003 %o 3 = 0,17 %o TEMPS INTEGRATION (SECONDES)

13 Propriétés électriques à l échelle de la colonne Électrode d injection A Sortie colonne Électrodes de mesure E1 E2 E3 E4 E5 E6 Électrode d injection B Niveau de prélèvement S3 Niveau de prélèvement S2 Niveau de prélèvement S1 Entrée colonne 50 cm 15 cm

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16 Propriétés électriques à l échelle de la colonne (premiers résultats)

17 Validation à l échelle du terrain Identification d un site pilote (stationservice en activité) Etat zéro terminé Historique Nouveaux forages et analyses Etat zéro géophysique et analyse de gaz

18 Chargeabilité normalisée (effet capacitif) à 2.5 m de profondeur

19 Perspectives Site pilote Installation de l unité de traitement et des équipements de surveillance entre novembre 2012 et février 2013 Démarrage de la biodépollution sur en mars 2013 Fin de la dépollution après 12 à 15 mois Mesures géophysiques sur colonnes Couplage analyse de CO2 et isotopie du carbone Démarrage d un test longue durée en janvier 2 biotiques, 2 abiotiques

20 Valorisation 2 publications à comité de lecture (soumis) 4 conférences 2 ont eu lieu, 3 à venir (AGU San Francisco, BIOFILMS 5 à Paris et Aquaconsoil Barcelone)

21 Conclusions Avancement correct Projet à 19 mois / 46 mois Equipement SPIRIT opérationnel Travaux de labo positifs AFM/SECM Colonnes et géophysique Plusieurs résultats publiables