Gestion de la pollution des sols pour la création d un nouveau quartier de ville Véronique CROZE Jean Baptiste ROBLET 4 décembre 2013

Transcription

1 Un site Industriel en reconversion Gestion de la pollution des sols pour la création d un nouveau quartier de ville Véronique CROZE Jean Baptiste ROBLET 4 décembre 2013 Titre 2 - Page 1

2 Un réseau national, pour un service de proximité personnalisé 20 mars Page 2

3 ICF Environnement : Qui sommes nous? Chiffres et éléments clés : 20 ans d existence Effectif actuel : 104 (ingénieurs et docteurs principalement) Chiffre d affaires 2011 : 15 M Plus de clients Plus de 800 missions par an Plus de 350 chantiers de dépollution Plus de audits cession/acquisition en France et dans le monde Membre fondateur de l UPDS Page 3

4 Une synergie de compétences Plus de 100 acteurs dédiés aux métiers de la dépollution Procédés Agronomie Toxicologie Conseils Hydrogéologie Chimie Travaux Des compétences multiples pour répondre à des problématiques complexes Environnement Sécurité Modélisation Ingénierie Géologie Page 4

5 ICF Environnement : Qui sommes nous? Nos reconnaissances externes : o Certification ISO otitulaire de la triple certification NFX Etudes/ Travaux o Certification Mase Page 5

6 Contexte Page 6

7 Usine de fabrication de pièces automobiles 80 ans d activité industrielle 2010 Cessation d activité Agence ICF Site 7 hectares, pour création d un quartier de ville Page 7

8 Définition de la pollution et des risques associés Page 8

9 Plan de maillage Usine très dense, degré de pollution important, nécessité d évaluer finement les volumes impactés pour une définition juste du prix de vente: maillage de sondages 15 x 15 m Cour 2 Bâtiment décolletage Cour 1 Bâtiment hydraulique Page 9

10 Investigations du sous sol En première phase, 293 sondages ont été réalisés dans l enceinte de l usine PSA selon le maillage systématique (dont 3 au carottier à gouge en sous sol). Page 10

11 Synthèse des zones polluées Page 11

12 Pollution de la nappe Hydrocarbures flottant Solvants chlorés (COHV) Page 12

13 Cartographie des zones «sans risque» et «à risque» Zone «sans risque» Zone «à risque» Zone «à risque» pour les 3 usages envisagés Induite par les teneurs en COHV - bâtiment hydraulique Cohérence avec les investigations sols et nappe Page 13

14 Estimations de volumes de terres contaminées (non inertes) Profondeur Surface estimée (m²) Volume estimé (m3) 0-3 m m TOTAL Coût d évacuation en filière spécialisée : 13 M d ANTICIPER Page 14

15 Synthèse des solution retenues pour la gestions des sources de pollution pour un traitement des sources et un objectif sanitaire Solution retenue Coût associé ( HT) Impact sanitaire COHV Venting 1,2-1,5 M Source de pollution Chrome VI Traitement sur site 1,5-1,8 M Source de pollution HCT Elimination hors site 1,12-1,3 M Coût total estimatif 3,82-4,60 M Négociation d un AP de dépollution avec la DREAL Aucun traitement des terres pour les rendre «inertes» n est inclus Page 15

16 Les grands principes de la dépollution du site Supprimer tout risque sanitaire pour les futurs usagers Supprimer tout risque sanitaire pour les travailleurs du bâtiment en phase chantier Ils sont au contact direct avec les sols Evacuer de préférence en décharge de déchets inertes, les remblais excédentaires Réaliser un chantier «développement durable» Page 16

17 Conséquences de ces principes Privilégier les méthodes de traitement In situ et sur site Ces techniques de dépollutions sont plus lentes que l excavation et l envoi en centre agréé Il faut anticiper / planifier et réaliser AVANT la construction Durant la phase d étude et de concertation du projet Page 17

18 Les objectifs Les COVH Eaux et sols Les hydrocarbures Objectif selon Arrêté Préfectoral de dépollution Suppression du risque sanitaire mesuré sur les gaz du sol 5000 mg/kg et suppression phase flottante Objectif pour les terres excavées 2 mg/kg 500 mg/kg Le Chrome VI 1mg/kg sur éluat 0.5 mg/kg sur éluat Une volonté de traiter sur site Page 18

19 COHV : Traitement des sols pollués Traitements de la nappe polluée Programme de dépollution Venting Oxydation Chimique In Situ par le réactif de Fenton Biodégradation Aérobie Rabotage des bétons Huiles hydrauliques : Élimination de zones sources et gestion des terres excavées Traitement des dalles béton imprégnées d huiles Elimination de la phase flottante sur la nappe Chrome VI: Elimination de la source sol Pas d atteinte à la nappe Immobilisation par réduction du Cr VI en Cr III Réalisation d essais! Page 19

20 Planning récapitulatif Etudes faisabilité Projet immo Etudes aménagement Dépôt des PC Démarrage construction Etudes pollution Etudes laboratoire Faisabilité dépollution Traitement bétons pollués Traitement Venting DEPOLLUTION Pilote traitement nappe Traitement chrome Traitement nappe Traitement hydrocarbures Démolition Démolition Importance d anticiper la dépollution pour diminuer les coûts Page 20

21 DEPOLLUTION Page 21

22 Bétons pollués aux hydrocarbures Dalle béton contaminée = déchet industriel Objectif : réutilisation sur site m² de bétons pollués Contamination superficielle au niveau des postes d usinages (3 à 5 cm)

23 Rabotage et élimination des bétons Bétons contaminés sur 4 à 5 cm de surface : Les bétons Rabotage des bétons sur 5 centimètres d épaisseur Dents de rabotage

24 Rabotage et élimination des bétons Mise en tas des gravats issus du rabotage Nettoyage et aspiration des poussières fines Chargement des gravats pollués et élimination en centre adapté

25 Rabotage des bétons - Bilan à 8000 m² 615 tonnes de bétons évacués 4 cm rabotés en moyenne Contrôle par carottage Planning : Rabotage 10 jours Mise en tas 2 jours Carottage réception 2 jours Nettoyage 3 jours Elimination gravats 3 jours TOTAL 20 jours AVANT APRES

26 Terrassement des terres polluées par les hydrocarbures Page 26

27 Tri et excavation : m 3 propres décapés m 3 polluées terrassés Excavation des terres contaminées par les hydrocarbures Pompage produit pur en surface de nappe 3,75 t d hydrocarbures purs récupérés

28 Traitement des COHV dans le sols : Venting Page 28

29 Principe du traitement des sols par venting Pe Pe Air chargé en polluant Pe Unité d extraction des gaz Filtre charbon actif Air propre atmosphère Vr Vr Vr Pollution Puits d extraction Nappe phréatique POMPAGE AIR RESEAU DE PUITS Page 29

30 COVH - Les sols Implantation des puits de Venting et rayon d influence Page 30

31 Cartographie PID dans les gaz du sol Evolution

32 Charge extraite très forte (>5 g/m 3 ) Traitement des gaz pollués extraits Fortes concentrations Régénération des charbons actifs à la vapeur, sur site. Récupération du polluant pur 14 fûts de 200 L récupérés Recyclage des solvants récupérés Le polluant pur est extrait directement du sol et recyclé : 1,4 tonnes Charge extraite diminue Filtration sur charbon actif Total polluant extrait sur 21 mois : 2,5 t Page 32

33 Traitement par venting - bilan 233 puits 3 km de canalisations m 2 traités/ m 3 2,5 t de polluants extraits sur 21 mois (contre 2,3 estimé reste environ 500 kg) Terres inertes après dépollution si pollution volatile seulement Démantelé début Mars 2013 Terrain compatible avec usage logement ou bureaux Planning : Forage : 3 semaines Installation : 1 mois Traitement : 21 mois Réception : 1 mois

34 Traitement des terres contaminées par le chrome VI Page 34

35 Essais de traitabilité en Laboratoire Sélection, homogénéisation des échantillons ([Cr(VI)] 0 ~ 230 mg/kg MS) Mise en œuvre de différent qualité FeSO 4 Essais avec différentes concentrations de FeSO 4 et matières organiques Variation de la fréquence d aspersion des différentes solutions Essais avec et sans Fe(II) ou matières organiques Couleur Rouille Page 35

36 Le Chrome VI - terrassements Page 36

37 Le Chrome VI - stockage et tri en tas m3

38 Traitement (1/2)

39 Traitement (2/2) Remblaiement terres traitées = inertes ISDI K3

40 [Cr]VI (mg/kg MS) Evolution of Cr VI versus time - silty /clay soil and high concentrations) Concentration evolution with time [Cr]VI (mg/kg MS) Evolution des concentrations en Cr VI en fonction du temps (p1) Temps (jours) Clay soil rapid decreasing (10 days) ère session: 0 organic 5 matter 10 mixing 15 2ème 20 session:mixing time in days) /FeSO4 spraying and watering [Cr]VI (mg/kg MS) Temps (jours) 20 30

41 Traitement du chrome VI - Bilan Excavation et traitement sur site 4000 m 3 de terres Planning : Excavation et tri en tas 1 mois Traitement 2 mois Remblaiement ou élimination en CET3 0,5 mois TOTAL : 3,5 mois Avantages / Inconvénients par rapport à un envoi en CET1 + Prix 380 k contre 1 M pour CET1 + Développement durable - Traitement à faire sous abri Traitement du chrome - Page 41

42 Traitement des COHV dans les eaux souterraines: Page 42

43 Pollution des eaux souterraines sur le site PSA Page 43

44 Traitement de la nappe par oxydation chimique Nappe contaminée par les solvants chlorés Risques sanitaires Risques de dispersion de la pollution à l extérieur du site Objectifs : Supprimer les risques sanitaires Eviter la dispersion Méthode d oxydation chimique par Fenton : Efficace et rapide BRGM, 2005 Page 44

45 Injection d un oxydant (Eau oxygénée H 2 O 2 ) et d un catalyseur (solution de Fe(II)) dans la partie polluée de la nappe Destruction du polluant par réaction d oxydation chimique autour du puits d injection Principe BRGM, 2005 Page 45

46 Dégradation de H 2 O 2 en présence de Fe 2+ H 2 O Fe Fe + HO + HO Mécanisme d oxydation - Fenton k 1 =55-76 mol -1.L.s -1 HO un oxydant puissant (puissant (E 0 (V/ENH)=2,81 pour le couple HO /H 2 O) capable de dégrader les solvants chlorés Mécanisme de dégradation du Perchloroéthylène Réaction d ordre 1 k 2 =2, mol -1.L.s -1 Watts, 2006 Page 46

47 Tests de faisabilité en laboratoire Essai d acidification d un mélange eau/alluvions Acide fort Acide faible Traitement par le réactif de Fenton (2h) d un mélange eau/alluvions: ph=3 (acide fort), Fe(II), H2O2 ph=3 (acide citrique), Fe(II), H2O2 ph neutre, Fe(II), H2O2 ph neutre, chélate de fer H2O2 Page 47

48 Courbes en surface de réponse Optimisation des ratios molaires H 2O2 Fe H 2O2 Fe H 2O2 Fe % cohv = a0 + a1 + a2 + a12 + a11 a22 + e cohv cohv cohv cohv cohv cohv 2 2 En milieu acide En milieu neutre, en présence de chélatant Page 48

49 Essais d infiltration Injection entre 2 et 3 m 3 /h Objectifs : Essai pilote sur site Mieux appréhender les spécificités du site (rayon d influence) Dimensionner le système d injection Optimiser le procédé Estimer les coûts de la dépollution Trois zones de tests H 2 O 2 et chélatant du fer, rapports de concentration optimaux H 2 O 2 et chélatant du fer, Surdosage de 30% en volume Page 49

50 Essai pilote d oxydation chimique in situ Injection du produit oxydant et du catalyseur dans puits acier (risque réaction exot ) Mesures physicochimiques sur site et prélèvements dans puits de suivi Page 50

51 Suivi essai pilote Suivi de l essai pilote Analyses [COHV] Analyses [Cl - ] Mesure potentiel redox Mesure oxygène dissous Mesure conductivité Mesure température et pression dans puits injection Page 51

52 Résultats essai pilote Bonne oxydation du polluant Page 52

53 Résultats essai pilote Augmentation des concentrations! Phase pure non détectée lors investigations Oxydation active car augmentation chlorures Page 53

54 Bilan essai pilote Environ 1 t de COHV réestimé dans les eaux, après pilote Dimensionnement dépollution à grande échelle : 67 puits injection 11 puits de contrôle 400 m 3 de H Début dépollution grande échelle novembre 2012 Page 54

55 Injection et réactif Puits d injection Stockage des réactifs Dépotage du péroxyde d hydrogène Pompes d injection Page 55

56 Suivi de l injection Connexion des GRV de réactif catalyseur Régulation du débit/pression Suivi des quantités injectées par puits Commande des injections Page 56

57 Evolution des concentrations Suivi de la teneur en COHV - P38 Concentration (µg/l) Date Injections TOTAL COHV Redox (mv) Concentration (µg/l) Suivi de la teneur en COHV - PC Concentration (µg/l) Suivi de la teneur en COHV - Pz18a Date Injections TOTAL COHV Redox (mv) Date Injections TOTAL COHV Redox (mv) Page 57

58 En chiffres Surface m 2 1 tonne de polluants dans l eau Concentration maximale = 200 mg/l 67 puits d injection 12 puits de contrôle Injection entre 6 et 10 m de profondeur 400 m 3 de peroxyde d hydrogène 280 m 3 de catalyseur 4 campagnes d injection 14 mois de dépollution Page 58

59 Merci de votre attention Titre 2 - Page 59