INSTALLATION DE STOCKAGE DE DÉCHETS BIOACTIVE DE NOUVELLE GÉNÉRATION PROGRAMME ANR BIOREACTEUR PRECODD 2006 WORKSHOP de RESTITUTION FINALE Jeudi 17 septembre 2009 INSA de LYON 17/09/2009
Conception des dispositifs de mesures en place dans les déchets Mesures distribuées de température par effet Raman : application au suivi de la réinjection de lixiviat Sylvain Moreau (Cemagref) Jean-Michel Bouyé (Cemagref) Christian Duquennoi (Cemagref) Boris Chevrier (BRGM) Laurent Rouvreau (BRGM) Fethi Saïdi (Suez Environnement - SITA) WORKSHOP de Restitution Finale du Programme ANR «BIOREACTEUR» Jeudi 17 septembre 2009 1
Objectif Conception des dispositifs de mesures en place dans les déchets Inventorier les techniques disponibles pour caractériser le fonctionnement d'un bioréacteur : humidité, température, pression hydrostatique, conductivité hydraulique, tassement, contrainte totale. Evaluer une de ces nouvelles techniques in situ : la mesure de la température par fibre optique elle signe l'activité du bioréacteur, elle permet de suivre les transferts de lixiviats, technique innovante permettant de mailler des surfaces importantes. WORKSHOP de Restitution Finale du Programme ANR «BIOREACTEUR» Jeudi 17 septembre 2009 2
Utilisation de l effet Raman T C Impulsions laser Rétrodiffusion tout le long de la fibre Réflectométrie dans le domaine temporel x Analyse d amplitude des pics Raman T Technique réputée insensible aux déformations mécaniques WORKSHOP de Restitution Finale du Programme ANR «BIOREACTEUR» Jeudi 17 septembre 2009 3
Objectifs de l étude et cahier des charges métrologique Objectifs tenue mécanique et durée de vie des fibres optiques installées justesse et répétabilité de la mesure de température représentation spatiale du système et précision réponse thermique aux évènements hydriques (déversement de lixiviats) Cahier des charges métrologique Gamme de température : 10 à 80 C Précision de la température : 1 C (tous effets parasites confondus : dérive, linéarité, hystérésis ) Résolution de la température 0.1 C environ Résolution du maillage 1m environ WORKSHOP de Restitution Finale du Programme ANR «BIOREACTEUR» Jeudi 17 septembre 2009 4
Caractéristiques des câbles fibre optique Réf. Matériaux ext Résistance écrasement Résistance écrasement Rayon de courbure T ( C) Câble 1 4 FO - profilé composite rond Ø 0.9mm - fibre semi-serrée Ø 0.9mm - renfort aramide - gaine LSOH Ø 2.0mm (sans halogène) 7mm 700N n.d. 100mm -20 C/+60 C Câble 2 1 FO - tube intérieur inox Ø 3.2mm avec gel - renfort polypropylène (PP) Ø 4.6mm - tube extérieur inox Ø 6.35mm -gaine polyéthylène (PE) Ø 11mm 11mm 0.305% n.d. 230mm. -40 C/+60 C Câble 3 - tube intérieur inox Ø 3.18mm 11,4m 22.7kN n.d. 230mm -40 C/+60 C 1 FO avec gel m - gaine polyéthylène intérieure Ø 4.57mm - câbles de renfort acier Ø 6.60mm -gaine polyéthylène extérieure Ø 11.43mm Câble 4 4 FO - tube inox sans gel - renforts en aramide -gaine polyuréthane (PUR) 6mm 0,8% 440N/cm 65mm -55 C/+85 C Câble 5 2 FO - fibre enrobée dans polymère spécifique -gaine polyuréthane (PUR) 5mm 1800N 440N/cm 80mm -55 C/+85 C Câble 6 2 FO - enrobage polymère et gaine polyuréthane tissé dans un géotextile en bande de 1 m de large 2 ou 5 mm n.d. n.d. n.d. n.d. WORKSHOP de Restitution Finale du Programme ANR «BIOREACTEUR» Jeudi 17 septembre 2009 5
Schéma d installation des fibres optiques analyseur DTS T1 T2 10 m 1m TR4 TR3 TR2 T3 T4 TR1 T5 2,8m T6 2m T7 WORKSHOP de Restitution Finale du Programme ANR «BIOREACTEUR» Jeudi 17 septembre 2009 2m 6
Photos d installation des fibres optiques 7 WORKSHOP de Restitution Finale du Programme ANR «BIOREACTEUR» Jeudi 17 septembre 2009
Premières mesures enregistrées sur site DTS WORKSHOP de Restitution Finale du Programme ANR «BIOREACTEUR» Jeudi 17 septembre 2009 8
Calibration des fibres optiques en température DTS T1 T2 WORKSHOP de Restitution Finale du Programme ANR «BIOREACTEUR» Jeudi 17 septembre 2009 9
Essai de réinjection le 29 avril 2009 0 0 0 0 0-1 -1-1 -1-1 DTS réinjection -2-3 -2-3 -2-3 -2-3 -2-3 2 3 4-4 -4-4 -4-4 -5-5 -5-5 -5-6 -6-6 -6-6 1 5-7 -7-7 -7-7 -8-8 -8-8 -8-9 -9-9 -9-9 -1.5-1 -0.5 0-1.5-1 -0.5 0-1.5-1 -0.5 0-1.5-1 -0.5 0-1.5-1 -0.5 0 WORKSHOP de Restitution Finale du Programme ANR «BIOREACTEUR» Jeudi 17 septembre 2009 10
Essai de réinjection le 29 avril 2009 2 3 4 DTS réinjection 5 WORKSHOP de Restitution Finale du Programme ANR «BIOREACTEUR» Jeudi 17 septembre 2009 11
Essai de réinjection le 29 avril 2009 2 4 DTS réinjection 5 2 4 5 ligne 1 ligne 3 ligne 4 ligne 5-5 -4-4 -3-2 -2-1 -0.5 0.2 0.8 1 2 3 3 4 5 ( C) WORKSHOP de Restitution Finale du Programme ANR «BIOREACTEUR» Jeudi 17 septembre 2009 12
Conclusions - Recommandations 5 fibres optiques sur 6 sont opérationnelles après 9 mois d installation L utilisation de l analyseur de mesure et l interprétation du signal sont simples Les profils de température après calibration permettent une mesure au degré près pour une résolution spatiale de 2m La durée d acquisition d un profil thermique permet d étudier les variations de température durant les épisodes de réinjection Ne pas connecter plusieurs fibres entre elles pour limiter les raccords optiques et permettre une calibration par fibre Toujours calibrer une fibre optique sur des sections d au moins 10 points de mesure Ne pas surdimensionner la section du câble pour visualiser les phénomènes rapides de réinjection WORKSHOP de Restitution Finale du Programme ANR «BIOREACTEUR» Jeudi 17 septembre 2009 13