Etude des phénomènes de transfert de métaux lourds dans une smectite.
Résumé
Expansive compacted clays are often used as engineered barriers for domestic waste disposals. They must prove their efficiency in terms of pollutant retention while French law concerning maximum allowed permeability has to be achieved. In order to examine the problem related to the prediction of the long term behaviour of such materials, two kinds of analysis were successively performed i) soaking experiments at constant pressure with pollutant model solution (copper nitratel were performed in order to determine mass transfer parameters under polluted conditions, ii) finite element analysis of mass transfer to predict saturation time of a medium, already polluted, with different concentration of copper nitrates solutions. The experimental results, obtained with the Fo-Ca clay, showed that a cationic exchange has occurred, inducing changes in microstructure, in porous phase volume and in macroscopic behaviour. Therefore, even for high pollutant concentration, the swelling potentiel of Fo-Ca was not fully inhibited. The water soaking simulations through a swelling clay medium, pointed out the strong decrease of the saturation time near the clay barrier.
Les argiles gonflantes compactées utilisées comme barrières ouvragées de fond de stockages de déchets urbains, doivent prouver leur efficacité en terme de rétention de polluants tout en respectant la réglementation en matière de perméabilité. Afin d’aborder les problèmes inhérents à la prédiction du comportement à long terme de ces matériaux, deux axes d’étude ont été abordés successivement : i) la réalisation d’essais d’infiltration à pression constante de solutions polluantes modèles (nitrate de cuivre) permettant de déterminer les paramètres du transfert de masse en conditions polluées, ii) l’utilisation d’un code de calcul du transfert de masse en phase liquide pour prédire les durées de saturation d’un massif pollué avec différentes concentrations en nitrates de cuivre. Les résultats expérimentaux, obtenus pour l’argile Fo-Ca, ont montré qu’un échange cationique s’était produit engendrant des modifications tant au niveau de la microstructure de l’argile, du volume de la phase poreuse que de son comportement macroscopique, mais que même pour de fortes concentrations en polluant, l’aptitude au gonflement de la Fo-Ca n’était pas totalement inhibée. Les simulations de la réponse à l’infiltration dans un massif d’argile gonflante en conditions polluées ont mis en évidence la très forte diminution du temps de saturation en surface du stockage.
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte
