Contribution à l'analyse des risques liés au transport d'hydrocarbures aromatiques polycycliques dans les milieux poreux naturels : du système modèle à l'échantillon de sol pollué

par Jean-Christophe Appert-Collin

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Michel Sardin.

Soutenue en 1999

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .

mots clés

• Matériaux poreux
• Évaluation du risque
• Composés aromatiques polycycliques
• Sols -- Pollution par les hydrocarbures

Résumé

L'objectif de ce travail a été d'étudier la migration d'Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) en milieux poreux naturels. Le transport en monoconstituant (naphtalène, fluorène et phénanthrène) a été étudié par des expériences de sorption/désorption en colonne de laboratoire sur milieu poreux à teneur en carbone organique connue. Parallèlement, l'évolution de la pollution au cours du temps a été suivie en laissant vieillir une colonne de sable organique contenant du naphtalène. L'aspect multiconstituant a été abordé au travers d'expériences de mélange naphtalène/phénanthrène. Enfin, l'étude de la percolation par l'eau d'un sol de cokerie pollué par les HAP (système réel) a été effectuée à la fois sur pilote et sur colonne de laboratoire. L'analyse des courbes de percée ainsi obtenues a permis d'obtenir les résultats suivants : • Une non linéarité des isothermes de sorption sur les milieux poreux contenant de la matière• organique, avec deux comportements de sorption différents (isothermes concaves ou convexes) suivant le type de matière organique. • Une augmentation des propriétés de sorption par contact à temps long (14 mois) sur une colonne de sable organique artificiellement polluée par du naphtalène. • Une faible influence réciproque sur les courbes de percée des deux HAP lors des expériences de co adsorption naphtalène/phénanthrène sur le sable organique. • Un fort relargage en HAP sur les sols de cokerie fortement pollués dès le début de la percolation couplé à un entraînement par la matière organique, avec ensuite d'importantes fluctuations de concentration des HAP au cours de la percée. Les courbes de percée obtenues sur les systèmes modèles de milieux poreux ont été modélisées et ont servi à simuler les courbes de percée des HAP sur le sol de cokerie.

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