Modélisation systémique du transport de HAP en milieux poreux naturels du système modèle monoconstituant aux systèmes multiconstituants

Résumé :

Devant la multiplication des sites contaminés par des polluants organiques, notamment des HApandil importe de mettre au point des outils permettant d’évaluer quantitativement les risques de propagation des polluants vers des cibles sensibles comme la ressource en eau. L’objectif de cet article est de montrer que les méthodes de la chromatographie, qui couplent expériences en colonne et modélisation, sont bien adaptées à ce type d’étude. La démarche générale est présentée ainsi que son application à l’étude de systèmes simples monoconstituants pour arriver à des systèmes complexes multiconstituants. Les expériences monoconstituants ont été effectuées en alimentant une colonne de sable organique (foc = 2 %) ou de sable minéral imprégné d’une huile non polaire (foc de 0, 3 à 0, 5 %) par des solutions aqueuses contenant un HAP (naphtalène, fluorène ou phénanthrène). L’analyse des courbes de percée a conduit à la construction des isothermes d’équilibre. Ces isothermes sont non linéaires, de courbure concave (isotherme de Langmuir pour le sable organique) ou convexe (isotherme de Freundlich avec exposant supérieur à l’unité pour le sable imprégné) et la rétention de HAP est plus forte pour le sable imprégné que pour le sable organique, malgré une teneur plus faible en carbone organique. Les courbes de percée ont été représentées grâce à un modèle de transport utilisant ces paramètres d’équilibre. Les expériences multiconstituants sont des lixiviation d’échantillons de sites contaminés. La modélisation permet de prévoir les valeurs des concentrations auxquelles percent le naphtalène et le phénanthrène, à l’aide des paramètres d’équilibre relatifs au sable imprégné. Ainsi, la présence de quantités importantes de polluants organiques non polaires dans les échantillons tend à renforcer la rétention des HAP et les échantillons s’apparentent plus au sable imprégné qu’au sable organique naturel. Ce travail montre que les méthodes de la chromatographie permettent de prévoir le niveau de concentrations auxquelles percent les HApandmais la comparaison n’a pas été possible sur la percée globale en raison de l’échelle de temps : l’annulation des concentrations est prévue pour des temps de percolation de plusieurs dizaines de milliers de volumes poreux. En tous cas, ces premiers résultats sont prometteurs et ces méthodes présentent un intérêt certain, en complément des autres approches.