la phytostabilisation appliquée aux éléments traces alban gernot et maxime bernard présentation...
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La phytostabilisationappliquée aux éléments traces
Alban GERNOT et Maxime BERNARDPrésentation réalisée dans le cadre de l’EC Documentation Anglais L2 STE
Crédit : ledevoir.com
Résumé des différents traitements de sites et sols pollués
EndiguementContaminants à faible volatilité, à faible profondeur• Isolation hydrique• Encapsulation• Vitrification
Traitement Ex SituContaminants à haute volatilité
• Séparation physique• Lavage du sols• Pyrométallurgie
Traitement In SituContaminants solubles à faible profondeur• Barrières réactives• Rincage du sols• Eletrocinétique
PhytoremédiationContaminants solubles à faible profondeur• Phytostabilisation• Phytoextraction• ...
(Traitement In Situ)
10 – 650 € / tonne
50 – 700 € / tonne
?(expérimental)
15 – 60 € / tonne
D’après C.N Mulligan et al. / Engineering Geology 60 (2001)
Classement 2010 des filières et techniques de traitement des sols pollués par tonnages décroissants
D’après ADEME, Ernst & Young, « Taux d’utilisation et couts des différentes techniques et filières de traitement des sols et des eaux souterraines pollués en France », modifié
La phytorémédiation
D’après Institute for Green Energy & Clean Environment (IGECE), modifié
Objectif de la phytostabilisation
Contenir les polluants.
Diminuer la biodisponibilité des polluants.
Définition ADEME : Technique utilisant des plantes pour contenir ou immobiliser les polluants d’un sol contaminé
Dépollution Stabilisation
Crédit icône : Hélène Frérot et al.
La phytostabilisation
D’après Ken White, modifié
La phytostabilisation aidée-
L’ajout d’amendement
As Cu Cr Zn Pb
Phosphore - + + ++
Matières organiques +/- +/- ++ +/- +/-
Argiles + + ++ +
Alcalins - + - ++ +/-
Oxydes de Fer ++ +/- ++ + +
Oxydes de Manganèse
++ -
D’après J. Kumpiene et al. / Waste Management 28 (2008)
D’après Ken White, modifié
Amendements
Polluants
Les effets de la phytostabilisation
D’après Ken White, modifié
Les types de plantes en fonction de la valorisation
Valorisation Espèces préconisées
Bois-énergie Arbres et arbustres à croissance rapide et à forte biomasse, miscanthus
Accroissement biodiversité Végétation colonisatrice
Ecomatériaux miscanthus
Bioraffineries ou Méthanisation à la ferme Blé, maïs, tournesol
D’après l’ADEME, Tableau montrant l’association des filières de valoristaion et des espèces de plantes utilisées pour la phytostabilisation, modifié.
Poacées (seigle)Maïs Saules TTCRMiscanthus
Site de Fresnes sur Escaut
Photo du site de Fresnes sur Escaut à la fin de la réhabilitation
2
Crédit : 1 :cen-npdc.org 2: nordpasdecalais.vnf.fr
Historique :Terrain de dépôt de Voie Navigable de France (VNF)Dépôt de :- boues de curages - matériaux d’extraction (alluvions)→ Dépôt de sédiments
Les sédiments déposés contiennent des éléments traces.
Milieux atteints :Sédiments de surfaces
Étendue de la pollution : 1ha = 10 000 m2
Coût prévisionnel : 60k€
Objectif : Étude de l’efficacité et de la pérennité de la phytostabilisation aidée couplée à une valorisation biomasse bois-énerige.
Données : ADEME / INERIS Les phytotechnologies appliquées au sites et sols pollués
Terrain classique de dépot de sédiment
1
Cadmium Zinc Arsenic Plomb10
100
1000
10000 Concentration initiale (mg.kg-1 poids sec)
VDSS sans bruit de fond
VCI U.S.
VCI U.N.S.
Concentration initiale en éléments traces contenues dans le sol du site de Fresnes sur Escaut
Concentration (mg.kg-1 poids sec)
Données : ADEME / INERIS Les phytotechnologies appliquées au sites et sols polluésBRGM Gestion des sites (potentiellement) pollués
Choix des espèce végétales : la Canche cespiteuse
Taille : 30 à 150 cm
Ecologie : lieux humides
Sol :• Argileux• Calcaire• Sableux
Répartition :• Europe• Asie tempéré• Amérique boréale
Plante vivace (pérenne)
Résistante à l’arsenic
Peu résistante au Cadmium
Canche cespiteuse Crédit :InerisCanche cespiteuseCrédit : Rasbak
Saule cultive en Taillis Très Courte Rotation (TTCR) pour la valorisation bois-énergie
Salix vaminalis Crédit: Erick Dronnet
Origine Zones tempérées et subtropicales
Répartition: tous les continents sauf Antarctique et Australie
Croissance rapide
Système racinaire profond (2-3m)
Choix des espèce végétales : le Saule
Saule TTCRCrédit : ragt-energie.fr
Les différents amendements utilisable pour le site de la Fresnes sur Escaut
Polluant Amendements préconisés A éviter
Cadmium amendements minéraux basiques, oxyde de manganèse, oxyhydroxydes de fer
amendements acidifiants
Zinc phosphates, argiles, matériaux alcalins...
amendements acidifiants
Arsenic sels de fer, oxyhydroxydes de fer, d’aluminium, manganèse
phosphates, compost facilement minéralisable
Plomb phosphates matière organiques trop soluble
Tableau modifié présentant l’association des polluants avec des amendements. ADEME- Valérie Bert et al.
Source : Groupe de travail de la Dordogne sur les amendements minéraux basiques
Les amendements minéraux basiques en fonction du type de sols
Type de sol de Fresnes sur Escaut : Plutôt argilo-limaneux (apport de boues de curages)
chaux vivecarbonates pulvérisés
carbonate broyé
carbonate concassé ou brut
Sableux + +++ - -
Limoneux +++ +++ - -
Argileux +++ + - -
sols
Amende-ment
Processus de réhabilitation
Crédit photos : INERIS Rapport scientifique 2011/2012
Plantation de saules et d’herbacées (Fresnes sur Escaut )
Epandage de la chaux
Fraisage du sol
Plantation de la canche
(septembre 2011)
Crédit des icônes : ADEME / INERIS Les phytotechnologies appliquées au sites et sols pollués
Plantation des saules (Mars 2012)
Effets constatés • Mise en place naturelle d’une végétation colonisatrice• Mise en place d’espèce invasive (renouée du japon)
Travaux d’entretien • Taillis tout les 2 ou 3 ans des saules (TTCR)• Contrôle des concentrations en éléments traces dans les parties aériennes• Contrôle des plantes invasives (Renouée du japon) et défrichage• Mesure du rendement en biomasse des saules
Le site de la Fresnes sur Escaut aujourd’hui
Crédit : aile.asso.fr Crédit : terre-net.fr
Taillis TTCR
Renouée du japon
L’hydroseeding
+ + +
graines engrais Paille de bois(mulch)
eau
1
1
1
1: Crédit : Florian VINCENT,Rapport de stage L3 PRO Forêt (2012-13)
2 3 4
Crédit : 2 : madorre.blogspot.com 3 : emag.suez-environnement.com 4 : marignier.fr
Géofilet et Géonatte
Talus trop compacteet/ou trop pentu
Géofilet Géonatte
1
1
Crédit : 1 : Florian VINCENT, Rapport de stage L3 PRO Forêt (2012-13) 2 : anzemberg.re
2
Conclusion générale
Immobilisation des polluants
Utilisation
d’amen-dements
Utilisation de
plantes
La phytostabilisation
Bon marché
Augmente la fertilité
du sol
Polluants toujours
dans le sol(immobilisé)
Ecologique
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