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Les caractéristiques géotechniques et hydrauliques des déchets ultimes de classe II
(ménagers et industriels)
Journée technique du Comité Français de Mécanique des Sols“Géotechnique et protection de l’environnement”, Paris, 23 janvier 2008
Franck OLIVIERConsultant - Gérant d’Ecogeos
Sarl hébergée au LTHE à Grenoble
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SOMMAIRE1. CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES DES DECHETS
1.1. Comportement en conditions normales
- Compression initiale sous l’effet du compactage
- Tassement primaire sous l’effet du chargement
- Tassement secondaire sous l’effet du temps
- Fluage latéral aux abords des talus de déchets
1.2. Comportement en conditions limites
- Analyse à la rupture au travers de la cohésion et de l’angle de frottement interne
2. CARACTERISTIQUES HYDRAULIQUES DES DECHETS
2.1. Propriétés hydro-statiques
- Teneur en eau, capacité au champ
2.2. Propriétés hydro-dynamiques
- Porosité utile
- Conductivité hydraulique
2.3.Exemple d’application : optimisation de la vidange de casiers saturés en lixiviat
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PROBLEMATIQUE ET ENJEUX DES CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES DES DECHETS• Problématique
• Enjeux associés
Problématique plus complexe que dans le cas des sols :
- Déchet
- Vieillissement
Enjeu économique
Estimation des capacités de stockageOptimisation du phasage d’exploitation
Raidissement des talus
Enjeu environnemental
Pérennité des couverturesStabilité des talus
Interactions déchets – structures
Composition et structure : matériau hétérogène, anisotropeet dont les constituants solides changent de propriété en fonction de la teneur en eau.
Dégradation des propriétés géotechniques sous l’effet du vieillissement (biodégradation de la matrice organique, combustion lente, désagrégation progressive des nappes de renforcement).
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Vandel Quantum 350 / 37 t / 261 kW
COMPRESSION INITIALE SOUS L’EFFET DU COMPACTAGE
Masse des engins : 25 à 55 T
Caterpillar 826 G / 37 t / 253 kW
Bomag BC 772 RB / 36 t / 330 kW
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COMPRESSION INITIALE SOUS L’EFFET DU COMPACTAGE
Couteaux (DIB)Dents à double alignement
Pieds de moutonDents en croix
0 1 2 3 4 5 6 7 8Nombre de passes
Epa
isse
ur
de
déc
het
Den
sité
du
déch
et
Epaisseur de la couche de déchet
Densité de la couche de déchet
Compacteur de masse et de surface de contact données
(Ela
stic
ité+
Fria
bilit
é)
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COMPRESSION INITIALE SOUS L’EFFET DU COMPACTAGE : IMPACT SUR LA DENSITE
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
Déchet noncompacté
Déchetcompacté non
surchargé
Déchetmoyennement
surchargé
Déchetfortementsurchargé
Densité mini
Densité maxi
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COMPACTAGE : CAS PARTICULIER DU MBT (‘Mechanical-Biological Treatment’)Entermann et Wendt (2007)
MBT : chaîne de process comprenant tri, broyage et
compostage (aérobie) ou méthanisation (anaérobie)
Mode de gestion très répandu en Allemagne notamment
Densité de terrain > densité Proctor
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Tassement primaire
• fonction de la charge
• supposé instantané
Distorsion, écrasement
et réarrangement des particules
Tassement secondaire
• fonction du temps écoulé
• supposé indépendant de la charge
Fluage, perte de masse et tamisage des éléments fins au travers des éléments
plus grossiers
= constant
pih∆
sih∆
'iσ
0h
0h
'iσ
DEUX COMPOSANTES DE TASSEMENT : PRIMAIRE / SECONDAIRE
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Tassement secondaire
Tassement primaire
c
iR
c
icR
pi CC
h
h
σσ
σσσ '
*'
*
0
log.log. =∆+
=∆
i
i
j j
i
si
tCC
h
h
ττ
ττ
αεαε∑
−=−
==∆
1
1**
0
log.log.
où est le coefficient de compression primaire intrinsèque
*RC
*αεCoù est le coefficient de compression
secondaire intrinsèque
EQUATIONS PROPOSEES DANS LE MODELE ISPM (‘ Incremental SettlementPrediction Model’)
= constant
pih∆
sih∆
'iσ
0h
0h
'iσ
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Tassement secondaire
TASSEMENT DES DECHETS EN PHASE D’EXPLOITATION
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1
Tassement secondaire
surconsolidé
TASSEMENT DES DECHETS EN PHASE D’EXPLOITATION
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1
Tassement primaire + secondaire
TASSEMENT DES DECHETS EN PHASE D’EXPLOITATION
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1
i
Tassement primaire + secondaire
TASSEMENT DES DECHETS EN PHASE D’EXPLOITATION
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1
i
Tassement primaire + secondaire
TASSEMENT DES DECHETS EN PHASE D’EXPLOITATION
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1
i
Tassement primaire + secondaire
TASSEMENT DES DECHETS EN PHASE D’EXPLOITATION
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n
ic
1
i
Tassement primaire + secondaire
TASSEMENT DES DECHETS EN PHASE D’EXPLOITATION
Amplitude du tassement primaire
0 % (couches sup. surconsolidées) à 20 % (très fort chargement)
0,12 < < 0,20
Amplitude du tassement secondaire
0 % (couche supérieure) à 25 % (en cas de montée pluri-annuelle)
0,03 < < 0,20*RC *
αεC
A l’échelle d’une couche…
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n
ic
1
i
Tassement secondaire
TASSEMENT DES DECHETS EN PHASE DE POST-EXPLOITATION
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Les tassements sont longs à se stabiliser :Généralement plus de 30 ans après la fin d’exploitation !
L’amplitude des tassements post-exploitation est importante : 10 à 25 % de la hauteur initiale
des déchets
TASSEMENTS DES DECHETS EN PHASE DE POST-EXPLOITATION
Sommet de casier en forme de cuvette résultant d’une mauvaise conception
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Dépressions sur la
couverture sommitale
Risque d’infiltrations
d’eau àtravers la
couverture
Points bas le long des tubesde collecte des
biogaz Risque de blocage
du gaz par accumulation
d’eau
Pour toutes ces raisons, un suivi des tassements est souhaitable !
DESORDRES COURANTS CONSECUTIFS A L’APPARITION DES TASSEMENTS
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Dispositifs de mesure :
Bornes de surface
Tassomètres
Profilomètres
Tiges télescopiques
Plaques enterrées
Extensomètres
10 sites instrumentés en France, parmi lesquels :
2 bioréactors
Chatuzange
Torcy
Lapouyade
Montech
Les Epesses
Lons-le-Saunier
St Paul de Tartas
Montreuil-sur-Barse
La Vergne
Mende
CARTE DES SITES INSTRUMENTES EN FRANCE PAR LE LTHE AVEC LE SOUTIEN DE L’ADEME
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Profilomètre Plaque enterréeTassomètre
Equipement
Extensomètre
Hydro-pneumatiqueCorde vibrante
HydrauliqueAccélérométrique
Tige flottanteTige télescopique
MagnétiqueMécanique
DISPOSITIFS INTERNES : MESURE TASSEMENT PRIMAIRE + SECONDAIRE
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Coussin hydraulique
φ= 27 cm
(ép. = 7 mm)
Jauge à corde vibrante
Tube rigide
Boule tassométrique
Tube de protection
de la connectique
Rilsans eau et gaz
TASSOMETRES ASSOCIES A DES CELLULES DE CONTRAINTE
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Installation du profilomètre et
mesure de référence
Illustration d’une mesure courante
1 2
3 4
PROFILOMETRE DE SURFACE OU ENTERRE : PROFILS 2D DES TASSEMENTS
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APPLICATION A L ’ INTERFACE ENTRE 2 CASIERS D’AGE DIFFERENT
Ancien casier Nouveau casier
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PROFIL DE TASSEMENT OBTENU A PARTIR DE 2 PROFILOMETRES
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Distance (m) à partir du plot de réfèrence DT
asse
men
t (m
)
4,93 mois
9,99 mois
20,09 mois
37,18 mois
58,82 mois
Plot D
22 mAncien casier (G) Nouveau casier (H)
Profilomètre 1 : 56 mProfilomètre 2 : 61 m
Distorsion maxi : 12,5 %Déformation de fibre maxi : 0,78 %
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Installation d’une plaque enterrée et
forage post-exploitation
Groupe de 3 tiges après exploitation
/ 1 an plus tard
1 2
3 4
PLAQUES ENTERREES ET TIGES FLOTTANTES
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EXTENSOMETRE MAGNETIQUE (A PLAQUES)
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Plaque de surface
Piquet de bois Borne à ergots Repère cimenté
Profilomètre
DISPOSITIFS EXTERNES : MESURE DU TASSEMENT SECONDAIRE POST-EXPLOITATION
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TECHNIQUES DE LEVE TOPOGRAPHIQUE HAUTE RESOLUTION SANS BORNE DE TERRAIN
Technique puissante donnant accès à :
Cartographie digitale 3D
Analyses géomètriques(estimation fine du “vide de fouille” restant)
Imagerie de synthèse, animations vidéo
Photogrammétrie, GPS et depuis peu… scanner laser 3D
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Casier ACasier F
Casier E
Casier D
Casier B
Casier C
Caractéristiques principales---------------
- Ouvert depuis fin 1992 - 6 casiers exploités à ce jour - 200 000 tonnes de déchets / an- Hauteur > 35 m
EXPERIMENTATION SUR LE SITE DE CHATUZANGE (SITE PILOTE DU PROGRAMME « ENVIRONALPES »)
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Scanner embarqué
Scanner sur trépied
Scanner Riegl LMS Z420i
- Distance : jusque 800 m- Angle de vue : 360°- Acquisition : 8 000 points / sec- Résolution : jusque 4 mm
Nikon D100 (6 Méga¨Pixels) Portable (Riscan ProTM)
INSTRUMENT LASER 3D
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EXEMPLE DE RESULTAT : CARTOGRAPHIE DES TASSEMENTS ENTRE 2 CAMPAGNES
Casier A
Casier B
Casier C
Casier D
Casier E
Casier F
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Profil topographique le long d’une coupe donnée entre 2 campagnes de
mesure
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Distance (m)
Set
tlem
ent (
m)
Borne 5: w = 16.9 cm
Borne 6: w = 16.2 cm
EXEMPLE DE RESULTAT : CARTOGRAPHIE DES TASSEMENTS ENTRE 2 CAMPAGNES
Casier A
Casier B
Casier C
Casier D
Casier E
Casier F
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Loi logarithmiqueLoi exponentielle Autres lois
- Modèle de Gibson (1961)
- Modèle d’Asaoka (1978)
- Modèle de Gandolla (1992)
- Modèle de Sowers (1973)
- Modèle de Yen (1975)
- Modèle de Bjarngard (1990)
- Modèle d’Edil (1990)
- Modèle de Ling (1998)
- Modèle de Baguelin (1999)
Modèles mécaniques Modèles mixtesModèles biochimiques
ETAPE FINALE : PREDICTION DES TASSEMENTS… TOUR D’HORIZON DES MODELES EXISTANTS
Tous ces modèles ont en commun d’être des modèles globaux : aucune prise en compte de l’historique de remplissage
Le modèle incrémental ISPM remédie à cela.
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Mesure de tassement
Temps (mois)tc
0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
0 20 40 60 80 100 120
Tas
sem
ent (
m)
Mesures tirées de la campagne de terrain
24 mois
PREDICTION DES TASSEMENTS PAR ANALYSE INVERSE : ETAPE N°°°°1
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Mesure de tassement
Temps (mois)tc
0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
0 20 40 60 80 100 120
Tas
sem
ent (
m)
24 mois
Valeur de Cαε αε αε αε
tc
0,12
0,10
0,08
0,06
0,04
0,02
0
0 20 40 60 80 100 120
Cαεαε αεαε
Temps (mois)
(Cαεαεαεαε)terrain
24 mois
PREDICTION DES TASSEMENTS PAR ANALYSE INVERSE : ETAPE N°°°°2
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Temps (mois)tc
0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
0 20 40 60 80 100 120
Tas
sem
ent (
m)
24 mois tc
0,12
0,10
0,08
0,06
0,04
0,02
0
0 20 40 60 80 100 120
Cαεαε αεαε
Temps (mois)
(Cαεαεαεαε)terrain
Cαεαεαεαε stabilisé ≅≅≅≅ 0,07
24 mois
PREDICTION DES TASSEMENTS PAR ANALYSE INVERSE : ETAPE N°°°°3
Mesure de tassement
Valeur de Cαε αε αε αε
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Temps (mois)tc
0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
0 20 40 60 80 100 120
Tas
sem
ent (
m)
Prédiction
à 10 ans
24 mois tc
0,12
0,10
0,08
0,06
0,04
0,02
0
0 20 40 60 80 100 120
Cαεαε αεαε
Temps (mois)
Cαεαεαεαε stabilisé ≅≅≅≅ 0,07
24 mois
Prédiction de tassement
Cαεαεαεαε ≅≅≅≅ 0,07
PREDICTION DES TASSEMENTS PAR ANALYSE INVERSE : ETAPE N°°°°4
Mesure de tassement
Valeur de Cαε αε αε αε
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Site de NENT (Hong-Kong)---------
50 repères topographiques
suivis selon (x, y, z) ⇒⇒⇒⇒ u, v, w( ) ),,,(/ tdzyxfwvu =∆∆+∆
rr
verticaux, suivi du
déplacement horizontal des
bornes (rapporté au déplacement
vertical)
SITES A FLANC DE COLLINE : UN SUIVI DES DEPLACEMENTS 3D EST VIVEMENT CONSEILLE
%60/%10 ≤∆∆+∆≤ wvurr
Zone A
Zone B
Zone C
Zone D
Zone A
Zone B
Zone C
Zone D
Zone A
Zone B
Zone C
Zone D
30 mm/mois
Zone 1
Zone 2
Zone 3
Zone 4
Zone 1
Zone 2
Zone 3
Zone 4
Zone 1
Zone 2
Zone 3
Zone 4
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ESTIMATION DES CONTRAINTES LATERALES DANS LES DECHETS : ESSAIS EN LABORATOIREJauges Glötzl (LTHE Grenoble)
0,18 – 0,36Jauges GlötzlOlivier et Gourc(2003)
0,23 – 0,40Cuve cylindrique àboulons de force
Landva et al. (2000)
0,20 – 0,30Essais triaxiauxJones et al. (1997)
K0AppareillageAuteur
Boulons de force (Landva et al., 2000)
Manomètre
Jauges
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SOMMAIRE1. CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES DES DECHETS
1.1. Comportement en conditions normales
- Compression initiale sous l’effet du compactage
- Tassement primaire sous l’effet du chargement
- Tassement secondaire sous l’effet du temps
- Fluage latéral aux abords des talus de déchets
1.2. Comportement en conditions limites
- Analyse à la rupture au travers de la cohésion et de l’angle de frottement interne
2. CARACTERISTIQUES HYDRAULIQUES DES DECHETS
2.1. Propriétés hydro-statiques
- Teneur en eau, capacité au champ
2.2. Propriétés hydro-dynamiques
- Porosité utile
- Conductivité hydraulique
2.3.Exemple d’application : optimisation de la vidange de casiers saturés en lixiviat
![Page 42: Les caractéristiques géotechniques et hydrauliques des ...€¦ · CARTOGRAPHIE DES TASSEMENTS ENTRE 2 CAMPAGNES Casier A Casier B Casier C Casier D Casier E Casier F. Loi exponentielle](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022051411/604010b57b6ace49d70b0ab8/html5/thumbnails/42.jpg)
Zwanenburg et al. (Geodelft, 2007)
ESTIMATION DES CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES A LA RUPTURE : MAXI-TRIAXIAL
Φ = 45 cm - H = 80 cm
![Page 43: Les caractéristiques géotechniques et hydrauliques des ...€¦ · CARTOGRAPHIE DES TASSEMENTS ENTRE 2 CAMPAGNES Casier A Casier B Casier C Casier D Casier E Casier F. Loi exponentielle](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022051411/604010b57b6ace49d70b0ab8/html5/thumbnails/43.jpg)
(ττττ )max
ESTIMATION DES CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES A LA RUPTURE : MAXI-BOITE DE CISAILLEMENTLTHE Grenoble
Section carrée 100 * 100 cm
![Page 44: Les caractéristiques géotechniques et hydrauliques des ...€¦ · CARTOGRAPHIE DES TASSEMENTS ENTRE 2 CAMPAGNES Casier A Casier B Casier C Casier D Casier E Casier F. Loi exponentielle](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022051411/604010b57b6ace49d70b0ab8/html5/thumbnails/44.jpg)
Eid et al. (2005) : essais de cisaillementKavazanjian (2001) : rétro-analyses de ruptures
CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES A LA RUPTURE : A QUELLES VALEURS SE FIER ?
c’ = 24 kPa
Φ’ = 33°
20 < c’ < 50 kPa
Φ’ = 35°
![Page 45: Les caractéristiques géotechniques et hydrauliques des ...€¦ · CARTOGRAPHIE DES TASSEMENTS ENTRE 2 CAMPAGNES Casier A Casier B Casier C Casier D Casier E Casier F. Loi exponentielle](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022051411/604010b57b6ace49d70b0ab8/html5/thumbnails/45.jpg)
Isenberg (2003)
ILLUSTRATIONS SUR LE TERRAIN…
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INFLUENCE DE LA TENSION DE FIBRES DANS LA RESISTANCE A LA RUPTURE
Machado (2007)
![Page 47: Les caractéristiques géotechniques et hydrauliques des ...€¦ · CARTOGRAPHIE DES TASSEMENTS ENTRE 2 CAMPAGNES Casier A Casier B Casier C Casier D Casier E Casier F. Loi exponentielle](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022051411/604010b57b6ace49d70b0ab8/html5/thumbnails/47.jpg)
Kolsch (1996)
INFLUENCE DE LA TENSION DE FIBRES DANS LA RESISTANCE A LA RUPTURE
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CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES A LA RUPTURE : A QUELLES VALEURS SE FIER ?
Valeurs couramment retenues par les bureaux d’études :
10 < c’ < 20 kPa
20° < Φ’ < 25°
Singh et Murphy (1990)
Angle de frottement interne plus faible
Déchet dépourvu de fibres de renforcement ?
Déchet sous compacté ?
Déchet dégradé, hétérogène ?
Mode d’évaluation : prise en compte des pressions interstitielles ? Mesure en contraintes totales ?
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SOMMAIRE1. CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES DES DECHETS
1.1. Comportement en conditions normales
- Compression initiale sous l’effet du compactage
- Tassement primaire sous l’effet du chargement
- Tassement secondaire sous l’effet du temps
- Fluage latéral aux abords des talus de déchets
1.2. Comportement en conditions limites
- Analyse à la rupture au travers de la cohésion et de l’angle de frottement interne
2. CARACTERISTIQUES HYDRAULIQUES DES DECHETS
2.1. Propriétés hydro-statiques
- Teneur en eau, capacité au champ
2.2. Propriétés hydro-dynamiques
- Porosité utile
- Conductivité hydraulique
2.3. Exemple d’application : optimisation de la vidange de casiers saturés en lixiviat
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PROBLEMATIQUE ET ENJEUX DES CARACTERISTIQUES HYDRAULIQUES DES DECHETS • Problématique
• Enjeux associés
Problématique là encore très complexe :
- Déchet
- Etat hydrique
Enjeu économique
Limitation des volumes de lixiviat à traiter
Enjeu environnemental
Drainage des lixiviats / biogazMinimisation des rejets non contrôlés
Propriétés hydrodynamiques évoluant très sensiblement en fonction du niveau de chargement et du temps.
Si apports trop importants, grandes quantités de lixiviat àtraiter. Si au contraire recharge d’eau faible, déchet sec incompatible avec l’objectif de stabilisation à l’échelle d’une génération.
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Cellule C4DC (1000l)
Oedo-perméamètre(15l)
Cellule Alpha (9l)
Transmissivimètre(100l)
Aeschlimann (2005)
Mugnier (2006)
APPAREILLAGES DE MESURE EN LABORATOIRE (LTHE -GRENOBLE)
Stoltz (2007)
Olivier (2003)
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CELLULE C4DC : CYCLES REPETES DE SATURATION – VIDANGE SUR DECHET BROYE
σ = 0 à 130 kPaCuve A
(immersion)
Cuve B(drainage)
qi
qd
2
1
0L0-1
L1-2
Niveau de nappe
∆∆∆∆H
Teneur en eau à l’équilibre (capacité au champ)
Porosité utile de drainage
Conductivité hydraulique (en conditions immergées)
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Phase 1: (wh , θθθθh) = f(σσσσ)
La teneur en eau volumique ne variepas avec la charge
CELLULE C4DC : EVOLUTION DE LA TENEUR EN EAU EN FONCTION DE LA CHARGE
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130Vertical stresses (kPa)
Wat
erco
nten
t afte
rdr
aina
ge (
24 h
ours
)
Mass moisture content (wh)
Mass moisture content (w'h)
Volume moisture content
![Page 54: Les caractéristiques géotechniques et hydrauliques des ...€¦ · CARTOGRAPHIE DES TASSEMENTS ENTRE 2 CAMPAGNES Casier A Casier B Casier C Casier D Casier E Casier F. Loi exponentielle](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022051411/604010b57b6ace49d70b0ab8/html5/thumbnails/54.jpg)
Phase 1: (wh , θθθθh) = f(σσσσ) Phase 2: (wh , θθθθh) = f(t)
La teneur en eau volumique ne variepas avec la charge
La teneur en eau pondérale ne varie pas au cours du temps
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130Vertical stresses (kPa)
Wat
er c
onte
nt a
fter
drai
nage
(24
hou
rs)
Mass moisture content (wh)
Mass moisture content (w'h)
Volume moisture content
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
0 3 6 9 12 15 18 21 24Time (months) from the end of Phase 1
Wat
er c
onte
nt
Mass moisture content (wh)
Mass moisture content (w'h)
Volume moisture content
CELLULE C4DC : EVOLUTION DE LA TENEUR EN EAU EN FONCTION DE LA CHARGE ET DU TEMPS
![Page 55: Les caractéristiques géotechniques et hydrauliques des ...€¦ · CARTOGRAPHIE DES TASSEMENTS ENTRE 2 CAMPAGNES Casier A Casier B Casier C Casier D Casier E Casier F. Loi exponentielle](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022051411/604010b57b6ace49d70b0ab8/html5/thumbnails/55.jpg)
1. nd diminue avec le niveau de chargement
2. Pourrait expliquer la montée subite de nappesde lixiviat en fond de casier en cas de drainage défectueux
Phase 1: nd=f(σσσσ)
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Vertical stresses (kPa)
Dra
inag
e po
rosi
ty (
%)
CELLULE C4DC : EVOLUTION DE LA POROSITE UTILE EN FONCTION DE LA CHARGE
Durée du drainage : 24 h
![Page 56: Les caractéristiques géotechniques et hydrauliques des ...€¦ · CARTOGRAPHIE DES TASSEMENTS ENTRE 2 CAMPAGNES Casier A Casier B Casier C Casier D Casier E Casier F. Loi exponentielle](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022051411/604010b57b6ace49d70b0ab8/html5/thumbnails/56.jpg)
1. Après vidange rapide des macro-pores, vidange retardée des micro-pores
2. Doublement de nd jusqu’à atteindrel’équilibre après 1 semaine environ
1. nd diminue avec le niveau de chargement
2. Pourrait expliquer la montée subite de nappesde lixiviat en fond de casier en cas de drainage défectueux
Phase 1: nd=f(σσσσ) Phase 2: nd=f(t)
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Vertical stresses (kPa)
Dra
inag
e po
rosi
ty (
%)
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
0 24 48 72 96 120 144Duration of drainage (hours)
Dra
inag
e po
rosi
ty (
%)
at 1
30 k
Pa
CELLULE C4DC : EVOLUTION DE LA POROSITE UTILE EN FONCTION DE LA CHARGE ET DU TEMPS
![Page 57: Les caractéristiques géotechniques et hydrauliques des ...€¦ · CARTOGRAPHIE DES TASSEMENTS ENTRE 2 CAMPAGNES Casier A Casier B Casier C Casier D Casier E Casier F. Loi exponentielle](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022051411/604010b57b6ace49d70b0ab8/html5/thumbnails/57.jpg)
OEDO-PERMEAMETRE : ESSAIS DE PERMEABILITE AU GAZ (PAR FLUX D’AZOTE) SUR DECHET FIN
Sortie du fluide
Entrée du fluide
Jauge de pression(p2)
Contrainte verticale σ’
Tassement w
Jauge de pression (p1)
Déchetq
L
A
1
22
21*
2
1*
p
pp
L
k
A
q
g
eg −=µ
(Loi de Darcy)1.E-12
1.E-11
1.E-10
1.E-09
0 50 100 150 200 250
stress σ (kPa)
gas
perm
eabi
lity
(m2)
Stoltz et Gourc (2007)
![Page 58: Les caractéristiques géotechniques et hydrauliques des ...€¦ · CARTOGRAPHIE DES TASSEMENTS ENTRE 2 CAMPAGNES Casier A Casier B Casier C Casier D Casier E Casier F. Loi exponentielle](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022051411/604010b57b6ace49d70b0ab8/html5/thumbnails/58.jpg)
- 24 -
CELLULE PITSEA (9 m 3) : ESSAIS DE PERMEABILITE AU LIQUIDE SUR DECHET GROSSIER Powrie et Beaven (2005)
![Page 59: Les caractéristiques géotechniques et hydrauliques des ...€¦ · CARTOGRAPHIE DES TASSEMENTS ENTRE 2 CAMPAGNES Casier A Casier B Casier C Casier D Casier E Casier F. Loi exponentielle](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022051411/604010b57b6ace49d70b0ab8/html5/thumbnails/59.jpg)
Consiste à mesurer :
- d’une part le débit pompé (m3/h)
- d’autre part l’évolution du niveau de la nappe par rapport au niveau piézométriqueinitial (avant début d’essai) dans le puits de contrôle.
10.6
10.8
11.0
11.2
11.4
11.6
11.8
12.0
0.1 1 10 100 1000
Temps (mn)
Pro
fond
eur
de la
nap
pe (
m)
Essai n°1 :26/07/2005
Essai n°2 :27/07/2005
Essai n°3 :04/08/2005
Essai n°4 :08/08/2005
Suivi de niveau de nappe dans le puits de contrôle
ESSAIS EN VRAI GRANDEUR SUR ANCIENNES DECHARGES EN PRESENCE D’UNE NAPPE SATUREE
Pompe immergée faible débit (< 1 m3/h)
Puits de pompage
Puits de contrôle
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ECOULEMENT EN REGIME TRANSITOIRE : FORMULE DE THEIS (1935)
Ecoulement d’une nappe souterraine vers un puits (entièrement pénétrant) en régime transitoire, en présence d’un aquifère homogène, isotrope, d’étendue illimité, à substratum et toit imperméable :
∂∂
=
∂∂
+∂∂
t
h
T
S
r
h
rr
h..
12
CALADE DES PARAMETRES HYDRO-DYNAMIQUES PAR RETRO-ANALYSE
Résolution par 2 méthodes graphiques
Cooper-Jacob (1950) Theis (1935)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0.1 1 10 100 1000 10000Temps (mn)
Rab
atte
men
t (m
)
Essai n°1 :26/07/2005
Essai n°2 :27/07/2005
Essai n°3 :04/08/2005
Essai n°4 :08/08/2005
c = 1,00 m
t0 = 65 mn
0.001
0.010
0.100
1.000
10.000
1 10 100 1000Temps (mn)
Rab
atte
men
t s (m
)
Essai n°1 :26/07/2005
Essai n°2 :27/07/2005
Essai n°3 :04/08/2005
Essai n°4 :08/08/2005
W(u)=f(u)
![Page 61: Les caractéristiques géotechniques et hydrauliques des ...€¦ · CARTOGRAPHIE DES TASSEMENTS ENTRE 2 CAMPAGNES Casier A Casier B Casier C Casier D Casier E Casier F. Loi exponentielle](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022051411/604010b57b6ace49d70b0ab8/html5/thumbnails/61.jpg)
• Logiciels du commerce
• Méthode d’application : analyse inverse
Plusieurs logiciels du commerce désormais disponibles basés généralement :
- sur la méthode des éléments finis: Feflow®
- sur la méthode des différences finies: Visual Modflow®, Groundwater-Vistas®
- sur la méthode des volumes finis: Porflow®
Anticipation sur les conditions de vidange de casiers par
pompage répété.
Calibration des paramètres hydrodynamiques du déchet à partir d’essais de pompage
MODELISATION 3D DE LA VIDANGE DE CASIERS DE DECHETS SATURES EN LIXIVIAT
![Page 62: Les caractéristiques géotechniques et hydrauliques des ...€¦ · CARTOGRAPHIE DES TASSEMENTS ENTRE 2 CAMPAGNES Casier A Casier B Casier C Casier D Casier E Casier F. Loi exponentielle](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022051411/604010b57b6ace49d70b0ab8/html5/thumbnails/62.jpg)
MODELISATION 3D A L’AIDE DU LOGICIEL VISUAL MODFLOW 4.2
Vue en coupe
![Page 63: Les caractéristiques géotechniques et hydrauliques des ...€¦ · CARTOGRAPHIE DES TASSEMENTS ENTRE 2 CAMPAGNES Casier A Casier B Casier C Casier D Casier E Casier F. Loi exponentielle](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022051411/604010b57b6ace49d70b0ab8/html5/thumbnails/63.jpg)
Durée de pompage en fonction du débit d'exhaureType de déchet n°3
0
100
200
300
400
500
600
700
0 0.5 1 1.5 2 2.5débit d'exhaure (m 3/jour)
duré
e de
pom
page
(jou
rs)
15 m / 4 m
15 m / 8 m
15 m / 12 m
30 m / 4 m
30 m / 8 m
30 m / 12 m
45 m / 4 m
45 m / 8 m
45 m / 12 m
DEVELOPPEMENT D’ABAQUES DE POMPAGE : DUREE DE POMPAGE = f(DEBIT)
50 mDéchet de caractéristiques médiocres (faible porosité& conductivité hydraulique)
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Durée de pompage en fonction du débit d'exhaureType de déchet n°3
0
100
200
300
400
500
600
700
0 0.5 1 1.5 2 2.5débit d'exhaure (m 3/jour)
duré
e de
pom
page
(jou
rs)
15 m / 4 m
15 m / 8 m
15 m / 12 m
30 m / 4 m
30 m / 8 m
30 m / 12 m
45 m / 4 m
45 m / 8 m
45 m / 12 m
DEVELOPPEMENT D’ABAQUES DE POMPAGE : DUREE DE POMPAGE = f(DEBIT)
1 m3/jour
112 jours
50 m
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Volume pompé en fonction du débit d'exhaureType de déchet n°3
0
50
100
150
200
250
300
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
débit d'exhaure (m 3/jour)
volu
me
pom
pé (
m3 )
15 m / 4 m 15 m / 8 m 15 m / 12 m
30 m / 4 m 30 m / 8 m 30 m / 12 m
45 m / 4 m 45 m / 8 m 45 m / 12 m
DEVELOPPEMENT D’ABAQUES DE POMPAGE : VOLUME POMPE = f(DEBIT)
1 m3/jour
112 m3
(/0.25 ha)
50 m
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Hauteur d'eau restante en fonction du débit d'exhau reDéchet type 3
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
débit d'exhaure (m 3/jour)
haut
eur r
esta
nte
au re
pos
(m)
15 m / 4 m 15 m / 8 m 15 m / 12 m
30 m / 4 m 30 m / 8 m 30 m / 12 m
45 m / 4 m 45 m / 8 m 45 m / 12 m
DEVELOPPEMENT D’ABAQUES DE POMPAGE : HAUTEUR RESTANTE = f(DEBIT)
50 m
1 m3/jour
4,10 m
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Durée de pompage en fonction du débit d'exhaureType de déchet n°3
0
100
200
300
400
500
600
700
0 0.5 1 1.5 2 2.5débit d'exhaure (m 3/jour)
duré
e de
pom
page
(jou
rs)
15 m / 4 m
15 m / 8 m
15 m / 12 m
30 m / 4 m
30 m / 8 m
30 m / 12 m
45 m / 4 m
45 m / 8 m
45 m / 12 m
DEVELOPPEMENT D’ABAQUES DE POMPAGE : DUREE DE POMPAGE = f(DEBIT)
0,25 m3/jour
680 jours
50 m
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Volume pompé en fonction du débit d'exhaureType de déchet n°3
0
50
100
150
200
250
300
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
débit d'exhaure (m 3/jour)
volu
me
pom
pé (
m3 )
15 m / 4 m 15 m / 8 m 15 m / 12 m
30 m / 4 m 30 m / 8 m 30 m / 12 m
45 m / 4 m 45 m / 8 m 45 m / 12 m
DEVELOPPEMENT D’ABAQUES DE POMPAGE : VOLUME POMPE = f(DEBIT)
0,25 m3/jour
170 m3
(/0.25 ha)
50 m
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Hauteur d'eau restante en fonction du débit d'exhau reDéchet type 3
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
débit d'exhaure (m 3/jour)
haut
eur r
esta
nte
au re
pos
(m)
15 m / 4 m 15 m / 8 m 15 m / 12 m
30 m / 4 m 30 m / 8 m 30 m / 12 m
45 m / 4 m 45 m / 8 m 45 m / 12 m
DEVELOPPEMENT D’ABAQUES DE POMPAGE : HAUTEUR RESTANTE = f(DEBIT)
50 m
0,25 m3/jour
2,10 m
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