Sources de pollution

Qu’est ce qu’une phase ? Aqueuse : eau avec tous composés dissous Minérale : chacun des minéraux en contact avec l’eau Organique : phase liquide séparée de l’eau Gazeuse : une seule phase

LNAPL et DNAPL NAPL : Liquide en phase non aqueuse LightNAPL DenseNAPL argile

Gamme de densité de phases pures De façon générale les produits pétroliers sont plus légers que l'eau (LNAPL) alors que les solvant shalogénész sont plus lourds que l'eau (DNAPL).

Mise en place des NAPL

Rôle des hétérogénéités Exemple de descente de LNAPL en phase dans un sol en présence d’un niveau limoneux

Paramètres et processus Da Feau Da (Sr,kr) ? Pvap S, Koc Pvap S, Koc Feau Feau Feau S, Koc S, Koc (Sr,kr)?

Tension de surface Cohésion d’un fluide + interface  force à la surface Tension de surface s : énergie / unité de surface (1 dyne/cm = 10-3 N/m) Eau : 72 dynes/cm, NAPL ~ 15-50 dynes/cm Mouillabilité sur le sol : eau > napl > air NAPL a < 90% : eau mouillante sur surface vs. NAPL eau a

Pression capillaire P 2 cos r A l’équilibre : Pc correspond à la différence de pression entre deux fluides Varie selon imbibition (mouillant remplace non-mouillant) et drainage (inverse) NAPL dans les gros pores, eau dans les petits P c 2 cos r NAPL eau

Profil milieu poreux vs puits

Saturation résiduelle en % de la porosité totale Zone non saturée ~10-20 % Zone saturée ~15-50% Sable > silt > argile V = A . z . w . Sr M = r V z

La solubilité S S est la concentration dans l’eau à l’équilibre avec une phase organique exemples (mg/L) acétone miscible phénol 82000 benzène 1800 TCE 1100 naphtalène 32 benzo(a)pyrène 0.0038 Il est possible d’avoir Cl > S : eau avec micelles ou micro-gouttes

Loi de Raoult Si = S° . Xi Si solubilité du produit i, Xi fraction molaire Les pollutions contiennent la plupart du temps des mélanges de produits, l'exemple des produits pétroliers est révélateur sur ce point : l'essence commune contient souvent plus de 100 molécules différentes. Lorsqu'une phase homogène d'essence p.ex. est mise en contact avec de l'eau, il est compréhensible qu'un constituant présent à 1% dans la phase organique sera "moins en contact"avec l'eau qu'un produit représentant 70% du mélange. De cette observation, on a tiré une loi empirique de proportionnalité, la loi de Raoult qui stipule que Si = S°.Xi avec Si la solubilité d'un produit présent dans un mélange, S° la solubilité du produit pur et Xi la fraction molaire du produit (moles de i divisé par le nombre de moles total dans le mélange). Cette loi est approximative, une approche plus détaillée nécessite d'utiliser des calculs thermodynamiques qui sont rarement adaptés à des mélanges très mal définis dans un milieu tel que le sol

Valeurs calculées à l’aide de la solubilité relative Dissolution réelle Source définie (mélange PCE, TCE, TCM), suivi à 1 m, sur grille très fine Valeurs calculées à l’aide de la solubilité relative

Borden à 1m aval de la source Position de la source 50% saturation théorique 15% saturation théorique 5% saturation théorique

Images de dissolution Nambi et al. J. Contam. Hydrol. 44, p161

Borden aval de la source