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Post on 25-Mar-2018
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Méthodes avancées de caractérisation de sites :
Systèmes de détection
Systèmes de détection des contaminants les plus utilisés
• Sondes à interface membranaire (SIM)(membrane interface probe ‐MIP)
• Sondes à balayage optique (optical screening tools ‐ OST)
Premier systèmeSondes à interface membranaire
Sonde à interface membranaireÀ quoi peut‐elle servir? • Caractérisation complémentaire• Présence de COV • Cas complexes
Permet de :• Détecter des COV dans les sols et eaux
souterraines (phases dissoutes)• Localiser les contaminants in situ et en
temps réel• Permet de mieux diriger la campagne
d’un sondage à l’autre• Délimiter la contamination de façon
précise (sols et eaux souterraines)• Estimer plus précisément les volumes de
sols contaminés• Localiser les équipements de traitement
in situ de façon plus efficace
Gaz vecteur Détecteurs • Avance par poussée directe (Geoprobe)
• Les COV se diffusent à travers une membrane chauffée vers un gaz vecteur qui les achemine en surface jusqu’aux détecteurs
• La conductivité électrique est mesurée en continue par la sonde
* Avant un sondage la calibration estessentielle
FonctionnementSonde à interface membranaire
Les concentrations en COV peuvent être mesurées de façon semi-quantitative au moyen de divers détecteurs comme :
• à photo-ionisation (PID)
• à ionisation de flamme (FID)
• à capture d’électrons (ECD)
• de gaz d’halogène (XSD)
FonctionnementSonde à interface membranaire
• Sonde est poussée par une tige « Geoprobe » à une vitesse d’environ 30 cm/minute
• Permet la réalisation d’environ 10 sondages/jour de 6 à 10 m/sondage
• Permet la collecte de nombreuses données
• Génération d’un registre log de la contamination volatile totale en fonction de la profondeur et de la conductivité électrique
Sonde à interface membranaire
Intensité du signal selon la profondeur
Conductivité électrique
des sols selonla profondeur
Sonde à interface membranaire
Sonde à interface membranaire
Que représentent les résultats?SIM fournit plus qu’une concentration :
+ Composition du contaminant+ Perméabilité et géologie de l’aquifère+ Variabilité due à l’état de la membrane+ Présence/absence de phase libre
Donc l’interprétation des résultats nécessite des spécialistes
Résultats en 3 D
Avantages• Très utile pour la localisation de contamination en phases dissoutes
• Rapide d’utilisation et collecte de nombreux résultats semi‐quantitatifs en peu de temps
• Permet une cartographie en 3 dimensions et une interprétation plus précise des zones contaminées
Désavantages• Biais induit selon l’intégrité de la membrane, vérification régulière de son état
• Faire attention aux produits libres car peut saturer la membrane
• Nécessite la prise d’échantillons et analyse en laboratoire pour corréler et confirmer les résultats et la stratigraphie des sols
• Utilisation limitée aux sols meubles
En résumé SIM :• Un outil de dépistage
• Capable de détecter des contaminants dans des zones de faible K
• Fournit des données qualitatives et non quantitatives
Second systèmeSondes à balayage optique
• Détectent certains types d’hydrocarbures « libres » contenus dans la matrice des sols (zone vadose, zone de la frange capillaire, zone saturée du sol ou en phase flottante);
• Fournissent des résultats instantanés, qualitatifs et semi‐quantitatifs;
• S’utilisent dans la cadre de caractérisations complémentaires.
Sondes à balayage optique
Inefficaces pour la détection de :
– concentrations en phase dissoute;– cycles benzéniques simples (benzène, toluène,…)
– BPC
Sondes à balayage optique
• Avancées dans le sol en continu par poussée;• Il y a émission d’une source d’énergie à travers une
fenêtre de la sonde;• Les hydrocarbures polyaromatiques (HAP) entrent en
fluorescence lorsqu’excités par certaines longueurs d’ondes spécifiques;
• La fluorescence émise par les contaminants présents dans les sols est captée par la sonde à travers un prisme;
• Le résultat est mesuré par le système en temps réel et exprimé en % de réponse à l’excitation (%RE).
Sondes à balayage optique
• Détectent les contaminants à base d’hydrocarbures pétroliers contenant des HAP tels que :– essence, diesel, kérosène, liquides hydrauliques, huiles à moteur, huiles de coupe, huiles brutes;
– parfois pour le goudron, la créosote et le pentachlorophénol.
Sondes à balayage optique
Sondes à balayage optique
Sondes à balayage optique• Sélection de la source de longueur d’ondes et faite en fonction des contaminants recherchés
• Interférence potentielle :• Sols foncés qui absorbent l’énergielumineuse
• Carbonates / coquilles qui entrentégalement en fluorescence
• Fournissent :– l’intensité du signal (% Réponse Excitation ‐%RE)
– un spectre de détection– des indices de la dégradation temporelle
• Nécessitent une calibration constante :– à l’aide d’un étalon d’émission de référence– selon un LPNA spécifique au site
Sondes à balayage optique
• Données peuvent être jumelées à des indices de pénétration (CPT) ou d’électroconductivité (EC);
• Cette utilisation jumelée est utile pour déduire le type de sol et sa relation avec le contaminant (zones de stockage ou de transport).
Sondes à balayage optique
• Fluorescence induite par deux sources possibles :
• laser (Laser‐Induced Fluorescence – LIF) i.e. TarGOST
• diode à émission de lumière ultraviolette i.e. UV LED, UVOST
Sondes à balayage optique
Visible Fluorescence
Sondes à balayage optique
Système UVLED®
Sondes à balayage optique
Système UVOST®(Ultraviolet Optical Screening Tool)Développé début 1990 par:US Army Corps of engineers
Sondes à balayage optique
Système UVOST®Équipement:‐ Tige de poussée
(Geoprobe)‐ Câble à fibre optique‐ Sonde munie d’un
prisme (saphir)
Sondes à balayage optique
SystèmeTarGOST®(Tar‐specific Green Optical
Screening Tool)
Sondes à balayage optique
Acquisition de données en temps réel
• Fournit une densité verticale accrue de données;
• Permet la prise de décision rapide surplace;
• Permet donc une investigation “adaptative”;
Les données sortantes sont prêtes à êtreincorporées dans un modèle 3‐D.
Profilage de carburant selon UVOST
Profil type diesel
Profil type huile lourde
Migration de LLPNA
Perchée Migrationverticale
Confinée
Élévation maximalede la nappe
Élévation minimalede la nappe
Étude de cas : Profilage d’un panache de LLPNA
LLPNA observé présentementLLPNA observé historiquementLLPNA jamais observé
Étendue interprétéeDirection d’écoulement
Ancien parc de réservoirs
Modèle conceptuel de site LLPNA
Réservoirs à usage quotidien Rue Principale
Écoulement souterrain(sort de la page)
Visualisation en 3‐D des LLPNA
Désavantages• Ne permet pas la détermination détaillée de la stratigraphie des sols traversés;
• Ne permet pas (ou rarement) la détection des BPC et des solvants chlorés;
• Usage limité à du personnel expérimenté.
Avantages• Localisation des phases libres/mobiles;• Indication du type de produits pétroliers;• Détermination plus précise des limites d’une contamination et de l’estimation des volumes;
• Interprétation rapide donc programme ajustable en cours d’exécution;
• Modélisation rapide et précise en 3 dimensions;
• Coûts relativement faibles pour de grands terrains avec des problématiques complexes.
Systèmes de détection des contaminants Coûts
• Coûts de mobilisation variables pour le Québec (selon le système utilisé);
• Règle du pouce : de 2 300$ à 4 000$ /jour pour 100 à 150 m linéaire (10 à 20 sondages par jour) en surplus de l’équipement de forage.
CONCLUSION
• L’utilisation de sondes à membrane ou optiquespermet :– d’obtenir une plus grande densité de données;– de mieux comprendre la problématique d’une contamination, en continue et visible en 3 D;
– d’optimiser les programmes de caractérisation et de réhabilitation.
• Ne remplacent pas les analyses chimiques en laboratoire.
Questions ???
• Que pensez vous de l’application de ces méthodes?
• Envisagez‐vous l’utilisation de tels systèmes dans le futur?
LVM inc.
Inspec-Sol inc.
Maxxam Analytique
Groupe Qualitas inc.
Les Services exp inc.
Exova
Le Groupe Solroc
Qualilab Inspection inc.
Solmatech inc.
Valusol inc.
Chemco inc.
MERCI À NOS COMMANDITAIRES
6360, Jean-Talon Est, bureau 211, Saint-Léonard (QC) H1S 1M8
514 253-2878 | info@acle.qc.ca
acle.qc.ca
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