Fiche descriptive : Barrière gelée

De : Services publics et Approvisionnement Canada

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Description

La technologie de la barrière gelée in situ consiste à faire circuler du dioxyde de carbone liquide à l'intérieur d'un système de tuyauterie constitué de tubes frigorifiques. Les tubes sont installés à même les forages réalisés en aval du secteur contaminé, et perpendiculairement à la direction d'écoulement de l'eau souterraine dans le but d'empêcher la migration des contaminants. Ce dispositif va permettre d'atteindre une température de -20 à -40 0C dans les conduits. Par conduction thermique, l'eau souterraine présente dans les pores du sol au pourtour des tubes frigorifiques va geler sur une épaisseur pouvant atteindre jusqu'à 20 mètres. L'aquifère ainsi gelée agit comme barrière et permet de contenir la contamination dissoute. L'installation de ce type de barrière ne requiert pas d'excavation et elle peut s'étendre jusqu'à une profondeur maximale d'environ 300 mètres.

La contamination dissoute située en amont de la barrière est pompée et traitée par un système de captage des eaux souterraines. La technologie de la barrière gelée a été testée, certifiée et documentée sur le terrain par le « US DOE Innovative Technology » (rapport DOE/EM-0273).

Sources :

Analyses recommandées dans le cadre d’une caractérisation détaillée

Analyses chimiques

  • La concentration des contaminants incluent :
    • dans les phases adsorbée
    • dissoute
    • libre

Analyses physiques

  • La température
  • La teneur en eau du sol
  • L'analyse granulométrique
  • La conductivité thermique du sol

Autre information recommandée pour une caractérisation détaillée

Phase II

  • La profondeur et l'étendue de la contamination
  • La présence de récepteurs :
    • la présence de récepteurs potentiels, la présence d'infrastructures de surface et souterraines et le risque de migration hors site
  • Les conditions climatiques régionales (précipitations, température, etc.)

Phase III

  • La stratigraphie du sol
  • La connaissance détaillée de la géologie et de l'hydrogéologie incluent :
    • la direction d'écoulement des eaux souterraines
    • la conductivité hydraulique
    • les fluctuations saisonnières
    • le gradient hydraulique
  • La détermination des voies préférentielles de migration des contaminants
  • Le volume de sol à traiter
  • Une modélisation hydrogéologique

Essais recommandés dans le cadre d’une caractérisation détaillée

Essais hydrogéologique

  • Essais avec traceur

Remarques :

Des essais sur le terrain pour mesurer la conductivité hydraulique au niveau de la barrière gelée ainsi que le rayon d'influence des tubes frigorifiques sont nécessaires avant de procéder à l'installation d'une barrière gelée.

Applications

  • Permet de contenir la contamination située dans la zone saturée en association avec un système de captage des eaux souterraines
  • Confinement sous et autour des réservoirs et infrastructures

Type de traitement

Type de traitementS’applique ou Ne s’applique pas
In situ
S’applique
Ex situ
Ne s’applique pas
Biologique
Ne s’applique pas
Chimique
Ne s’applique pas
Contamination dissoute
S’applique
Contamination résiduelle
Ne s’applique pas
Contrôle
S’applique
Phase libre
Ne s’applique pas
Physique
S’applique
Résorption
Ne s’applique pas
Thermique
Ne s’applique pas

État de la technologie

État de la technologieExiste ou N'existe pas
Démonstration
N'existe pas
Commercialisation
Existe

Contaminants ciblés

Contaminants ciblésS'applique, Ne s'applique pas ou Avec restrictions
Biphényles polychlorés
S'applique
Chlorobenzène
S'applique
Composés inorganiques non métalliques
S'applique
Composés phénoliques
S'applique
Explosifs
S'applique
Hydrocarbures aliphatiques chlorés
S'applique
Hydrocarbures aromatiques monocycliques
S'applique
Hydrocarbures aromatiques polycycliques
S'applique
Hydrocarbures pétroliers
S'applique
Métaux
S'applique
Pesticides
S'applique


Remarques:

Permet le contrôle de la contamination dissoute seulement.

Durée du traitement

Durée du traitementS’applique ou Ne s’applique pas
Moins de 1 an
Ne s’applique pas
1 à 3 ans
S’applique
3 à 5 ans
S’applique
Plus de 5 ans
S’applique

Produits secondaires ou métabolites

La barrière gelée n'engendre pas de produits secondaires puisque cette technologie permet le contrôle et non la résorption de la contamination.

Limitations de la technologie

  • Risque de laisser échapper du fluide frigorigène dans l'environnement
  • Limitations en cas de sol très poreux et sec
  • L'intégrité de la barrière peut être difficile à vérifier à cause de conditions hydrogéologiques complexes et des conditions du sous-sol (exemple : infrastructures souterraines)
  • Technologie énergivore
  • Dans le cas où le panache de contamination est très mobile, ou en région, un système d'approvisionnement d'appoint sera nécessaire
  • Des composés cryogéniques qui produisent des températures plus basses que -150 0C peuvent devenir nécessaires en présence de certains contaminants (exemple : TCE), mais leur utilisation implique des coûts élevés

Technologies complémentaires améliorant l’efficacité du traitement

  • Système de captage et de traitement de l'eau souterraine

Traitements secondaires requis

Aucune information disponible

Exemples d'application

Le site suivant fournit un exemple d'application :

Performance

La barrière gelée a démontré une efficacité pour le confinement hydraulique de la zone ciblée sur le site d'Oakridge Tennessee (USEPA, 1997). Une fois implanté, l'apport d'électricité nécessaire au maintien de la barrière gelée était d'environ 288 kilowatts par heure.

Références

Auteur et mise à jour

Fiche rédigée par : Mahaut Ricciardi-Rigault, M.Sc. MCEBR

Dernière mise à jour par : Karine Drouin, M.Sc. Conseil national de recherches

Date de mise à jour : 6 mars 2019

Version :
1.0