Fiche descriptive : Solidification/stabilisation – in situ

De : Services publics et Approvisionnement Canada

Sur cette page

Description

La technologie de solidification/stabilisation in situ (S/S) consiste à mélanger des sols contaminés avec une substance liante ou stabilisatrice. Ces substances peuvent être : du ciment Portland/Pozzoland, des cendres, de la bentonite, etc. Les contaminants vont se lier au sol soit physiquement (solidification), soit chimiquement (fixation), ce qui a pour effet de réduire la lixiviation. Ce traitement empêche ainsi les contaminants de migrer et de se répandre hors de la zone contaminée initiale.

Il existe deux techniques in situ de S/S. La première consiste à mélanger le liant avec le sol à l'aide d'une tarière qui s'enfonce dans le sol. La seconde utilise un système d'injection à haute pression pour forcer le coulis à pénétrer dans le sol.

La solidification des matériaux réfère au changement des propriétés physiques du sol après l'ajout d'un agent liant qui compacte la matrice, modifie la taille des pores du matériau et diminue la conductivité hydraulique. Les contaminants sont ainsi encapsulés dans le mélange sol/stabilisateur.

La stabilisation réfère au changement chimique des substances contaminées incluses dans la matrice. Le contaminant sera transformé en une forme ou un produit de lixiviation beaucoup moins soluble dans l'eau, moins mobile et également moins toxique. Dans certaines situations, un agent de liaison peut être ajouté au mélange pour maximiser la stabilisation.

Source :

Analyses recommandées dans le cadre d’une caractérisation détaillée

Analyses chimiques

  • La concentration des contaminants incluent :
    • dans les phases adsorbée
    • dissoute
    • libre
  • Le contenu en carbone organique

Analyses physiques

  • L'analyse granulométrique
  • La présence des liquides en phase non aqueuse (légers ou denses)

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

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

Remarques :

Comme il n’y a pas de recette prédéfinie pour ce traitement, une étude de faisabilité est nécessaire avant d’effectuer les travaux. Cette étude déterminera la quantité idéale de stabilisateur à ajouter afin de maximiser la solidification/stabilisation selon le type de matrice à traiter et le volume contaminé.

Applications

La technologie de solidification/stabilisation in situ (S/S) consiste à mélanger des sols contaminés avec une substance La technologie de S/S s'applique aux sols contaminés des zones saturée et vadose. Cette technologie est efficace pour la contamination aux métaux lourds et aux radicaux libres. Le procédé de S/S s'applique quelques fois à des contaminations aux composés organiques, mais cette technique est moins bien adaptée aux composés volatils et semi-volatils ainsi qu'aux pesticides. Par contre, plusieurs avancées technologiques permettent de croire que cette technologie pourra être efficace pour d'autres contaminants dans un avenir rapproché.

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
S’applique
Contamination dissoute
Ne s’applique pas
Contamination résiduelle
S’applique
Contrôle
S’applique
Phase libre
S’applique
Physique
S’applique
Résorption
S’applique
Thermique
Ne s’applique pas

État de la technologie

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

Contaminants ciblés

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

Durée du traitement

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

Produits secondaires ou métabolites

Il n’y a pas de produits secondaires générés lors de l’application de la technique de S/S in situ. Les contaminants sont toujours présents sur le site après le traitement. Cependant, ils sont confinés à l’endroit où ils ont été traités et ne migreront plus tant que la capsule ou le liant durera.

Limitations de la technologie

  • Restaure le site de façon temporaire en contrôlant la migration des contaminants
  • Les huiles usées et les boues goudronneuses peuvent annuler le processus d'hydratation du ciment ce qui nécessitera l'ajout d'un agent pour contrer cet effet Il y aura alors création de chaleur et volatilisation des contaminants, ce à quoi on devra remédier
  • Les masses solidifiées/stabilisées peuvent être lessivées après un certain temps, laissant échapper certains des contaminants
  • Cette technique n'est applicable qu'aux sols contaminés des zones saturée et vadose
  • Les sels minéraux présents dans la matrice contaminée peuvent affecter la procédure de solidification/stabilisation
  • La présence de gros débris ou de blocs peut empêcher le traitement de toute la zone contaminée
  • L'exposition à l'eau ou à la récurrence des gels/dégels peut diminuer la longévité de la S/S
  • L'hétérogénéité du sol peut limiter la profondeur d'application du traitement
  • La profondeur de la contamination peut limiter l'application du traitement
  • Technologies complémentaires améliorant l'efficacité du traitement
  • Le tamisage du substrat pour éliminer les strates grossières non contaminées peut diminuer la quantité de matériau à traiter
  • L'ajout d'un agent de liaison spécifique peut maximiser la solidification et la stabilisation de la matrice
  • Un système de récupération des vapeurs peut être nécessaire si le traitement amène la volatilisation

Technologies complémentaires améliorant l’efficacité du traitement

  • Le tamisage du substrat pour éliminer les strates grossières non contaminées peut diminuer la quantité de matériau à traiter
  • L'ajout d'un agent de liaison spécifique peut maximiser la solidification et la stabilisation de la matrice
  • Un système de récupération des vapeurs peut être nécessaire si le traitement amène la volatilisation

Traitements secondaires requis

  • Traitements des effluents gazeux
  • Les eaux souterraines doivent faire l'objet d'une surveillance à long terme pour s'assurer qu'il n'y a pas de lixiviat qui s'échappe de la zone traitée

Exemples d'application

Les sites suivants fournissent des exemples d'application :

Performance

Les performances de la technique de solidification/stabilisation sont bien documentées :

  • Réduit la migration des contaminants
  • Facile d'utilisation et faible coût d'exécution
  • Les performances à long terme du S/S in situ dues aux conditions du milieu ne peuvent être prédites

Références

Auteur et mise à jour

Fiche rédigée par : Martin Désilets, B.Sc. Conseil national de recherches

Dernière mise à jour par : Martin Désilets, B.Sc. Conseil national de recherches

Date de mise à jour : 7 mars 2019

Version :
1.0