De : Services publics et Approvisionnement Canada
L’injection de vapeur est une variante de la technologie plus générale de chauffage des sols in situ. L’injection de vapeur consiste à augmenter la température du milieu contaminé afin de favoriser la volatilisation et la désorption des composés organiques volatils et semi-volatils, incluant les hydrocarbures pétroliers. L’injection de vapeur dans les sols présentant des produits en phase libre permet de les déplacer vers des systèmes d’extraction. L’injection de vapeur se fait habituellement dans la zone non saturée, mais peut également être appliquée sous le niveau de l’eau souterraine en mode de barbotage de vapeur d’eau (steam stripping). Les mêmes principes d’extraction que le barbotage s’applique dans ce cas, soit la volatilisation des contaminants dans la phase vapeur générée.
Les émissions gazeuses qui sont libérées dans la zone vadose par le procédé sont récupérées par un système d’extraction des vapeurs. Elles sont ensuite traitées.
L’injection de vapeur s’applique donc aux contaminants en phase libre, à la contamination dissoute ou à la contamination résiduelle présents tant dans la zone vadose que dans la zone saturée.
Un système d’injection de vapeur comprend l’installation de puits, de conduites d’amenées, de tranchées, de drains perméables ou d’autres structures pour injecter de la vapeur. Lorsque la vapeur est injectée, des points de surveillance sont installés pour assurer un suivi de la migration de la vapeur et des changements de température.
Les émissions gazeuses contaminées sont récupérées par un système d’extraction de vapeurs, aussi composé de puits, de tranchées ou autres, installés au pourtour des puits d’injection de vapeur. Les vapeurs extraites du sol sont généralement humides. Elles sont souvent dirigées vers un séparateur gaz-liquide relié au système d’extraction avant d’être traitées. Les systèmes de traitement sont généralement composés d’unités de combustion (oxydation thermique, oxydation catalytique) ou de filtration/adsorption (charbon actif, biofiltration).
La mise en œuvre de cette technologie peut inclure :
Remarque : 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.
Remarques :
Des essais pilotes sont requis afin de déterminer les variables du système d’injection de vapeur telles que la pression de la vapeur, la température de la vapeur et la qualité de la vapeur à injecter, le taux d’injection, le temps d’injection, etc. Les essais sont également utiles afin de déterminer le design du système d’injection et d’extraction (la localisation des puits, le nombre de puits, le type de puits, etc.).
Pour la mobilisation de la phase libre, le niveau et l’épaisseur doivent faire l’objet d’un suivi à l’arrêt des travaux de récupération et la mise en place des dispositifs de récupération pourrait être à nouveau requise si du produit en phase libre est à nouveau mesuré dans les puits.
L’injection de vapeur stimule la volatilisation et la désorption des composés organiques volatils et semi-volatils. Cette technologie ne produit aucun composé secondaire, car les contaminants sont transférés vers la phase aqueuse ou gazeuse. Les phases libre, aqueuse ou gazeuse doivent être captées et traitées.
L’efficacité du traitement peut être accrue par l’ajout de la fracturation du sol pour augmenter la perméabilité des sols et la circulation d’air (fracturation hydraulique ou pneumatique) ou en scellant la surface du sol pour éviter le «?court-circuitage?».
L’injection de vapeur doit être combinée à un système d’extraction et de traitement des vapeurs extraites.
Les sites suivants fournissent un exemple d’application :
Les premiers essais sur le terrain d’injection de vapeur pour le traitement des eaux souterraines ont eu lieu en 1983 (Davis 1998). Depuis, de nombreuses études ont examiné divers aspects du système d’injection de vapeur. Aujourd’hui, de nombreuses entreprises privées proposent l’injection de vapeur en tant que technique de décontamination.
Poussière
S’applique
Surveillance des émissions à la source (choix des paramètres, des types d’échantillons et du type d’intervention [fonction de la source, du risque ou des exigences locales])
Émissions atmosphériques/de vapeurs — sources ponctuelles ou cheminées
Surveillance des émissions (choix des paramètres et des niveaux d’intervention en fonction de la source, du risque et des exigences locales)
Émissions atmosphériques/de vapeurs — sources non ponctuelles
Modélisation des effets de l’injection de vapeur, validation du modèle et surveillance de la migration des vapeurs du sol
Air/Vapeur — sous-produits
Ne s’applique pas
S. O.
Ruissellement
Eau souterraine — déplacement
Modélisation du réseau d’injection d’eau et de la mobilisation de la phase libre et surveillance du niveau de l’eau souterraine à l’aide de capteurs de pression
Eau souterraine— mobilisation chimique/géochimique
S’applique (variation du niveau de la nappe phréatique)
Modélisation des effets de la barrière requis, surveillance à l’aide de capteurs de pression, surveillance de la migration de l’eau souterraine et surveillance des changements de gradients
Eau souterraine— sous-produits
Accident/défaillance — dommages aux services publics (égout, électricité, eau à haute pression, gaz naturel, pétrole, transport de carburant)
Vérification des dossiers et obtention de permis préalables à l’exécution des travaux de forage ou d’excavation, élaboration de procédures spéciales d’excavation ou de forage et des interventions d’urgence
Accident/Défaillance — fuite ou déversement
Examen des risques, élaboration de plans d’intervention en cas d’accident et d’urgence, surveillance et inspection des conditions dangereuses
Accident/Défaillance — incendie/explosion (vapeur inflammable)
Autre — manipulation des sols contaminés ou autres solides
Fiche rédigée par : Josée Thibodeau, M.Sc, Conseil national de recherches
Dernière mise à jour par : Nathalie Arel, P.Eng., M.Sc., Christian Gosselin, P.Eng., M.Eng. and Sylvain Hains, P.Eng., M.Sc., Golder Associés Ltée
Date de mise à jour : 22 mars 2019
