Fiche descriptive : Écrèmage

De : Services publics et Approvisionnement Canada

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Description

L'écrémage est une technologie qui permet de récupérer les produits en phase libre situés à la surface de la nappe phréatique. L’écrémage passif permet de récupérer le produit en phase libre s’écoulant librement vers un puits ou une tranchée et s’accumulant dans un récipient qui est récupéré manuellement. L’écrémage actif requiert l’utilisation de systèmes ou de dispositifs mécaniques ou pneumatiques pour favoriser la récupération du produit en phase libre en un point de récupération.

La méthode passive inclut trois classes de techniques. La première classe consiste en un écrémeur où la phase libre est introduite dans le dispositif par gravité. L’écrémeur doit être calibré en fonction de la densité du produit afin de flotter sur l'eau, de telle sorte que le déversoir soit au même niveau que le produit et permette de récupérer le produit. Le second type d’écrémeur est constitué de boudins oléophiles et hydrophobes permettant l’élimination de la phase libre par immersion et extraction. Une fois saturé, le boudin est retiré du puits et disposé. Enfin, le troisième type implique l’introduction d’un réservoir à paroi oléophile et hydrophobe au niveau de la phase libre.

L’écrémage actif par pompage permet de récupérer la phase libre accumulée à l’aide d’un système mécanique constitué d’une pompe (pneumatique ou péristaltique). Le produit en phase libre est accumulé puis pompé périodiquement à l’intérieur d’un réservoir placé en surface du sol. Les cycles de vidange vers le réservoir peuvent être contrôlés par minuteur ou à l’aide de sondes haut et bas niveau.

Dans des puits de surface, un écrémeur à bande oléophile/hydrophobe peut permettre d'extraire le produit en phase libre par immersion et extraction lors de la rotation de la bande. Un moteur à poulie entraîne la bande chargée en produit vers des racleurs qui permettent d'évacuer le produit vers un réservoir de stockage. Dans le cas de tranchées, le même principe peut être utilisé à l’aide de tambours ou d’écrémeurs à disque dont les dimensions ne permettent pas leur utilisation à l’intérieur de puits.

Liens Internet :

Mise en œuvre de la technologie

La mise en œuvre de ce type de système peut inclure :

  • la mobilisation, l’accès au site et la mise en place d’installations temporaires;
  • l’aménagement de puits ou de tranchées de récupération (incluant les tranchées temporaires ou pour opération d’urgence);
  • la mise en place des dispositifs de récupération du produit en phase libre;
  • la mise en place de réservoirs et de conduites de récupération du produit en phase libre;
  • la disposition du produit en phase libre récupéré;
  • le démantèlement des puits ou tranchées aménagés pour la récupération.

L’écrémage peut aussi être réalisé à l’intérieur d’une excavation.

Si un contrôle hydraulique de la contamination est requis, l’écrémage devrait être réalisé à l’intérieur de tranchées de récupération aménagées en aval hydraulique et sur toute la largeur de l’enclave de contamination. Les tranchées doivent atteindre une profondeur se situant sous le niveau de l’eau souterraine le plus bas annuellement et être comblées à l’aide de sable et de gravier. Un revêtement imperméable devrait aussi être mis en place sur la paroi en aval de la tranchée afin de limiter une migration potentielle de la contamination au-delà de cette tranchée.


Matériaux et entreposage

  • L’aménagement de puits ou de tranchées est réalisé à l’aide de méthodes et d’équipements traditionnels/courants et facilement disponibles;
  • Les pompes permettant l’acheminement du produit en phase libre vers le réservoir de récupération nécessitent une source d’énergie;
  • Un réservoir de récupération du produit en phase libre reste habituellement sur le site;
  • À moins qu’un nombre important de tranchées ou de puits soit requis, l’aménagement a peu d’impact sur les activités du site et nécessite peu d’entreposage.

Résidus et rejets

  • L’aménagement des puits ou des tranchées nécessite généralement des activités de forage ou d’excavation dans les zones contaminées. Cela entraîne la manipulation de sols contaminés qui devront être éliminés hors site;
  • Les absorbants utilisés devront être disposés hors site à la fin de leur vie utile;
  • Le produit en phase libre récupéré sera accumulé à l’intérieur d’un réservoir. Il devra ensuite être géré hors site.

Analyses recommandées dans le cadre d’une caractérisation détaillée

Analyses chimiques

  • La concentration des contaminants incluent :
    • dans les phases adsorbée
    • dissoute
    • libre
  • La présence de produits en phase libre
  • Identification de produit pétrolier

Analyses physiques

  • L'analyse granulométrique
  • Les caractéristiques physiques du contaminant incluent :
    • la viscosité
    • la densité
    • la solibilité
    • la pression de la vapeur
    • la tension interfaciale

Essais recommandés dans le cadre d’une caractérisation détaillée

Essais hydrogéologiques

  • Essai de perméabilité
  • Essaie de récupération des produits en phase libre

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
    • le risque de migration hors site

Phase III

  • La stratigraphie du sol
  • La détermination des voies préférentielles de migration des contaminants
  • La connaissance détaillée de la géologie et de l'hydrogéologie incluant :
    • la direction d'écoulement des eaux souterraines
    • la conductivité hydraulique
    • les fluctuations saisonnières
    • le gradient hydraulique
  • L’état du produit en phase libre (confiné, perché, libre)

Applications

  • L'écrémage permet de récupérer les hydrocarbures en phase libre à la surface de l'eau souterraine;
  • L’écrémage passif est généralement appliqué pour des sites présentant un faible volume de produit en phase libre, là où la recharge en produit dans le puits est faible et où les sources d’alimentation ne sont pas disponibles;
  • Les tranchées permettent de récupérer les produits en phase libre localisés près de la surface du sol alors que l'installation de puits permet la récupération à des profondeurs plus importantes;
  • Efficace dans une formation ayant une perméabilité allant jusqu'à 10-4 cm/s;
  • L'écrémage est souvent utilisé après l'emploi d'autres techniques de récupération, dans les premières interventions lors de déversement ou lorsque l'épaisseur de phase libre est importante.

Applications aux sites en milieu nordique

L’écrémage peut être réalisé en milieu nordique, sous des conditions de basses températures. La viscosité des produits en phase libre est cependant dépendante de la température. Des essais concluants ont été réalisés à l’aide d’écrémeurs à tambour. Ceux dont la surface était rainurée en comparaison avec ceux dont la surface était lisse ont permis d’obtenir des résultats plus concluants. La présence de glace mélangée à l’huile réduit l’efficacité de récupération, puisqu’elle s’accumule dans les rainures des tambours.

Type de traitement

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

État de la technologie

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

Contaminants ciblés

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

Remarques:

Remarque : Les produits en phase libre sont généralement formés de plusieurs produits différents qui appartiennent à plus d'une famille de contaminants.

Durée du traitement

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

Considérations à long terme (à la suite des travaux d'assainissement)

Les niveaux et épaisseurs de produit en phase libre 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.

Des essais de transmissivité (bail-down test ou test d’écrémage) permettent généralement de déterminer si le dispositif de récupération devrait être remis en place si du produit en phase libre est détectée à nouveau.

Produits secondaires ou métabolites

Aucun

Limitations et effets indésirables de la technologie

  • Le temps du traitement s'allonge lorsque la perméabilité du sol est faible;
  • Récupération difficile du produit en phase libre quand le niveau piézométrique fluctue à une fréquence significative;
  • N'offre aucun confinement hydraulique pour maintenir la phase libre en place;
  • Risque de migration hors site;
  • Faible rayon d'influence;
  • Risque de colmatage des membranes hydrophobes/oléophiles;
  • Plus la viscosité du produit en phase libre est grande, plus sa récupération est difficile;
  • Ne permet pas la récupération du produit en phase libre localisé dans la zone non saturée;
  • Cette technologie ne s’applique pas pour un site où un contrôle de l’enclave de contamination dissoute est requis;
  • Les taux de récupération des produits en phase libre sont généralement faibles.

Technologies complémentaires améliorant l’efficacité du traitement

  • Chauffage des sols;
  • Application d’un gradient hydraulique et/ou pneumatique vers les points de récupération (récupération double phase ou triple phase);
  • L’utilisation de gravier dans les tranchées permet une récupération plus rapide du produit en phase libre.

Traitements secondaires requis

Peut nécessiter l'utilisation d'un séparateur de phase et le traitement de la phase aqueuse

Exemples d'application

Les sites suivants fournissent des exemples d'application :

Performance

  • Permet de récupérer jusqu'à moins d'un millimètre d'épaisseur
  • Peu ou pas d'eau à gérer
  • Frais de fonctionnement peu élevés

Mesures pour améliorer la durabilité de la technologie et/ou favoriser l’assainissement écologique

  • Choix des équipements et optimisation de la taille de chacun;
  • Optimisation du calendrier pour réduire le nombre de jours de mobilisation;
  • Utilisation d’énergie renouvelable et d’équipements à faible consommation d’énergie;
  • Recyclage du produit en phase libre récupéré pour être utilisé comme combustible;
  • Fonctionnement cyclique plutôt que continu pour améliorer la récupération;
  • Opération en conditions saisonnières favorables (en période d’étiage par exemple).

Impacts potentiels de l'application de la technologie sur la santé humaine

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 

Ne s’applique pas

S. O.

Émissions atmosphériques/de vapeurs – sources non ponctuelles  

Ne s’applique pas

S. O.

Air/vapeur – sous-produits 

Ne s’applique pas

S. O.

Ruissellement 

Ne s’applique pas

S. O.

Eau souterraine – déplacement 

S’applique

Modélisation et surveillance à l’aide de capteurs de pression

Eau souterraine – mobilisation chimique/géochimique 

Ne s’applique pas

S. O.

Eau souterraine – sous-produit 

Ne s’applique pas

S. O.

Accident/défaillance – dommage aux services publics 

S’applique

Vérification des dossiers et obtention des permis préalables aux travaux de forage ou de creusage, élaboration de procédures de forage ou de creusage et d’intervention d’urgence 

Accident/défaillance – fuite ou déversement 

S’applique

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 

Ne s’applique pas

S. O.

Autre – manipulation des sols contaminés

S’applique

Examen des risques, élaboration de plans d’intervention en cas d’accident et d’urgence, surveillance et inspection des conditions dangereuses

Références

Auteur et mise à jour

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

Mise à jour par : Jennifer Holdner, M.Sc., Travaux publics et Services gouvernementaux Canada

Date de mise à jour : 29 avril 2014

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

Version :
1.2.5