Fiche descriptive : Injection de gaz chaud – ex situ

De : Services publics et Approvisionnement Canada

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Description

Il s’agit d’une technique de décontamination d’équipements qui consiste à exposer les matériaux contaminés à des gaz chauds (propane ou gaz naturel) afin d'augmenter leur température jusqu’à atteindre 260 °C (500 °F) durant une période de traitement spécifique. Les contaminants présents sont détruits (combustion ou pyrolyse) ou volatilisés. Les gaz émis à la suite du traitement sont extraits de la fournaise et traités dans un incinérateur. Cette technologie s'applique spécifiquement aux matériaux contaminés par des composés explosifs (mines démilitarisées, résidus de bombes ou sols provenant des champs d'entraînement ou de bataille militaire). La décontamination au gaz chaud peut aussi s'appliquer pour décontaminer des structures de maçonnerie ou métalliques associées à la fabrication, à l'entreposage ou au chargement de munitions, de produits pyrotechniques ou autres produits militaires contenant des composés explosifs. Le procédé consiste à sceller et à isoler les structures à chauffer avec un courant de gaz chaud.

Liens Internet :

Mise en œuvre de la technologie

Le système d'injection de gaz est généralement composé d'une fournaise, contenant les matériaux contaminés dans laquelle les gaz chauds sont injectés, de ventilateurs, d'un système de contrôle des émissions gazeuses et d'un incinérateur. À la suite du traitement des explosifs dans la fournaise, les émissions gazeuses (contaminants volatilisés) sont dirigées vers l'incinérateur où elles sont traitées. L'incinérateur est muni d'un appareil de mesure de la concentration des gaz afin de suivre et de contrôler la concentration des contaminants dans l'air. Le design de la fournaise doit prévoir la possibilité d'explosion durant le traitement d'injection de gaz chaud.

L‘incinérateur incluant le système de traitement des effluents gazeux peut être construit temporairement, directement sur le site.

La mise en œuvre de cette technologie peut inclure :

  • la préparation du site pour la mise en place des équipements;
  • la récupération des matières à traiter soit l’excavation des sols, des sédiments, des boues ou des déchets, dans le cas des matériaux solides;
  • le transport des matières à traiter est requis si le système d’injection de gaz chaud n’est pas aménagé sur le site;
  • la récupération et la gestion des matières traitées;
  • le démantèlement des installations et la remise en état du site.

La mise en place d’un incinérateur temporaire pour le traitement des gaz résiduels est sujette au respect de certaines lois et de certains règlements qui pourraient nécessiter l’obtention de permis ou d’autorisations.

Matériaux et entreposage

  • Les infrastructures pour l’aménagement des équipements de traitement;
  • L’opération d’un incinérateur requiert de l’oxygène ou un apport d’air suffisant des combustibles adaptés au type d’appareil de combustion et aux capacités de l’incinérateur.

Résidus et rejets

  • L’injection de gaz chaud génère du matériel résiduel, tel que des cendres résultant de la combustion. Il génère également des émissions gazeuses à la suite de la volatilisation des contaminants, mais celles-ci sont traitées par l’incinérateur;
  • L’incinération produit aussi des gaz de combustion qui doivent être traités avant d’être rejetés dans l’atmosphère.

Analyses recommandées dans le cadre d’une caractérisation détaillée

Analyses chimiques

  • La concentration des contaminants présents dans les matériaux

Essais recommandés dans le cadre d’une caractérisation détaillée

Essais physiques

  • Évaluation du débit d'injection de l'air
  • Évaluation des conditions d’opération (pression/extraction)

Autre information recommandée pour une caractérisation détaillée

Phase III

  • Le volume de sol à traiter

Applications

  • La technique d'injection de gaz chaud est spécialement conçue pour traiter les matériaux contaminés par des composés explosifs, tels que le trinitrotoluène, la cyclotriméthylènetrinitramine (Royal Demolition Explosive [RDX]), le trinitrophenyl-N-methylnitramine, le picrate d'ammonium (explosif jaune D), la poudre sans fumée (poudre blanche ou poudre B), et l'explosif gaz moutarde (H ou HD).
  • Les conditions de traitement dépendent des contaminants et du matériau traité;
  • Le traitement détruit complètement les contaminants.

Applications aux sites en milieu nordique

En raison des types de systèmes à mettre en place et de l’énergie requise pour leur opération, cette technologie semble peu applicable en milieu nordique. De même, l’opération de ce type de technologie demande un suivi rigoureux, réalisé par du personnel spécialisé qui pourrait ne pas être disponible dans ce type de milieu.

Type de traitement

Type de traitement
Type de traitementS’applique ou Ne s’applique pas
In situ
Ne s’applique pas
Ex situ
S’applique
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
Ne s’applique pas
Physique
Ne s’applique pas
Résorption
S’applique
Thermique
S’applique

État de la technologie

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

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
S'applique
Hydrocarbures aliphatiques chlorés
Ne s'applique pas
Hydrocarbures aromatiques monocycliques
Ne s'applique pas
Hydrocarbures aromatiques polycycliques
Ne s'applique pas
Hydrocarbures pétroliers
Ne s'applique pas
Métaux
Ne s'applique pas
Pesticides
Ne s'applique pas

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
Ne s’applique pas
3 à 5 ans
Ne s’applique pas
Plus de 5 ans
Ne s’applique pas

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

Aucune

Produits secondaires ou métabolites

  • Les émissions gazeuses issues de la volatilisation des contaminants sont recueillies et traitées par l’incinérateur. Les émissions provenant de l'incinérateur doivent également être analysées et traitées au besoin;
  • Lorsque des composés chlorés sont présents, il y a un risque de formation de dioxines et de furannes.

Limitations et effets indésirables de la technologie

Le design de la fournaise doit prévoir la possibilité d'explosion durant le traitement d'injection de gaz chaud.

Technologies complémentaires améliorant l’efficacité du traitement

  • Aucune

Traitements secondaires requis

L'importante quantité de composés qui peuvent être volatilisés durant l'injection de gaz chaud et l'incinération nécessite un suivi de la composition de l'air avant son rejet dans l'environnement.

Exemples d'application

Le site suivant fournit un exemple d'application :

Performance

Le United States Army Environmental Center subventionne plusieurs projets de démonstration. Durant ces essais, les matériaux prennent six heures à une température de 260 °C (500 °F) pour être décontaminés à un taux sécuritaire permettant d'en disposer.

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

  • S/O (niveau de démonstration)

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

Poussière

Ne s’applique pas

S. O.

Émissions atmosphériques/de vapeurs – sources ponctuelles ou cheminées

S’applique

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

Ne s’applique pas

S. O.

Air/Vapeur – sous-produits

S’applique

Surveillance des émissions (choix des paramètres, des types d’échantillons et du type d’intervention [fonction de la source, du risque ou des exigences locales])

Ruissellement

Ne s’applique pas

S. O.

Eau souterraine – déplacement (hydraulique)

Ne s’applique pas

S. O.

Eau souterraine – mobilisation chimique/géochimique

Ne s’applique pas

S. O.

Eau souterraine – sous-produits

Ne s’applique pas

S. O.

Accident/défaillance – dommages aux services publics

S’applique

Vérification des dossiers et obtention de permis préalables

Accident/défaillante-incendie/explosion (vapeur inflammable)

S’applique

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

Autre – manipulation des sols sédiments, boues ou déchets 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 : Josée Thibodeau, M.Sc, Conseil national de recherches

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

Date de mise à jour : 17 avril 2013

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