De : Services publics et Approvisionnement Canada
L’injection d’air chaud est une technologie de réhabilitation in situ qui s’applique au niveau de la zone vadose du sol et permet d’augmenter la température du milieu afin de favoriser la volatilisation des contaminants organiques. L’injection d’air chaud permet l’enlèvement des composés organiques volatils et semi-volatils (solvants, certains pesticides et certains hydrocarbures pétroliers) présents en phases résiduelle et libre. Les composés organiques qui sont volatilisés sont récupérés par un système d’extraction des vapeurs, installé au pourtour des puits d’injection d’air chaud, puis acheminés vers un système de traitement. L’injection d’air chaud est particulièrement efficace dans les sols homogènes ayant une perméabilité et une conductivité hydraulique élevées.
La majorité des composés organiques volatils nécessitent l’injection d’air chaud à une température entre 50 °C et 100 °C, mais certains cas spéciaux peuvent nécessiter l’atteinte de températures au-dessus de 120 °C.
Un système d’injection d’air chaud comprend l’installation d’un réseau de puits, de tranchées, de drains perméables ou d’autres structures permettant d’injecter de l’air dans la zone vadose. Le réseau de puits d’injection est conçu pour que toute la zone à traiter soit aérée et nécessite que la zone d’influence de chaque puits se chevauche. Lorsque de l’air est injecté, des points de surveillance sont installés pour s’assurer qu’il n’y a aucune migration de vapeur nocive. Des compresseurs ou des ventilateurs à air sont utilisés pour injecter l’air sous pression.
L’air et les vapeurs qui sont extraits sont généralement soumis à un traitement avant d’être rejetés dans l’atmosphère. Les vapeurs du sol sont généralement humides, la vapeur extraite est souvent dirigée vers un séparateur gaz-liquide connecté au système d’extraction et au système de traitement des vapeurs. 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 :
La mise en place du système pourrait mener à la gestion de sols contaminés résultant des activités de forage ou d’excavation. Dans ce cas, ces sols doivent être éliminés hors site.
Les déchets générés sont infimes et dépendent des types de contrôle des émissions atmosphériques utilisés. Le traitement des vapeurs extraites est généralement requis avant leur rejet dans l’atmosphère. Les systèmes de contrôle des émissions atmosphériques les plus courants utilisent du charbon actif granulaire ou un procédé d’oxydation (avec ou sans catalyseur). Les sorbants de traitement de l’air utilisés peuvent devoir être récupérés ou éliminés hors site de manière périodique.
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 sur le terrain sont recommandés afin d’évaluer l’efficacité de cette technologie et de déterminer le schéma d’installation des puits d’injection, le rayon d’influence des puits d’injection, la température d’injection, le débit d’injection ainsi que le design d’un système d’extraction des vapeurs adapté aux conditions spécifiques du site.
L’injection d’air chaud n’est pas toujours appropriée dans les régions éloignées qui n’ont pas facilement accès aux services publics ou à de la main-d’œuvre locale pouvant assurer le fonctionnement et l’entretien du système. Le froid extrême peut nuire à la volatilisation des composés se trouvant à faible profondeur, mais la température des sols plus profonds est relativement constante tout au long de l’année. Les systèmes nordiques ont généralement besoin de techniques adaptées au climat, tenant compte notamment du gel profond du sol, des changements saisonniers de conditions du sol et des longues périodes sans intervention de l’exploitant du système, sans ravitaillement en carburant et sans enlèvement des sorbants.
Aucune
L’injection d’air n’est pas une technique destructive, elle ne génère aucun produit secondaire, car les contaminants sont transférés de la phase aqueuse à la phase gazeuse.
L’efficacité du traitement peut être accrue par l’ajout de la fracturation du sol pour augmenter la circulation d’air et la perméabilité des sols (fracturation hydraulique ou pneumatique), ou en scellant la surface du sol pour éviter le «?court-circuitage?».
La technique d’injection d’air chaud est efficace uniquement lorsqu’il est possible d’assurer l’écoulement de l’air dans le sol. Afin d’étendre leur efficacité en dessous de la nappe phréatique, il est possible de renforcer ces techniques au moyen de méthodes d’assèchement ou de barbotage (injection d’air sous la nappe phréatique pour oxygéner les eaux souterraines ou extraire les contaminants de la zone saturée afin de les transporter vers la zone non saturée dans un courant de bulles). Les technologies de restauration biologique in situ telles que la biostimulation sont complémentaires à la technique d’injection d’air chaud lorsque la température atteinte est inférieure à 40 °C.
L’injection d’air chaud doit être combinée à un système d’extraction et de traitement des vapeurs.
Les sites suivants fournissent des exemples d’application :
Plusieurs données concernant la performance de la technologie d’injection d’air chaud in situ sont disponibles sur l’Internet. Par exemple, un rapport traitant de différentes technologies de traitement thermique fournit des données concernant une contamination au trichloroéthène et au carburéacteur (jet fuel). Dans ce cas précis de réhabilitation d’un site situé à Ottawa (Canada), cette technologie combinée à un traitement d’extraction de vapeur a été efficace pour réduire la contamination en carburéacteur pouvant atteindre 23 000 mg/kg, à des concentrations variant de non détectable à 215 mg/kg pour un volume de 200 m3 de sol, en 90 jours (U.S.A. EPA,1997).
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 d’air, 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 (hydraulique)
Eau souterraine— mobilisation chimique/géochimique
Eau souterraine— sous-produits
Accident/défaillance — dommages aux services publics
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 : Mahaut Ricciardi-Rigault, M.Sc., MCEBR
Mise à jour par : Josée Thibodeau, M.Sc, Conseil national de recherches
Date de mise à jour : 1 mars 2008
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
