De : Services publics et Approvisionnement Canada
L’élimination in situ fait généralement suite à des activités de dragage et d’excavation et est utilisée comme un moyen de contention des sédiments contaminés sur place. Il existe deux grandes options pour éliminer des sédiments contaminés in situ : les cellules de mise en dépôt aquatique confiné (MDAC) et les installations de confinement actif (ICA).
Les cellules de MDAC renvoient au recouvrement subaqueux de sédiments dragués et excavés, lorsqu’ils sont placés au sein d’une dépression naturelle ou artificielle et recouverts par des sédiments propres, des géotextiles ou des structures actives. Les dépressions artificielles sont causées par des activités historiques de forage minier ou de dragage, ou créées expressément pour les fins d’une cellule de MDAC.
Les ICA sont des structures de confinement qui sont construites dans les sédiments. Elles sont conçues pour entourer des sédiments hautement contaminés de parois rigides imperméables. Les sédiments contaminés sont protégés contre des perturbations qui pourraient causer leur remise en suspension dans la colonne d’eau; une occurrence qui s’accompagne d’autres options d’assainissement in situ (par exemple cellules de MDAC, recouvrement). Ces parois se prolongent dans les profondeurs des sédiments pour contenir les contaminants et offrir un appui structurel. Les parois s’étendent jusqu’à la surface, créant une capacité de contention des sédiments supplémentaires. Les matériaux utilisés dans les ICA sont habituellement des parois imperméables, comme des parois en palplanches et peuvent comprendre de multiples obstacles (par exemple doubles parois, blindage, remblais de sable) pour prévenir la libération des contaminants. Une fois comblées, les ICA sont recouvertes en utilisant des matériaux semblables aux matériaux de recouvrement classiques (voir le feuillet d’information pour Recouvrement – Sédiments). En général, les ICA offrent un niveau plus élevé de confinement que le recouvrement, mais moins de contrôle de l’environnement que l’enlèvement des contaminants. Une ICA peut être conçue pour s’étendre au-dessus du niveau de l’eau, offrant une zone supplémentaire pour des travaux de construction ou d’autres travaux; voir l’ICA du récif Randle (Hartman 2012) sous la rubrique des exemples d’application.
Les cellules de MDAC et les ICA se trouvent habituellement à proximité des zones draguées ou excavées, réduisant ainsi la nécessité de transporter des sédiments contaminés vers des installations d’élimination hors site. En outre, le traitement et l’élimination de sédiments contaminés dans la zone contaminée évitent le risque qu’une zone vierge puisse être touchée par la remise en suspension de contaminants associée au recouvrement dans un secteur non perturbé. Comme pour d’autres options en matière de traitement des sédiments in situ, la destruction et la perturbation de l’habitat associées à l’enlèvement des sédiments, à l’enfouissement et à la construction de cellules de MDAC ou d’ICA ont des répercussions sur la communauté benthique.
Les cellules de MDAC et les ICA permettent de consolider des matériaux hautement contaminés, réduisant ainsi l’empreinte globale d’un site contaminé et supprimant la nécessité de la transformation des contaminants et des voies d’exposition. L’enlèvement et le confinement de « points sensibles » (emplacements distincts de sédiments hautement contaminés) sur les sites où des niveaux environnants affichant de plus faibles niveaux de contamination par des sédiments pourraient être traités in situ représentent une situation fréquente où l’on pourrait envisager leur utilisation. Les risques associés aux cellules de MDAC sont semblables à ceux qui sont associés au recouvrement subaqueux (voir le feuillet d’information Recouvrement – Sédiments; cependant, il pourrait y avoir moins de restrictions au chapitre des utilisations futures des sites, comme la navigation sur la cellule (navires de plaisance et autres navires), car le changement de hauteur avec des cellules de MDAC est généralement inférieur à celui que l’on enregistre pour un recouvrement subaqueux. Les cellules de MDAC sont conçues pour être établies dans le profil existant du fond de l’environnement aquatique, tandis que le recouvrement subaqueux élève le profil du fond par la profondeur totale de la couche de recouvrement et par les sédiments qui se trouvent en dessous de cette dernière. Les ICA s’étendent habituellement vers les niveaux de surface ou au-dessus de ceux-ci, ce qui augmente l’empreinte de la zone terrestre environnante, mais qui a une incidence sur la profondeur navigable.
Les conditions au sein des cellules de MDAC et des ICA deviennent souvent anaérobies ou anoxiques. Le manque d’oxygène peut se traduire par la dégradation lente de contaminants comme le méthylmercure ou les BPC, mais peut conduire à la création et la libération de gaz au travers de la couche de recouvrement. Lorsque l’on s’attend à une quantité importante de libération de gaz, des évents peuvent être intégrés à la conception de la couche de recouvrement.
La surveillance est une partie importante de la mise en œuvre de la MDAC et de l’ICA. La surveillance de la construction est réalisée durant le placement des matériaux et des structures pour assurer l’exactitude des spécifications de la conception (par exemple épaisseur des bermes, emplacement de la structure, volume disponible pour le confinement des sédiments). Il est également nécessaire de réaliser une surveillance à long terme de l’intégrité et du rendement de la structure de confinement, ainsi que d’évaluer l’assainissement des sédiments contaminés confinés et le rétablissement de la communauté benthique.
Les sédiments contaminés sont dragués puis placés dans une dépression naturelle ou artificielle et recouverts comme il se doit. Le processus peut inclure les étapes suivantes :
Les sédiments contaminés demeurent sur place et sont isolés au moyen de structures de confinement. Le processus peut inclure les étapes suivantes :
Sans objet.
Remarques :
Il est recommandé de réaliser des essais géotechniques en laboratoire pour établir le comportement des sédiments et des matériaux de recouvrement.
Les courants, l’action des vagues et les profils des marées doivent être connus pour pouvoir estimer la perte potentielle de sédiments et de matériaux de recouvrement dans les eaux sus-jacentes. Il faut envisager de consulter un hydrologue, un hydrogéologue professionnel ou un ingénieur spécialisé dans l’environnement/les ressources hydriques pour élaborer un aperçu des conditions du site.
Les options d’élimination in situ s’appliquent le mieux dans les situations suivantes :
Les cellules de MDAC et les ICA ont des applications limitées dans les régions éloignées pour un certain nombre de raisons. La construction d’une cellule de MDAC ou d’une ICA exige un équipement approprié pour le dragage et le placement de la couche de recouvrement, ainsi que l’accès aux matériaux nécessaires pour la structure et le recouvrement de la cellule ou de l’ICA. Le processus de construction, de remplissage et de recouvrement d’une cellule de MDAC ou d’une ICA est également limité par la courte fenêtre temporelle au cours de laquelle on peut réaliser des travaux dans l’Arctique. En outre, la conception de la MDAC et de l’ICA doit tenir compte de processus comme l’érosion par la glace, qui sont communs dans les environnements côtiers de l’Arctique.
La surveillance de la cellule de MDAC ou de l’ICA après la phase de construction est également extensive, exigeant des mises à l’essai régulières de l’épaisseur de la cellule et des concentrations de contaminants. Le transport de l’équipement et de la main-d’œuvre nécessaires à la surveillance du site est coûteux et présente des difficultés d’ordre logistique.
Commentaires : Le temps requis pour achever les activités d’assainissement varie selon la portée du projet. Le volume de contaminants, la distance de transport requise (depuis le lieu du dragage jusqu’à l’emplacement de la cellule de MDAC) et l’utilisation ou la création d’une dépression sous-marine sont tous des facteurs qui influent sur le temps requis. La conception et la construction de l’ICA exigent des efforts importants, et il peut falloir des années avant que la structure ne soit construite et comblée.
Comme pour le recouvrement in situ, les cellules de MDAC réduisent rapidement les risques d’exposition à des contaminants des récepteurs écologiques, tout en favorisant l’assainissement à long terme des contaminants confinés. Il est nécessaire d’exercer une surveillance fréquente durant les six premiers mois, période durant laquelle des défaillances de la couche de couverture ont le plus de risques de se produire.
Tant que les contaminants demeurent sur place, il est nécessaire d’exercer une surveillance continue pour s’assurer de l’intégrité de la couche de couverture/de la structure active. Les paramètres de la surveillance comprennent l’intégrité de la cellule, le flux d’advection au travers de la cellule et la migration des contaminants. L’efficacité de la cellule de MDAC et de l’ICA doit faire l’objet d’une surveillance jusqu’à ce que tous les objectifs de l’assainissement aient été remplis, une surveillance plus fréquente étant exercée immédiatement après la fermeture, suivie d’une surveillance régulière et peu fréquente (par exemple annuelle). La surveillance doit comprendre la concentration des contaminants et les flux entourant la cellule de MDAC et l’ICA, de même que l’absorption benthique dans les zones voisines. La surveillance peut aussi inclure le rétablissement de la communauté benthique, des mesures étant prises pour évaluer l’abondance des principaux groupes taxonomiques et la diversité de la communauté benthique.
Des mécanismes de contrôle institutionnels seront requis pour limiter l’incidence des activités humaines dans le secteur. Parmi ces mécanismes figurent des limitations au développement de l’infrastructure ainsi qu’aux utilisations à des fins de navigation ou à des fins récréatives.
Il faut préparer et financer des plans de surveillance et d’entretien de la cellule de MDAC aussi longtemps que les risques associés aux contaminants perdurent (et possiblement « à perpétuité »).
Les sédiments confinés peuvent présenter des conditions anaérobies. La décomposition des composés organiques au sein de la cellule peut mener à la production de sulfure et de méthane. L’accumulation et la libération de gaz en dessous de la couche de couverture peuvent causer des fissures ou des lézardes qui peuvent altérer l’intégrité de la couche de couverture ou de l’installation de confinement.
Les cellules de MDAC peuvent comprendre des structures actives qui améliorent la robustesse et la stabilité physiques ainsi que la capacité de confinement. Comme pour le recouvrement, les couches de couvertures des cellules de MDAC peuvent être combinées avec des traitements biologiques, chimiques ou d’immobilisation, qui facilitent l’assainissement des sédiments contaminés.
Les ICA peuvent intégrer des options structurelles et mécaniques, comme des géotextiles et le blindage, pour améliorer le confinement et la stabilité structurelle. Les sédiments contenus peuvent être combinés avec d’autres techniques de traitement in situ (par exemple la biodégradation, l’oxydation chimique) comme moyen de traiter les sédiments contaminés.
Aucun traitement secondaire n’est requis si la cellule de MDAC ou l’ICA atteignent les objectifs de l’assainissement.
Il a été démontré que les cellules de MDAC et les ICA permettent de confiner de façon efficace les sédiments contaminés et de réduire les occurrences de rejets de contaminants dans l’étendue d’eau. Comme les cellules de MDAC et les ICA permettent principalement le confinement des sédiments ainsi que l’élimination des sédiments contaminés, contrairement au traitement, le rendement à long terme est relié au confinement soutenu et assuré par l’entremise d’une surveillance continue. Comme pour le recouvrement in situ, les cas de défaillance sont les plus fréquemment observés durant les six premiers mois après la fermeture. Dans certains cas, le rendement a été touché par l’interférence humaine. Par exemple, l’utilisation de turbines à hélice à proximité d’une cellule de MDAC s’est traduite par le déplacement des matériaux de recouvrement dans les sites qui affichaient des mécanismes de contrôle institutionnels mal maintenus.
La construction d’une cellule de MDAC ou d’une ICA s’accompagne d’une perturbation importante de la communauté benthique, de sorte qu’il faut éviter, si cela est possible, de placer une cellule de MDAC ou une ICA dans une zone comprenant des habitats sensibles. Les organismes et les habitats qui se trouvent sur le site d’une cellule de MDAC ou d’une ICA seront enlevés lors du dragage et de l’excavation ou, encore, enfouis avec le placement des sédiments. Les activités de construction pourraient se traduire par des changements dans l’apport en nourriture, la température et la composition chimique du milieu environnant, ce qui conduira inévitablement à un certain degré de mortalité benthique et de perte d’habitats.
Il faut étudier l’emplacement des structures en fonction de la présence d’espèces d’importance spéciale et d’habitats sensibles, qui tous deux devront être enlevés et relocalisés avant le début de la construction. Il convient d’évaluer l’ampleur des impacts sur les organismes benthiques et aquatiques, et d’étudier des méthodes susceptibles d’atténuer ces impacts. Parmi les exemples d’efforts d’atténuation figurent des changements au plan du projet (par exemple dimension temporelle et taux d’enlèvement des sédiments) et à sa conception (par exemple types de matériaux utilisés et méthodes de placement).
Déclencheurs des voies d’exposition (étapes de l’assainissement)
Milieu de résidence ou de transport
Voies d’exposition du public (sur place et hors site)
Surveillance, niveau des mesures et démarches d’atténuation
Empilement des matériaux utilisés pour le recouvrement
Poussière
Inhalation de particules
Couverture de l’empilement. Utilisation d’eau pour supprimer la poussière, le cas échéant. Utilisation d’équipement de protection individuel lors de la manipulation des matériaux.
Sédiments (ruissellement menant à une sédimentation des eaux de surface)
Ingestion d’eau potable; contact direct durant la baignade.
Couverture de l’empilement pour réduire au minimum le ruissellement. Surveillance des indicateurs visuels de l’érosion des sédiments (c’est-à-dire rigoles).
Remplissage de la cellule de MDAC et de l’ICA
Sédiments contaminés
Contact avec la peau, inhalation de contaminants volatils
Éducation du personnel concernant la sécurité et fourniture d’un équipement de protection individuel approprié et de matériel de protection (par exemple absorbants carrés), au besoin. Il convient d’éviter de manipuler des sédiments très secs si l’on veut réduire les risques d’inhalation de particules.
Installation d’une ICA ou d’une cellule de MDAC
Éviter l’utilisation de matériaux très secs pour la formation de la couche de recouvrement. Appliquer les matériaux de façon qu’ils aient un impact minime pour réduire la formation de poussière. Fournir au personnel de l’équipement de protection individuel pour prévenir l’exposition.
Fiche rédigée par :
Dernière mise à jour par : Ashley Hosier, Ing., Collège militaire royal
Date de mise à jour : 12 décembre 2016
