Une nouvelle barrière réactive perméable pour l’assainissement in situ des eaux souterraines

Une barrière réactive perméable, ou « PRB », est un mur construit sous le sol pour nettoyer les eaux souterraines contaminées. Le mur est « perméable », ce qui signifie que les eaux souterraines contaminées peuvent traverser le PRB pour être traitées. Les matériaux réactifs qui composent le mur piègent les contaminants nocifs ou les rendent moins nocifs. L’eau souterraine traitée s’écoule de l’autre côté du mur. Le PRB est devenu une technologie prometteuse et durable d’assainissement in situ des eaux souterraines, qui présente les avantages de faibles coûts de maintenance, de la longévité du service et du traitement in situ d’une variété de polluants des eaux souterraines (par exemple, les métaux lourds, les polluants inorganiques et organiques).

Une configuration PRB appropriée est essentielle à la conception technique du PRB, qui doit être sélectionnée en tenant compte des conditions hydrogéologiques spécifiques au site et des caractéristiques du panache de contaminants. La configuration PRB la plus courante est la barrière réactive perméable continue (C-PRB). Cette configuration a une structure simple, une installation pratique, moins de perturbation du champ d’écoulement naturel des eaux souterraines et une faible sensibilité à la complexité du champ d’écoulement des eaux souterraines. Cependant, pour les sites avec une profondeur d’eau souterraine profonde et de grands panaches, l’application du C-PRB est limitée en raison de son coût élevé de construction et de matériaux.

Pour surmonter les lacunes du C-PRB, le professeur Hongtao Wang de l’Université Tsinghua, le Dr Tan Chen de l’Université Minzu de Chine et les membres de leur équipe ont proposé une configuration PRB innovante et durable, à savoir la barrière réactive perméable à convergence passive. (PC-PRB). Le PC-PRB est conçu pour faire converger le panache vers le PRB grâce à l’effet de décompression hydraulique passive-flux convergent. Le système de convergence passive des eaux souterraines (PC) correspondant est déployé en amont du système PRB, qui se compose de puits passifs, de conduites d’eau et d’une couche tampon. Cette étude intitulée « Barrière réactive perméable à convergence passive (PC-PRB) : une configuration efficace pour améliorer les performances hydrauliques » est publiée en ligne dans Frontières des sciences et de l’ingénierie de l’environnement.

Dans cette étude, l’équipe de recherche a développé un code hydrodynamique bidimensionnel (2D) à différences finies, intitulé PRB-Flow, pour examiner les paramètres de performance hydraulique (c’est-à-dire la largeur de captage (O) et le temps de séjour (t) du PC-PRB. L’équipe de recherche a trouvé la largeur de capture 2D horizontale (Oh) et la profondeur de capture 2D verticale (Ov) de la PC-PRB augmente remarquablement par rapport à celle de la barrière réactive continue (C-PRB). Les valeurs de croissance relative susmentionnées sont dans l’ordre supérieures à 50 % et 25 % dans cette étude de cas. Par conséquent, les dimensions géométriques du PRB ainsi que le coût des matériaux nécessaires pour un même traitement du panache diminuent. L’analyse de sensibilité révèle que les facteurs dominants influençant les performances hydrauliques du PC-PRB sont la longueur de la conduite d’eau (Lp), longueur PRB (LPRB), hauteur de puits passif (Hw), et hauteur PRB (HPRB). Le décalage entre les Oh du PC-PRB et celui du C-PRB (c’est-à-dire, ΔOh) a une faible corrélation avec les paramètres PRB et dépend principalement de Lp, ce qui pourrait simplifier considérablement la procédure de conception PC-PRB. Généralement, le PC-PRB proposé présente une configuration PRB efficace pour améliorer les performances hydrauliques.

Fourni par la presse de l’enseignement supérieur