&KDSLWUH,,, 0pWKRGRORJLHG¶pWXGHGHV GpFKHWV6 6 ...

&KDSLWUH�,,,

0pWKRGRORJLH�G¶pWXGH�GHVGpFKHWV�6�6��0RGpOLVDWLRQ�GXFRPSRUWHPHQW�j�OD�OL[LYLDWLRQ

&KDSLWUH ,,, � 0pWKRGRORJLH G¶pWXGH GHV GpFKHWV 6�6 � 0RGpOLVDWLRQ GX FRPSRUWHPHQW j OD

OL[LYLDWLRQ

$SLFKDW ,P\LP 937KqVH HQ 6FLHQFHV HW 7HFKQLTXHV GX GpFKHW � ��

,QVWLWXW 1DWLRQDO GHV 6FLHQFHV $SSOLTXpHV GH /\RQ

,,, 0pWKRGRORJLH�G¶pWXGH�GHV�GpFKHWV�6�6��0RGpOLVDWLRQ�GX�FRPSRUWHPHQW�j�OD�OL[LYLDWLRQ

,,,�� ,QWURGXFWLRQ

,,,�� +\SRWKqVHV GX PRGqOH

,,,�� (TXDWLRQV GX PRGqOH

,,,�� (TXDWLRQV GH ELODQ GH PDWLqUH

,,,�� 'DQV OH PRQROLWKH

,,,�� 'DQV OH UpVHUYRLU

,,,�� (TXDWLRQV GH ELODQ pOHFWULTXH

,,,�� $FWLYLWpV

,,,�� $SSOLFDWLRQ GX PRGqOH DX[ GpFKHWV VWDELOLVpV�VROLGLILpV

,,,�� (OpPHQWV FKLPLTXHV


,,,�� (TXDWLRQV GH ELODQ

,,,�� (TXLOLEUHV HQ VROXWLRQ

,,,�� 3DUDPqWUHV GX PRGqOH

,,,�� 3DUDPqWUHV SK\VLFR�FKLPLTXHV

,,,�� &RQGLWLRQV LQLWLDOHV

,,,�� 3DUDPqWUHV GHQWUpH j SDUWLU GHV WHVWV GH OL[LYLDWLRQ

,,,�� 5pVROXWLRQ QXPpULTXH

,,,�� 5pVXOWDWV GH VLPXODWLRQ

,,,�� &RQFOXVLRQV

,,,�� ,QWURGXFWLRQ

La méthodologie d’étude des déchets S/S comprend des tests expérimentaux(présentés dans le deuxième chapitre de ce mémoire) et un modèlemathématique pour la caractérisation du comportement à l’eau des matériaux.La modélisation et la simulation du comportement à la lixiviation des déchetsstabilisés permettent de prévoir le devenir des matériaux et leur impact surl’environnement dans un scénario de stockage/valorisation, à travers le temps.

Nous avons exposé dans le Chapitre I, consacré à l’étude bibliographique,les considérations générales sur les modèles existants. Ce chapitre est consacré à ladescription du modèle proposé : les hypothèses, la résolution, l’application et lavalidation.

Les objectifs de la modélisation du comportement à la lixiviation du termesource de la pollution imposent la prise en compte des facteurs environnementaux,par exemple les conditions de contact matériau/lixiviant et les caractéristiquesphysico-chimiques du lixiviat (composition, rapport solide/liquide, renouvellementetc.), on élabore ainsi les enveloppes de relargage à long terme dans les conditions


OL[LYLDWLRQ



définies par le scénario. C'est ainsi que le modèle que nous proposons assure unemeilleure prise en compte :

• de la complexité physico-chimique des espèces minérales suivies lorsde la lixiviation, notamment par la prise en compte des principalesréactions de dissolution/précipitation, complexation et acido-basiquesdans les pores

• de l’évolution physico-chimique et notamment de l’épuisementprogressif de la capacité acido-basique du matériau, dû à laprogression de la lixiviation

• du scénario : les rapports liquide/solide et les conditions durenouvellement du lixiviat.

,,,�� +\SRWKqVHV GX PRGqOH

La lixiviation d’un monolith peut être représentée par le schéma simplifié de laFigure 1.

4

�W�&

LH

�W�&L

9

z =h

z =0

σ

'

ε&L�]�W�

6L�]�W�] �

] K

�W�&L

�W�6L

(FKDQWLOORQ PRQROLWKLTXH SRUHX[

DYHF FRQFHQWUDWLRQV GHV VROXWpV�

➫ GDQV O ¶HDX GHV SRUHV &L�]�W�

➫ HQ SKDVH VROLGH 6L�]�W�

(OXDW GH YROXPH 9

DYHF FRQFHQWUDWLRQV GHV VROXWpV�

➫ HQ SKDVH OLTXLGH �W�&L

➫ VRXV IRUPH SUpFLSLWpH �W�6L

)LJXUH � � 3UpVHQWDWLRQ VFKpPDWLTXH GX PRGqOH

Le modèle est basé sur les hypothèses suivantes :

3RXU OD PDWULFH SRUHXVH �

Un monolith poreux de hauteur h et porosité ouverte ε est mis en contactavec une solution de lixiviation de volume V et avec une surface de contact σ. Le


OL[LYLDWLRQ



relargage est définie par le transport de nombreuses espèces chimiques i encoordonnées : distance dans la matrice z et temps t.

• La matrice est une masse homogène, saturée en eau et isotopique.

• La surface de contact n’évolue pas en temps.

• Le lixiviant ne passe pas à travers la matrice à cause de sa faibleperméabilité (il n’y a pas de percolation).

L’espèce chimique est présente sous forme immobile Si(z,t) et forme mobileCi(z,t) dans l’eau des pores.

• Le relargage d’un élément est du à deux processus : les réactionschimiques et la diffusion.

• Le processus de lixiviation ne modifie pas la microstructure del’échantillon ; le coefficient de diffusion est constant.

3RXU OH OL[LYLDQW �

• Le lixiviant est considéré parfaitement agité, donc sa composition esthomogène.

• Les lixiviats peuvent être stationnaires ou renouvelés (un débit Q ouun renouvellement séquentiel). La convection est le mécanismeprincipal de transport dans le réservoir. Le transfert de matière àl'interface monolithe/lixiviant est rapide si l'on compare au transportinterne dans la matrice.

Les mêmes espèces chimiques existent dans le lixiviant avec la

concentration �W�6L et �W�&L . La composition à l'entrée du réservoir est �W�&

LH .

3RXU OD PDWULFH HW OH OL[LYLDQW �

• Deux catégories d’espèces chimiques sont considérées :

- espèces avec solubilité limitée, dépendant le plussouvent du pH,

- espèces avec solubilité élevée, considérée nonlimitée par le contexte chimique des pores et du lixiviat.

• Les principaux équilibres physico-chimiques en solution sont pris encompte (précipitation/dissolution, complexation, acido-basiques).

• Les réactions qui ont lieu en solution sont considérées rapides etl’état d’équilibre chimique est atteint à tout moment. Dans les pores,le solide est en permanence en équilibre avec la solution des pores(équilibre local).


OL[LYLDWLRQ



• L'électroneutralité est assumée dans la solution aqueuse des pores etdans le lixiviant.


,,,�� (TXDWLRQV GH ELODQ GH PDWLqUH

Le modèle repose sur le principe de la conservation de la matière.

,,,�� 'DQV OH PRQROLWKH

Dans l’eau des pores l’accumulation d’un élément est due aux réactionschimiques et au transport par diffusion :

W

6

]

&'

W

& LLL

L

∂∂

−∂

∂=

∂∂

2

2

(III-1)

La disparition/apparition d’une phase solide est décrite par une équationcinétique simple :

=∂

∂

>=>−=∂

∂

QRQVLW

6

&&HW6VLRX6VL�&&�NW

6

L

HTLLLHTLL

LL

0

00(III-2)

Pour les espèces non réactives :

2

2

]

&'

W

& LL

L

∂

∂=

∂∂

(III-3)

Les conditions aux limites des équations de bilan de type (III-1) et (III-3) sont :

- à z = 0 : 0=∂∂]

&L

(flux nul)

- à z = h : �&&�N]

&'

LKLW

LL −=

∂∂

−

(flux de diffusion égal au flux transfère dans le lixiviat)

Dans ces équations :

L& = Concentration de l'espèce i sous forme mobile (mole/litre pores)


OL[LYLDWLRQ



LHT& = Concentration à l'équilibre thermodynamique de l'espèce i (mole/litre

pores)

L6 = Concentration de l'espèce i sous forme immobile (mole/litre pores)

L' = Coefficient de diffusion observé de l'espèce i (m2⋅s-1)

N = Constante cinétique (s-1)

WN = Coefficient de transfert de matière à la surface du matériau (m.s-1)

KL& = Concentration dans l¶eau des pores à l¶interface z=h (mole/litre pores)

Le coefficient de diffusion D est défini par : τ

= R''

où : 'R est le coefficient de diffusion moléculaire de l¶espèce dansun volume infini de l¶eau.

τ est la tortuosité.

,,,�� 'DQV OH UpVHUYRLU

• yyy

Le bilan de masse, dans le volume 9 du lixiviat, s'écrit :

�&&�9

4

GW

G6�&&�

9

N

GW

G& LH

L

L

LKL

WL −−−−σ⋅= (III-4)

=

>=>−=

QRQVLGW

G6

&&HW6RX6VL�&&�NGW

G6

L

LHTL

L

L

LHTL

L

0

00(III-5)

avec

9 = Volume de la solution de lixiviation (m3)

4 = Débit de la solution de lixiviation (m3/s)

WN = Coefficient de transfert de matière à la surface du matériau (m.s-1)

σ = Surface d'échange (m2)

KL& = Concentration dans l¶eau des pores à l¶interface z=h (mole/litre)

L& = Concentration dans la solution de lixiviation (mole/litre)


OL[LYLDWLRQ



LH& = Concentration dans le lixiviant à l'entrée du réservoir (mole/litre)

Le flux relargué par le matériau est calculé ici par rapport à la surface depores ouvertes σ , avec

6J⋅ε=σ (III-6)

où 6J est la surface géométrique de l’échantillon.

,,,�� (TXDWLRQV GH ELODQ pOHFWULTXH

Dans une solution, le nombre total des charges positives doit être égal à celui descharges négatives. La condition d’électroneutralité s’écrit :

�&=��&=�

P

M

MM

Q

L

LL ∑∑ ⋅=⋅ (III-7)

avec ML =�= : charge électrique du cation i et de l’anion j

ML &�& : concentration du cation i et de l’anion j

n : nombre des cations

m : nombre des anions

,,,�� $FWLYLWpV

L’eau des pores est une solution saturée par rapport aux phases solides constituant lematériau. La force ionique étant élevée, les constantes thermodynamiques deséquilibres chimiques en fonction des activités des composés doivent êtreconsidérées.

L’activité est reliée à la molarité par l’expression suivante :

LLL &D γ⋅= (III-8)

où ia = activité de l’ion i

L& = concentration de l’ion i

iγ = coefficient d’activité de l’ion i

Nous avons choisi le modèle d’activité de Debye-Huckel. Dans ce modèle,le coefficient d’activité se calcule à 25°C selon [104]:


OL[LYLDWLRQ



,��

,�=��ORJ

L

LL

α+=γ−

328101

50850 (III-9)

avec : =L = charge électrique de l’ion i

αL = diamètre effectif de l’ion i hydraté (Angstrom, A°)

, = force ionique qui se définit par :

∑=

⋅⋅=Q

L

LL =&,

1

2

2

1 (III-10)

Ce modèle d’activité a été choisi pour sa facilité d’utilisation. Cependant,son application est limitée à des forces ioniques relativement faibles, inférieures à0.1 molal [90]. pour les matériaux étudiés, cette condition n’est pas toujoursrespectée ce qui peut être une source d’erreurs pour notre modèle.

,,,�� $SSOLFDWLRQ GX PRGqOH DX[ GpFKHWV VWDELOLVpV�VROLGLILpV

,,,�� (OpPHQWV FKLPLTXHV

Un matériau à base de ciment contient :

• comme éléments majeurs, les alcalins, du calcium, du silicium etparfois des chlorures (endogènes ou ajoutés),

• comme polluants, différents éléments en quantités faibles, parexemple du plomb, du zinc, de l’arsenic etc.

Les éléments majeurs et les solides les plus solubles déterminent lescaractéristiques de l’eau des pores. Cependant, les phases solides considérées dans lemodèle sont

- des sels solubles de sodium et de potassium

- deux corps solides peu solubles {Ca(OH)2, Pb(OH)2}

Les équilibres pris en compte dans le modèle sont :

3UpFLSLWDWLRQ�GLVVROXWLRQ

−+ +↔ �DT��DT��V� 2+&D�2+�&D 222

22

2 �D��D�.2+&D

�2+�&DVS −+ ⋅= (III-11)

−+ +↔ �DT��DT��V� 2+3E�2+�3E 222

22

2 �D��D�.2+3E

�2+�3EVS −+ ⋅= (III-12)


OL[LYLDWLRQ



&RPSOH[DWLRQ

−−+ ↔+ �DT��DT��DT�@�2+�3E>2+3E 3

2 33

2

33

�D��D�

D.

2+3E

�2+�3E@�2+�3E>

I−+

−−

⋅= (III-13)

'LVVRFLDWLRQ GH O¶HDX

−+ +↔ 2+2+2+ 322 �D��D�.2+2+Z −+ ⋅=

3(III-14)

La solution contient donc les ions solubilisés ;

• les cations : Ca2+, Pb2+, Na+, K+

• les anions : Pb(OH)3-, OH- et Cl-

Dans l’eau des pores et dans le lixiviat ayant le pH très basique, le plombne se présente que sous forme ionique Pb(OH)3

-. En effet dans une solution à pH=10l’espèce Pb(OH)3

- représente 98 % du plomb total dissous.


Les système d’équations différentielles du modèle est présenté dans l’annexe 0.

,,,�� 3DUDPqWUHV GX PRGqOH

La résolution numérique du modèle nécessite la connaissance d'un certain nombre deparamètres que nous avons classé en :

• Paramètres physico-chimiques

• Conditions initiales

,,,�� 3DUDPqWUHV SK\VLFR�FKLPLTXHV

• les constantes d’équilibre physico-chimique

Les valeurs des constantes d’équilibre physico-chimique sont rassemblées dans leTableau 1.

Etant donnée que la solution des pores de la matrice de ciment contient de forteteneur en alcalins, le produit de solubilité moyen de la portlandite dans solutionsalcalines (-logKsp=5.19±0.04 [105]) a été utilisé au lieu de celui dans l’eau pure (-logKsp=5.33 [106]).


OL[LYLDWLRQ



• les conditions d’écoulement du lixiviat (le volume, le débit et lerenouvellement du lixiviat)

• les paramètres physiques du monolithe (surface d'échange, porosité,volume).

• les coefficients de diffusion L' (inconnus à priori). Des corrélations

existent dans la littérature pour l’estimation des coefficients dediffusion [14].

• les coefficients de transfert WN : LWN � P�V��

• les constantes cinétiques N � NL � V��

Les valeurs de kt et k ont été déterminées par des simulations avec lacondition de transfert très rapide respectivement de cinétique très rapide (la valeurde kt et k ne doit pas influencer le résultat de simulation).

(TXLOLEUH . &RQVWDQWH 5pIpUHQFH−+ +↔ 2+2+2+ 322

Z. �� × �� >��@

−+ +↔ �DT��DT��V� 2+&D�2+�&D 222 2�2+�&D

VS. ��×�� >��@

−+ +↔ �DT��DT��V� 2+3E�2+�3E 222 2�2+�3E

VS.

��×��

�×��

��×��

��×�� j ��×��

>��@

>��@

>��@

>��@

−−+ ↔+ �DT��DT��DT� @�2+�3E>2+3E 32 3 −

3�2+�3E

I. ��×�� >��@

7DEOHDX � �&RQVWDQWHV G¶pTXLOLEUH FLQpWLTXH

,,,�� &RQGLWLRQV LQLWLDOHV

La résolution numérique du modèle nécessite comme conditions initiales :

• les quantités disponibles lixiviables de toutes les espèces considérées

• les concentrations initiales dans la matrice et dans le lixiviant desespèces considérées ��Wj6HW6�&��&

LLLL =

• les concentrations des espèces dans le lixiviant à l’entrée du réservoir

( LH& )


OL[LYLDWLRQ



,,,�� 'pWHUPLQDWLRQ GHV SDUDPqWUHV GX PRGqOH

Les paramètres du modèle sont obtenus à partir des résultats des tests de lixiviationprésentés dans Chapitre II (cf. § II.4). Ils sont rassemblés dans le Tableau 2.

La quantité disponible lixiviable est la quantité d'une espèce qui pourraêtre solubilisée et susceptible d'être relarguée dans l'environnement lors du contactavec le lixiviant jusqu’à ce que son épuisement soit atteint.

Pour les espèces peu solubles, deux approches expérimentales ont étémises en place pour la détermination de cette quantité.

• la quantité maximale extraite dans des conditions extrêmes de pH lorsdu test IpH,

• la fraction maximale mobilisable lors du test FMM par extrapolationdes courbes vers L/S infini.

Ces quantités exprimées en mg/kg du matériau sec sont converties en raison de leurutilisation dans les simulations sous forme de concentration en mol/L de l’eau despores, selon le quotient ci-dessous :

��3RURVLWpDWRPLTXH0DVVH

��NJ�PpFDQWLOORQOGHYROXPLTXH0DVVH�PJ�NJ�H[WUDLWHPD[LPDOH4XDQWLWp�PPRO�/�6R

�

×××= (III-15)

7\SH GH SDUDPqWUH 3DUDPqWUH 7HVW

&DUDFWpULVWLTXH SK\VLTXH

6XUIDFH GH PDWULFH

+DXWHXU GH VROLGH

9ROXPH GH OL[LYLDQW

3RURVLWp GX EORF

7/0

&$(

&RHIILFLHQW GH GLIIXVLRQ

&RHIILFLHQW GH GLIIXVLRQ GH &D��

&RHIILFLHQW GH GLIIXVLRQ GH 3E��

&RHIILFLHQW GH GLIIXVLRQ GH 3E�2+��

&RHIILFLHQW GH GLIIXVLRQ GH 1D�� .�

&RHIILFLHQW GH GLIIXVLRQ GH &O�

7/0�

PRGqOH

>&D�2+��@ VRXV IRUPH VROLGH

>3E�2+��@ VRXV IRUPH VROLGH,S+ �)00�

4XDQWLWp GLVSRQLEOH

OL[LYLDEOH>1D�@�>.�@ GDQV OHDX GHV SRUHV

>&O�@ GDQV OHDX GHV SRUHV(3

7DEOHDX � � (VWLPDWLRQ GHV SDUDPqWUHV GHQWUpH GX PRGqOH j SDUWLU GHV WHVWV GH

OL[LYLDWLRQ

Pour déterminer la quantité disponible des éléments solubles en mol/L, onutilise le test EP. Le rapport L/S que l'on trouve dans le monolithe est équivalent à laCAE (Capacité d'Absorption en Eau), c'est à dire le rapport du volume d'eau présent


OL[LYLDWLRQ



dans la matrice saturée en eau sur la masse sèche du solide. Il suffit doncd'extrapoler les résultats du test EP à un rapport L/S égal à la CAE du monolithe.

Les coefficients de diffusion des espèces considérées sont obtenus parajustement des résultats de simulation sur les données expérimentales du test delixiviation dynamique TLM. Les valeurs des coefficients de diffusion retenues sontcelles qui permettent la meilleure concordance entre les points expérimentaux etsimulés.

Faute de connaissances approfondies de la spéciation chimique du plombdans une matrice de ciment, la prise en compte des valeurs théoriques des constantsd’équilibre risque de fausser les résultats de simulation par rapport aux conditionsexpérimentales. L’utilisation des données expérimentales de solubilité du plomb enfonction du pH obtenues à partir des résultats des tests IpH, EP et FMM (cf. § II.4.4)semble plus adéquate.

,,,�� 5pVROXWLRQ QXPpULTXH

La résolution du système d’équations différentielles présenté dans l’annexe 0 a étéfaite en MATLAB (Licence n° 173541).

L’utilisation d’un solveur d’équations différentielles (dans notre casode15s) nécessite la discrétisation de la variable espace. Un schéma explicite à étéutilisé :

211

2

2 2

�]�

&&&

]

& MMMM

∆

+−=

∂

∂ +−

Le système d’Equations Différentielles à dérivées Partielles se transformeainsi en un système d’Equations Différentielles Ordinaires. Le solveur utilise un pasde temps variable et la méthode de Gear pour la résolution d’un système d’EquationsDifférentielles Ordinaires [109].

,,,�� 5pVXOWDWV GH VLPXODWLRQ

La résolution du modèle permet de déterminer dans l'eau des pores et dans lelixiviat :

• les profils de concentration globale des espèces solubles dans l’eaudes pores �W�]�& et dans le lixiviat �W�&

• la spéciation à chaque endroit dans la matrice et dans le lixiviat


OL[LYLDWLRQ



• l’évolution des phases solides dans la matrice �W�]�6 et dans lelixiviat �W�6

Nous présentons ici un exemple de simulation avec des paramètres fictifsafin d’obtenir, d’une manière qualitative, les profils de concentration. Le scénarioenvisagé est figuré dans la Figure 1 : une matrice de ciment est mise en contact parune seule face avec de l’eau déminéralisée dont le débit d’entrée/sortie est nul etsans renouvellement. Les paramètres d’entrée du modèle tels que les concentrationsinitiales dans l’eau des pores et les quantités lixiviables ont des valeurscaractéristiques pour une pâte de ciment.

Les graphiques suivants représentent respectivement l’évolution du pHdans la matrice et dans le lixiviat (Figure 2-Figure 3), l’évolution de la concentrationd’une espèce soluble (tels que Na, K et Cl) dans le solide et dans le lixiviat (Figure4-Figure 5), l’évolution de la concentration d’une espèce peu soluble (tels que Ca etPb) (Figure 6-Figure 7) et l’évolution de sa quantité sous forme solide dans lamatrice et dans le lixiviat (Figure 8-Figure 9).

On remarque que l’évolution du pH est liée à l’évolution de laconcentration des espèces solubles : lorsque la concentration des alcalins diminue, lepH diminue et se stabilise à un pH d’environ 12.5 qui correspond du pH de ladissolution de la portlandite (Figure 2 et Figure 4). En considérant la concentrationd’un élément peu soluble (exemple le Ca :Figure 6), on observe qu’elle augmentedans l’eau des pores lorsque le pH diminue, ce qui est en accord avec la chimie ducalcium.

D’après la Figure 6, la diffusion des ions doit avoir lieu du front dedissolution vers l’extérieur et vers l’intérieur de la matrice (Figure 8). Deux zonespeuvent être distinguées : une zone où le solide est en équilibre avec l’eau des poreset une zone de dissolution totale vers la surface de la matrice. Le phénomène dereprécipitation est observé au sein de la matrice à cause de la diffusion versl’intérieur du solide où le pH est plus élevé. Cette précipitation dite secondaire a étéobservée au cours de la dégradation d’une pâte de ciment [95]. Elle est uneconséquence de l’équilibre local de dissolution.

&KDSLWUH ,,, � 0pWKRGRORJLH G¶pWXGH GHV GpFKHWV 6�6 � 0RGpOLVDWLRQ GX FRPSRUWHPHQW j OD OL[LYLDWLRQ



)LJXUH � �(YROXWLRQ GX S+ j O¶LQWpULHXU

G¶XQH PDWULFH OL[LYLpH

)LJXUH � � (YROXWLRQ GX S+ GDQV OH OL[LYLDW

)LJXUH � �(YROXWLRQ GH OD FRQFHQWUDWLRQ

G¶XQH HVSqFH VROXEOH j O¶LQWpULHXU G¶XQH

PDWULFH OL[LYLpH �L�H� 1D�� .��

)LJXUH � � (YROXWLRQ GH OD FRQFHQWUDWLRQ

G¶XQH HVSqFH VROXEOH GDQV OH OL[LYLDW

)LJXUH � �(YROXWLRQ GH OD FRQFHQWUDWLRQ

G¶XQH HVSqFH SHX VROXEOH j O¶LQWpULHXU

G¶XQH PDWULFH OL[LYLpH �L�H� &D��

)LJXUH � � (YROXWLRQ GH OD FRQFHQWUDWLRQ

G¶XQH HVSqFH SHX VROXEOH GDQV OH OL[LYLDW


OL[LYLDWLRQ



)LJXUH � �(YROXWLRQ GH OD TXDQWLWp G¶XQH

HVSqFH SHX VROXEOH VRXV IRUPH VROLGH j

O¶LQWpULHXU G¶XQH PDWULFH OL[LYLpH �L�H�

&D�2+��

)LJXUH � � (YROXWLRQ GH OD TXDQWLWp G¶XQH

HVSqFH SHX VROXEOH VRXV IRUPH VROLGH

GDQV OH OL[LYLDW


OL[LYLDWLRQ

107

Les principaux mécanismes de relargage des éléments considérés sont ainsipris en compte par le modèle.

Les résultats de simulation peuvent être comparés aux résultatsexpérimentaux du test TLM : concentration des espèces en mmol/L en fonction dutemps pour chaque renouvellement du lixiviat. Cela permet de juger de la validité dumodèle d'un point de vue quantitatif.

,,,�� &RQFOXVLRQV

La modélisation du comportement à la lixiviation des polluants contenus dans undéchet stabilisé/solidifié par liants hydrauliques repose sur deux principauxphénomènes : les réactions chimiques et le transfert de matière. C’est ainsi que lemodèle proposé assume :

• La prise en compte du pouvoir basique du matériau assure une bonnesimulation du comportement des polluants (métaux lourds) dont lasolubilité dépend beaucoup du contexte chimique local. Avec laconsidération du transport dans le système poreux, cela caractérise leterme source (le matériau).

• L’utilisation des données des scénarios environnementaux par la priseen compte des équilibres physico-chimiques et du transfert dematière à l’extérieur du matériau (le lixiviat).

Le modèle, tenant compte des constituants principaux d’un déchet S/S etdes polluants présents peut être résolu si l’on connaît un certain nombre deparamètres physico-chimiques. Ces paramètres sont fournis par les tests delixiviation proposés.

Le modèle d’activité a été combiné avec le modèle chimique. Ce faitpermet de mieux prendre en compte des propriétés d’une solution réelle et ce quirend le résultat de simulation plus correct.

Le modèle pourra donc être utilisé pour décrire les mécanismes derelargage de polluants et pour prédire le comportement à la lixiviation à long termed’un déchet S/S.

La résolution numérique permet de saisir certains résultats de simulationqui peuvent être comparés avec les résultats expérimentaux afin de valider lemodèle. Nous proposons donc l’application du modèle aux déchets synthétiquesétudiés afin de valider le modèle dans le chapitre suivant.

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