La phytostabilisationappliquée aux éléments traces

Alban GERNOT et Maxime BERNARDPrésentation réalisée dans le cadre de l’EC Documentation Anglais L2 STE

Crédit : ledevoir.com

Résumé des différents traitements de sites et sols pollués

EndiguementContaminants à faible volatilité, à faible profondeur• Isolation hydrique• Encapsulation• Vitrification

Traitement Ex SituContaminants à haute volatilité

• Séparation physique• Lavage du sols• Pyrométallurgie

Traitement In SituContaminants solubles à faible profondeur• Barrières réactives• Rincage du sols• Eletrocinétique

PhytoremédiationContaminants solubles à faible profondeur• Phytostabilisation• Phytoextraction• ...

(Traitement In Situ)

10 – 650 € / tonne

50 – 700 € / tonne

?(expérimental)

15 – 60 € / tonne

D’après C.N Mulligan et al. / Engineering Geology 60 (2001)

Classement 2010 des filières et techniques de traitement des sols pollués par tonnages décroissants

D’après ADEME, Ernst & Young,   « Taux d’utilisation et couts des différentes techniques et filières de traitement des sols et des eaux souterraines pollués en France », modifié

La phytorémédiation

D’après Institute for Green Energy & Clean Environment (IGECE), modifié

Objectif de la phytostabilisation

Contenir les polluants.

Diminuer la biodisponibilité des polluants.

Définition ADEME : Technique utilisant des plantes pour contenir ou immobiliser les polluants d’un sol contaminé

Dépollution Stabilisation

Crédit icône : Hélène Frérot et al.

La phytostabilisation

D’après Ken White, modifié

La phytostabilisation aidée-

L’ajout d’amendement

As Cu Cr Zn Pb

Phosphore - + + ++

Matières organiques +/- +/- ++ +/- +/-

Argiles + + ++ +

Alcalins - + - ++ +/-

Oxydes de Fer ++ +/- ++ + +

Oxydes de Manganèse

++ -

D’après J. Kumpiene et al. / Waste Management 28 (2008)

D’après Ken White, modifié

Amendements

Polluants

Les effets de la phytostabilisation

D’après Ken White, modifié

Les types de plantes en fonction de la valorisation

Valorisation Espèces préconisées

Bois-énergie Arbres et arbustres à croissance rapide et à forte biomasse, miscanthus

Accroissement biodiversité Végétation colonisatrice

Ecomatériaux miscanthus

Bioraffineries ou Méthanisation à la ferme Blé, maïs, tournesol

D’après l’ADEME, Tableau montrant l’association des filières de valoristaion et des espèces de plantes utilisées pour la phytostabilisation, modifié.

Poacées (seigle)Maïs Saules TTCRMiscanthus

Site de Fresnes sur Escaut

Photo du site de Fresnes sur Escaut à la fin de la réhabilitation

2

Crédit : 1 :cen-npdc.org 2: nordpasdecalais.vnf.fr

Historique :Terrain de dépôt de Voie Navigable de France (VNF)Dépôt de :- boues de curages - matériaux d’extraction (alluvions)→ Dépôt de sédiments

Les sédiments déposés contiennent des éléments traces.

Milieux atteints :Sédiments de surfaces

Étendue de la pollution : 1ha = 10 000 m2

Coût prévisionnel : 60k€

Objectif : Étude de l’efficacité et de la pérennité de la phytostabilisation aidée couplée à une valorisation biomasse bois-énerige.

Données : ADEME / INERIS Les phytotechnologies appliquées au sites et sols pollués

Terrain classique de dépot de sédiment

1

Cadmium Zinc Arsenic Plomb10

100

1000

10000 Concentration initiale (mg.kg-1 poids sec)

VDSS sans bruit de fond

VCI U.S.

VCI U.N.S.

Concentration initiale en éléments traces contenues dans le sol du site de Fresnes sur Escaut

Concentration (mg.kg-1 poids sec)

Données : ADEME / INERIS Les phytotechnologies appliquées au sites et sols polluésBRGM Gestion des sites (potentiellement) pollués

Choix des espèce végétales : la Canche cespiteuse

Taille : 30 à 150 cm

Ecologie : lieux humides

Sol :• Argileux• Calcaire• Sableux

Répartition :• Europe• Asie tempéré• Amérique boréale

Plante vivace (pérenne)

Résistante à l’arsenic

Peu résistante au Cadmium

Canche cespiteuse Crédit :InerisCanche cespiteuseCrédit : Rasbak

Saule cultive en Taillis Très Courte Rotation (TTCR) pour la valorisation bois-énergie

Salix vaminalis Crédit: Erick Dronnet

Origine Zones tempérées et subtropicales

Répartition: tous les continents sauf Antarctique et Australie

Croissance rapide

Système racinaire profond (2-3m)

Choix des espèce végétales : le Saule

Saule TTCRCrédit : ragt-energie.fr

Les différents amendements utilisable pour le site de la Fresnes sur Escaut

Polluant Amendements préconisés A éviter

Cadmium amendements minéraux basiques, oxyde de manganèse, oxyhydroxydes de fer

amendements acidifiants

Zinc phosphates, argiles, matériaux alcalins...

amendements acidifiants

Arsenic sels de fer, oxyhydroxydes de fer, d’aluminium, manganèse

phosphates, compost facilement minéralisable

Plomb phosphates matière organiques trop soluble

Tableau modifié présentant l’association des polluants avec des amendements. ADEME- Valérie Bert et al.

Source : Groupe de travail de la Dordogne sur les amendements minéraux basiques

Les amendements minéraux basiques en fonction du type de sols

Type de sol de Fresnes sur Escaut : Plutôt argilo-limaneux (apport de boues de curages)

chaux vivecarbonates pulvérisés

carbonate broyé

carbonate concassé ou brut

Sableux + +++ - -

Limoneux +++ +++ - -

Argileux +++ + - -

sols

Amende-ment

Processus de réhabilitation

Crédit photos : INERIS Rapport scientifique 2011/2012

Plantation de saules et d’herbacées (Fresnes sur Escaut )

Epandage de la chaux

Fraisage du sol

Plantation de la canche

(septembre 2011)

Crédit des icônes : ADEME / INERIS Les phytotechnologies appliquées au sites et sols pollués

Plantation des saules (Mars 2012)

Effets constatés • Mise en place naturelle d’une végétation colonisatrice• Mise en place d’espèce invasive (renouée du japon)

Travaux d’entretien • Taillis tout les 2 ou 3 ans des saules (TTCR)• Contrôle des concentrations en éléments traces dans les parties aériennes• Contrôle des plantes invasives (Renouée du japon) et défrichage• Mesure du rendement en biomasse des saules

Le site de la Fresnes sur Escaut aujourd’hui

Crédit : aile.asso.fr Crédit : terre-net.fr

Taillis TTCR

Renouée du japon

L’hydroseeding

+ + +

graines engrais Paille de bois(mulch)

eau

1

1

1

1: Crédit : Florian VINCENT,Rapport de stage L3 PRO Forêt (2012-13)

2 3 4

Crédit : 2 : madorre.blogspot.com 3 : emag.suez-environnement.com 4 : marignier.fr

Géofilet et Géonatte

Talus trop compacteet/ou trop pentu

Géofilet Géonatte

1

1

Crédit : 1 : Florian VINCENT, Rapport de stage L3 PRO Forêt (2012-13) 2 : anzemberg.re

2

Conclusion générale

Immobilisation des polluants

Utilisation

d’amen-dements

Utilisation de

plantes

La phytostabilisation

Bon marché

Augmente la fertilité

du sol

Polluants toujours

dans le sol(immobilisé)

Ecologique

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