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1 REPUBLIQUE DU NIGER --------------------------- UNIVERSITE ABDOU MOUMOUNI FAC

1 REPUBLIQUE DU NIGER --------------------------- UNIVERSITE ABDOU MOUMOUNI FACULTE D’AGRONOMIE B.P: 10960-Tél : 20.31.52.37- Fax : 20.31.52.37 E-mail: fagrony@refer.ne --------------------------- NIAMEY-NIGER Département science du sol Exposé : dépollution des sols Groupe N°2 Liste des membres : 1. Amadou Mounkaila Yaou 2. Doulla Hima Abdoul-Aziz 3. Hassane Yacouba Amadou 4. Ibrahim Issaka 5. Moussa Falké Kabirou 6. Wanké Barmou Baraatou Thème : Traitement par voie thermique des sols et des sites pollués Chargé du cours : Pr Abdourahamane TANKARI DAN-BADJO Année Académique : 2020-2021 2 Table des matières Introduction ............................................................................................................................4 I. Incinération......................................................................................................................5 1.1. Définition .....................................................................................................................5 1.2. Principe de l’incinération : ...........................................................................................5 1.2. Matrice : sol .................................................................................................................6 1.3. Les types de polluants traités par l’incinération ...........................................................6 1.4. Les avantages et les inconvenants de l’incinération ......................................................6 1.6. Les coûts de traitement des polluants du sol par l’incinération ......................................6 II. Désorption thermique : ...................................................................................................7 2.1. Définition : ...................................................................................................................7 2.2. Principe : ......................................................................................................................7 2.3. Matrice : sol .................................................................................................................8 2.4. Types des polluants : ....................................................................................................9 2.5. Avantages et inconvénients : ........................................................................................9 2.6. Coût du traitement à l’hectare et pour un 1m2 ............................................................. 10 III. Vitrification................................................................................................................. 10 3.1. Principe ...................................................................................................................... 10 3.2. Matrice : Sol .............................................................................................................. 11 3.3. Types de polluants : ................................................................................................... 11 3.4. Avantages et Inconvénients ........................................................................................ 11 3.5. Coûts .......................................................................................................................... 12 IV. Pyrolyse ...................................................................................................................... 12 4.1. Principe ...................................................................................................................... 12 4.2. Matrice : Sol .............................................................................................................. 13 4.3. Types de polluants...................................................................................................... 13 4.4. Avantage et inconvénient ........................................................................................... 13 4.5. Coût ........................................................................................................................... 14 Conclusion ........................................................................................................................... 15 Références bibliographiques ................................................................................................. 16 3 Liste des figures Figure 1 : : schéma de dispositif d’un incinérateur (google.com ..............................................5 Figure 2 : Schéma de principe de la désorption thermique in situ. (BRGM,2010) ....................8 Figure 3 : Schéma du procédé de vitrification (Laradioactivite, 2021 .................................... 10 Figure 4 : Schéma du procédé de la pyrolyse (selectDEPOL.fr) ............................................ 13 Liste des tableaux Tableau 1 : présente quelques des avantages et inconvénients de l'incinération .......................6 Tableau 2 : présente les avantages et inconvénients de la désorption thermique ......................9 Tableau 3 : Avantages et inconvénient de la vitrification ...................................................... 11 Tableau 4 : Avantages et inconvénients de la pyrolyse .......................................................... 14 4 Introduction Les sols et les sites contaminés représentent un danger important pour l’Homme (inhalation, contact dermique avec les polluants ou contamination de la chaîne alimentaire), et pour l’environnement (infiltration des polluants vers la nappe phréatique). Pourtant, la prise de conscience sur la nécessité de contrôler et de traiter les sites et sols contaminés est relativement récente (Véronique et al., 2021). Les problèmes posés par la dispersion des polluants dans l’environnement suscitent l’intérêt de la communauté scientifique depuis maintenant de nombreuses années car la protection de l’environnement passe par la connaissance du devenir de ces polluants dans l’environnement et de leurs effets sur les écosystèmes (Dan-Badjo et al.,2014). Un sol et un site pollués présentent une pollution susceptible de provoquer une nuisance ou un risque pérenne pour les personnes ou l’environnement. Ainsi en matière de sites pollués, le traitement peut avoir pour objectif d’éliminer une source de pollution évidente ou de réduire à un niveau acceptable les risques engendrés par la pollution, c’est aussi d’un point de vue environnemental, la réduction des concentrations de contaminants pour rendre utilisable ces sols et sites pollués (Les et al., 2009). Il existe différentes techniques, plus ou moins efficace, pour la dépollution du sol, citant : traitement biologique, traitement physico-chimique et le traitement thermique. Cette dernière consiste à oxyder les polluants organiques, facilement convertibles en CO2 et H2O, par chauffage. D’une utilisation courante à ce jour, les méthodes thermiques représentent une option majeure dans les filières de décontamination ; ainsi dans le monde, pour près d’un tiers des sites et des sols pollués sont traités par ces méthodes, qui peuvent être appliquées sur le même site « on-site : ils consistent à excaver les terres ou les eaux polluées et à les traiter sur le site même » ou hors site appropriés « hors-site : ils supposent l’excavation/extraction du milieu pollué (déchets, terre, eau) et son évacuation vers un centre de traitement adapté (incinérateur, centre d’enfouissement technique, etc. » ; c’est le cas le plus fréquent. Les procédés du traitement thermique sont : l'incinération, la pyrolyse, la vitrification, la désorption thermique et la thermolyse (Algerienne and Et, 2021). Il est adapté aux sols contaminés par des composés organiques facilement oxydables et convertibles en CO2 et H2O. Il est nécessaire de procéder à une excavation des sols, un broyage et un tamisage avant le traitement thermique. L’objectif de notre exposé est le traitement thermique des sols et des sites pollués. 5 I. Incinération 1.1. Définition L’incinération est une méthode de traitement thermique des déchets qui consiste en une combustion (technologie et température variantes selon la nature du déchet) et un traitement de fumées. (Dictionnaire environnemental). 1.2. Principe de l’incinération : L’incinération est une des techniques de traitement les plus anciennes. Son principe repose sur une combustion aérobie (en présence d’air) dans un four où les températures sont importantes (870 à 1200°C) (colombano et al, 2010). La combustion aérobie permet de détruire les polluants organiques en vapeur d’eau, gaz carbonique et résidus de combustion (cendres). Généralement, l’incinération se décompose en deux phases : Une première chambre dans laquelle les polluants organiques sont résorbés et volatilisés (température > 400 °C), Une seconde chambre de combustion dans laquelle les polluants organiques sont détruits (température > 1 000 °C). Préalablement à l’incinération, les sols sont prétraités (tamisage, séchage …) ; seules les particules de quelques centimètres sont acceptées dans le four. Les composés gazeux et particulaires sont entraînés par un flux d’air et sont récupérés en vue d’un traitement. Le chlore, l’azote et le souffre (présents sous forme de HCl, NOx, et SOx) sont éliminés des rejets atmosphériques le plus souvent par neutralisation en solution alcaline. (RISER-Roberts, E. et al 1998) cité par (ALILI et AL, 2021). Figure 1 : : schéma de dispositif d’un incinérateur (google.com 6 1.2. Matrice : sol Les sols et les déchets pollués sont excavés et évacués vers un centre de l’incinération hors site. 1.3. Les types de polluants traités par l’incinération Les types de polluants traités par l’incinération sont : les polluants organiques (les hydrocarbures aromatiques polycycliques HAP, les produits Organiques Persistants (POP), les composés organiques volatils etc.) et les produits volatils non biodégradables (fioul, les huiles etc.), les solvants chlorés, les pesticides, HCl, NOx, et SOx, les cyanures, polluants métalliques (Fe, Pb, Zn, Cu) (Lacour, 2014) 1.4. Les avantages et les inconvenants de l’incinération Tableau 1 : présente quelques des avantages et inconvénients de l'incinération Avantages Inconvénients Réduction des volumes de déchets de 90% Formation de cendres, de résidus polluants Rapidité de traitement Problème des seuils de rentabilité pour les petites unités Pas de prétraitement (dans le cas des incinérateurs équipés de fours à grilles) Production d'énergie électrique peu efficace dans la plupart des cas Adaptation aux gros gisements Investissements élevés Coûts de fonctionnement en forte croissance Possibilité de récupérer et valoriser l'énergie Empêche toute inflexion de la politique des déchets Possibilité de récupérer les métaux Garantie de long terme Oppositions sociales croissantes (Source : Miquel et Poignant, 1999) 1.6. Les coûts de traitement des polluants du sol par l’incinération Les coûts de traitement comprennent les charges d'exploitation (personnel, assurance, etc.), les recettes (vente énergie, métaux) ainsi que l'amortissement des investissements. Les coûts de traitement des usines d'incinération d'ordures ménagères actuellement en fonctionnement varient sensiblement d'une unité à l'autre, selon les dates de mise en service, les choix d'équipement, de valorisation énergétique, de valorisation et d'élimination des sous-produits. 7 Une étude de l'ADEME présente des coûts de traitement d'environ 80 € la tonne de déchets incinérée pour l’année 2006. II. Désorption thermique : 2.1. Définition : Technique consistant en la dégradation des molécules des contaminants par l’effet de l’augmentation de la température. La désorption thermique est appliquée par l’injection de chaleur dans les sols (in-situ) ou dans un four (ex-situ) afin d’en extraire les contaminants volatils et semi-volatils (principe de volatilisation). (ROUDIER, 2005) 2.2. Principe : La technique de désorption thermique est appliquée par l’injection de chaleur dans les sols (in-situ) ou dans un four (ex-situ) afin d’en extraire les contaminants volatils et semi-volatils (principe de volatilisation). Ce principe est applicable de façon ex-situ, une fois les sols contaminés excavés, et in-situ, directement dans la zone de sols contaminés (Roudier, 2005). Le principe de désorption thermique ex-situ consiste à mettre les sols contaminés dans une unité de désorption (four) qui atteint des températures comprises entre 150 et 540°C. Ceci permet aux contaminants adsorbés aux particules du sol de s’en détacher et favorise la volatilisation des composés qui seront par la suite récupérés sous forme gazeuse. Le principe de désorption thermique in-situ, quant à lui, consiste à injecter de la vapeur dans la zone contaminée, à chauffer le sol par résistance électrique (courant électrique), à chauffer par micro-ondes ou encore avec un puits thermique (Roudier, 2005). 8 Figure 2 : Schéma de principe de la désorption thermique in situ. (BRGM,2010) 2.3. Matrice : sol Le procédé de désorption thermique in situ est surtout utilisé lorsque le venting uploads/Sante/ traitement-thermique-des-sites-polluants.pdf