Comparaison de différentes techniques d'échantillonnage en Finlande pour assurer la rentabilité

Highlights

  • Validation des différentes techniques d'échantillonnage 
  • Rentabilité des projets
  • Etude de la contamination des eaux souterraines

Situation

Hydrocarbures chlorés (PCE, TCE)

Source : Industrie métallurgique

Client : Gouvernement finlandais

Localisation : Finlande

La Finlande compte plus de 25 000 sites enregistrés et potentiellement contaminés. Le gouvernement finlandais a pour objectif d'étudier et de gérer ces pollutions. Pour atteindre son objectif ambitieux, des  connaissances et informations supplémentaires sont nécessaires. Environ 15 000 de ces sites doivent encore faire l'objet d'une étude concernant la pollution et les interventions potentielles. Il est estimé qu'environ 35 % d'entre eux pourraient présenter un risque potentiel.

Analyser et gérer ces sites au moyen de méthodes traditionnelles ? Le coût de cette opération est estimé à 4 milliards d'euros. Un coût énorme pour le gouvernement finlandais.

Une solution alternative est donc envisagée. C'est pourquoi le ministère finlandais de l'environnement a lancé le projet PASSIIVI. L'objectif du projet est d'étudier la contamination des eaux souterraines à l'aide d'échantillonneurs passifs.

Environnement :

- 20 % de ces sites sont situés dans ou à proximité d'une zone souterraine classée

- 12 % d'entre eux sont situés dans ou à proximité d'une zone littorale

- 3 % se trouvent à proximité d'une zone d'habitat protégé


Échantillonnage

Pour mesurer les flux d'hydrocarbures chlorés sur deux sites différents en Finlande, 12 échantillonneurs iFLUX ont été installés dans 6 piézomètres répartis sur les deux sites. Le projet a comporté 3 campagnes de mesure.  Chaque piézomètre a été équipé de deux échantillonneurs iFLUX. Les échantillonneurs étaient composés d'une cartouche pour mesurer le flux de contaminants et d'une cartouche pour le flux d'eau. Les échantillonneurs iFLUX ont permis d'évaluer les vitesses d'écoulement ainsi que les zones de propagation des contaminants. Ce faisant, des données fiables ont été fournies permettant de déterminer le risque de dispersion de la contamination avec plus de précision.

Les résultats obtenus au cours de cette étude d'un an ont été résumés dans un rapport. Ce rapport décrit toutes les possibilités et les caractéristiques d'iFLUX par rapport aux différentes technologies.

"iFLUX fournit des informations essentielles sur les dynamiques souterraines lorsque les alternatives reposent sur des hypothèses"

Challenges

Déterminer de manière plus rentable des données précises concernant la contamination des sols :

  • Valider les techniques passives d'échantillonnage
  • Détermination du risque de dispersion
  • Etablir la priorité des projets
  • Faisabilité économique

Solutions

iFLUX fournit des informations plus précises sur la dynamique de la contamination dans l'eau souterraine :

  • Possibilité de comparer les flux d'eau avec les données mesurées
  • Déterminer le risque de propagation des contaminants dans les eaux souterraines en mesurant leur mouvement
  • La plupart des pollutions agiles vers les zones à risque peuvent être traitées en priorité
  • Impact positif sur le coût grâce à un traitement plus ciblé

Résultats

L'épaisseur de la couche d'eau souterraine polluée était comprise entre 15 et 25 m. La longueur du panache était comprise entre 50 et 100 m. Pendant la première phase, les flux d'eau souterraine mesurés ont varié entre 6 et > 29 cm/jour. La distribution des flux de masse a pu être précisée et a été confirmée dans les trois campagnes de mesure. Les flux de masse les plus élevés ont été mesurés dans la partie peu profonde du piézomètre RHP20 et dans la partie profonde du RHP11 pour le tétrachloroéthène. Au cours de la deuxième phase, les flux de masse les plus élevés ont été mesurés dans la partie profonde du RHP16 pour le tétrachloroéthène, tandis que les flux peu profonds semblent avoir augmenté dans tous les piézomètres, sauf le RHP20. La troisième phase a montré un scénario comparable, sauf qu'un flux plus élevé a également été mesuré dans la partie peu profonde du RHP2. Les flux de trichloroéthène mesurés étaient environ 100 fois inférieurs pour les trois phases de mesures, ce qui suggère des conditions de biodégradation non optimales.

Dans l'étude comparative réalisée par les autorités finlandaises, les flux de masse ont été directement comparés aux résultats des analyses d'échantillons d'eaux souterraines prélevés juste avant et après l'exposition des échantillonneurs iFLUX. D'autres dispositifs d'échantillonnage passif ont été testés à d'autres endroits. Il convient de souligner que, comme le montrent les chiffres extraits de l'étude, ces données ne sont pas comparables puisque les concentrations fournissent des informations statiques à un moment donné tandis que les flux fournissent des informations sur la dynamique pour une période de mesure beaucoup plus longue. De plus, les concentrations obtenues par prélèvement d'eau dans les piézomètres sont généralement des moyennes pondérées par la contribution de chaque horizon intercepté par le filtre du piézomètre, alors que les mesures de flux fournissent des résultats de plus haute résolution, spécifiques aux horizons mesurés aux différentes profondeurs du filtre.


Figures : valeurs du flux de tétrachloroéthène (mg/m²/j) mesurées dans la partie profonde (pohja) et peu profonds (pinta) de chaque piézomètre dans les 3 phases, comparées aux mesures de concentration (µg/l) en bleu, en vert et en violet. La partie droite montre la lithologie et la profondeur relative des points de prélèvement d'eau souterraine et des mesures de flux.