FR2888134A1 - Dispositif de traitement de sol et procede de mise en oeuvre en dessalage et/ou depollution - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif (1,100) de traitement de sol (S, S0, Sa, Sb, Sc) comprenant un conteneur (5 ; 500, 50a, 50b, 50c) pour sol (S, S0, Sa, Sb, Sc) comportant une face ouverte (5A ;50A, 51, 52, 53) et une face fermée (7 ; 700, 70a, 70b, 70c) poreuse,le dispositif (1,100) comportant une anode (4,40), susceptible d'être au moins en partie mise en contact avec dudit sol (S, S0, Sa, Sb, Sc),le dispositif (1,100) comportant une cathode (3,30), susceptible d'être au moins en partie mise en contact avec la face fermée (7 ; 700, 70a, 70b, 70c) ,un champ électrique étant susceptible de circuler entre la cathode (3,30) et l'anode (4,40) à travers une partie dudit sol (S, S0, Sa, Sb, Sc) et la face fermée (7; 700, 70a, 70b, 70c).L'invention concerne aussi un procédé de traitement de sol (S, S0, Sa, Sb, Sc) de préférence subaquatique utilisant ledit dispositif, ledit traitement étant de préférence une dépollution et/ou un dessalage.

Description

DISPOSITIF DE TRAITEMENT DE SOL ET PROCEDE DE MISE EN

UVRE, EN DESSALAGE ET/OU DEPOLLUTION L'invention concerne un dispositif de traitement de sol. L'invention concerne aussi un procédé de mise en oeuvre d'un tel dispositif, le plus souvent pour un traitement, généralement de dessalage et/ou de dépollution, d'un sol généralement subaquatique.

Dans ce qui suit, un sol subaquatique vise aussi bien un sol recouvert par une étendue d'eau douce qu'un sol recouvert par une étendue d'eau salée. De préférence, ledit sol est un sol ayant été mis en contact avec de l'eau salée.

Habituellement, les sols constituant les fonds des bassins de voies navigables et/ou de cours d'eau sont nettoyés par des techniques de curage qui consistent essentiellement en des aspirations des fonds vaseux.

Malheureusement, cette opération a souvent pour conséquence la mise en suspension de sédiments qui reposent sur les fonds. Il peut aussi arriver que ces sédiments soient envoyés, le plus souvent par pompage, au large. Quand ces sédiments sont particulièrement pollués, il peuvent présenter un risque de contamination de l'eau et avoir pour conséquence une dégradation, voire une destruction, de la faune et de la flore du milieu aquatique. Quand ces sédiments présentent un risque identifié, soit par leur nature soit par le milieu récepteur, ils peuvent être stockés à terre. Qu'ils soient pollués ou non, les sédiments marins presentent l'inconvénient de ne pouvoir être utilisés en l'état en raison de la grande quantité de chlorure de sodium qu'ils contiennent. Les opérations de tri et/ou de lavage demandent souvent de très grandes quantités d'eau douce et la consistance boueuse des sédiments les plus fins après ces opérations implique de nouvelles opérations de traitement afin de les déshydrater, avant d'éventuellement les recycler.

Le dispositif selon l'invention permet de résoudre les problèmes de l'art antérieur, en ce qu'il permet, par une mise en oeuvre ex situ, de traiter, tout particulièrement de dépolluer et/ou de dessaler, au moins partiellement un sol généralement subaquatique après prélèvement et/ou extraction dudit sol. Par ex situ , on entend selon l'invention en tout endroit différent de l'endroit où le sol est présent et/ou stocké avant prélèvement et/ou extraction pour traitement.

Ainsi, l'invention concerne un dispositif de traitement de sol, ledit dispositif comprenant au moins un conteneur susceptible de contenir du sol, ledit conteneur comportant au moins une face ouverte et au moins une face fermée poreuse et susceptible d'être mise en contact avec au moins une partie dudit sol, le dispositif comportant en outre au moins une anode, 25 susceptible d'être au moins en partie mise en contact avec ledit sol, le dispositif comportant en outre au moins une cathode, susceptible d'être au moins en partie mise en contact avec la face fermée, un champ électrique étant susceptible de circuler entre la cathode et l'anode à travers la face fermée et au moins une partie, de préférence la majeure partie, de façon encore plus préférée la quasi-totalité, dudit sol.

En général, l'anode est en contact direct avec au moins une partie du sol, le plus souvent via au moins un moyen de filtration et/ou de séparation. La cathode est généralement en contact indirect avec au moins une partie du sol, le plus souvent via la face fermée poreuse et au moins un moyen de filtration et/ou de séparation. Au moins deux anodes (respectivement cathodes) peuvent être présentes au sein du dispositif selon l'invention, auquel cas on parle généralement d'assemblage d'anodes (respectivement d'assemblage de cathodes). La mise sous champ électrique permet le traitement des espèces ioniques et ionisables dans le sol, ainsi qu'il sera explicité ci-après.

Les faces ouverte et fermée sont de préférence au moins partiellement, de façon encore plus préférée pratiquement totalement, en regard l'une de l'autre, et de préférence de taille sensiblement identique. Cela permet avantageusement de simplifier la circulation du courant électrique à travers le sol.

Par sol , on entend selon l'invention toute surface sur laquelle on pourrait marcher, comprenant essentiellement un matériau plus ou moins hydraté dont les constituants sont essentiellement d'origine géologique et/ou pédologique, qu'ils soient en place naturellement et/ou à la suite d'au moins une intervention humaine. En particulier, ce sol, lorsqu'il est subaquatique, comprend des sédiments. Par sédiment , on entend selon l'invention tout matériau qui s'est déposé ou qui a précipité sous une profondeur d'eau dans laquelle il était en suspension ou dissous. Le sol est généralement d'origine minérale, mais il peut comporter des matières organiques, surtout dans le cas d'un sol de zone portuaire.

Par surface poreuse , on entend selon l'invention une surface pouvant être traversée par un liquide. En général, une phase solide est arrêtée et ne la traverse pas.

La forme géométrique du conteneur peut être parallélépipédique, ou cubique, ou prendre toute autre forme appropriée au sol à traiter. Le conteneur est de préférence selon l'invention un sac du commerce, de type sac souple de chantier par exemple commercialisé sous le nom big bag par la société Framapack. Un tel sac est généralement de forme sensiblement parallélépipédique fermé sur cinq faces et ouvert sur une face, et de contenance environ 2,5 m3. Il comprend le plus souvent au moins un moyen de préhension, typiquement quatre poignées également réparties entre les quatre faces entourant la face ouverte.

De façon avantageuse selon l'invention, le fond d'un tel sac souple de chantier a été remplacé par une membrane géotextile, solidement fixée au reste du sac par couture, soudure, agrafage et/ou rivetage. C'est ce fond qui va servir de face fermée poreuse selon l'invention, contre laquelle sera plaquée au moins en partie la cathode, le sac étant généralement déposé sur la cathode ou un assemblage de cathodes. Dans un tel cas, la face ouverte et la face fermée poreuse sont pratiquement totalement en regard l'une de l'autre et de taille sensiblement identique. De préférence, ledit fond est pratiquement totalement en matériau géotextile. La résistance mécanique du matériau géotextile, mais aussi des coutures et/ou soudures éventuelles, qui constituent le plus souvent le fond poreux souple du conteneur, peut être améliorée en associant une trame textile plus résistante voire une toile métallique (en acier inoxydable par exemple) à maille suffisamment large pour ne pas entraver un passage de liquide si besoin.

Par géotextile , on entend selon l'invention un textile utilisable dans le sol, qu'il soit tissé ou non.

La face ouverte du conteneur permet avantageusement le remplissage du conteneur par du sol, généralement subaquatique, qui a été prélevé et/ou extrait. Un tel sol est généralement rempli de polluants, et imbibé d'eau de mer si il est prélevé par exemple dans un port.

Un autre des avantages du dispositif selon l'invention est qu'il est facile à implanter dans n'importe quelle espace libre d'une zone par exemple portuaire.

La taille du conteneur n'a théoriquement pour seule limite que sa résistance mécanique. C'est pourquoi il est théoriquement possible selon l'invention de réaliser des conteneurs de toutes tailles. En pratique, la taille du sac souple de chantier du commerce qui est préférentiellement utilisé est généralement de 1 m2 de section pour 1,5 m de haut. Une telle taille présente un avantage certain, en ce qu'il existe déjà des engins de levage ou de manutention capables de manipuler ces sacs et en ce que le personnel spécialisé connaît bien ces conteneurs.

Le conteneur peut être utilisé au sein du dispositif selon l'invention en un seul exemplaire, ou en plusieurs exemplaires.

Un des avantages de l'invention est qu'un tel dispositif est prévu pour être mis en oeuvre ex situ.

Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif selon l'invention comporte en outre au moins un moyen de circulation de liquide entre la face ouverte et la face fermée poreuse, de préférence de la face ouverte à la face fermée, à travers au moins une partie du sol susceptible d'être soumis au champ électrique.

Dans ce cas, de préférence, le dispositif selon l'invention comporte en outre au moins un moyen de stockage de liquide de façon à ce que ledit liquide soit en contact avec une partie, de préférence la majeure partie, de la cathode.

Ce liquide peut rester à l'air libre, ce qui est plus simple à mettre en oeuvre. Mais il est aussi possible selon l'invention de recouvrir le liquide d'au moins un moyen anti-évaporation (comme un lit de billes flottantes par exemple), ce qui permet avantageusement de limiter la consommation de liquide par évaporation.

Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif selon l'invention comprend en outre au moins un dispositif de traitement du liquide qui est susceptible de traverser au moins une partie du sol susceptible d'être soumis au champ électrique.

La cathode comprend généralement, de préférence est constituée principalement, d(e l)'acier inoxydable (ou inox) ou d(e 1)'acier non inoxydable, de préférence d(e l) 'acier inoxydable. La cathode ou l'assemblage de cathodes peut ne pas entraver un passage de liquide. Mais la cathode peut aussi être constituée d'un assemblage de cathodes sous forme de tôles ondulées placées selon une pente appropriée, de telle façon que du liquide peut s'écouler sur ledit assemblage comme sur les tuiles d'un toit. Cette mise en oeuvre particulière du dispositif selon l'invention est avantageusement employée lors d'une utilisation en dessalage, et devient généralement inutile lors d'une utilisation en dépollution.

L'anode comprend généralement, de préférence est constituée principalement de, au moins un élément choisi dans le groupe formé par l'acier non inoxydable, le fer, et le titane recouvert d'au moins un composé de métal, précieux ou non, de préférence choisi dans le groupe formé par le ruthénium, l'iridium, le tantale, l'étain, et l'antimoine, sous des formes au moins partiellement oxydées ou non, et leurs mélanges. Bien entendu, l'anode ne doit généralement pas entraver un passage de liquide.

L'invention concerne aussi un procédé de traitement de sol de préférence subaquatique, ledit procédé comprenant: É la fourniture d'un dispositif comprenant au moins un conteneur susceptible de contenir du sol de préférence subaquatique, ledit conteneur comportant au moins une face ouverte et au moins une face fermée poreuse et susceptible d'être mise en contact avec au moins une partie dudit sol, le dispositif comportant en outre au moins une anode, susceptible d'être au moins en partie mise en contact avec ledit sol, le dispositif comportant en outre au moins une cathode, susceptible d'être au moins en partie mise en contact avec la face fermée, un champ électrique étant susceptible de circuler entre la cathode et l'anode à travers la face fermée et au moins une partie, de préférence la majeure partie, de façon encore plus préférée la quasitotalité, dudit sol, É le remplissage au moins partiel dudit conteneur par du sol de préférence subaquatique, avec mise en contact de la face fermée et d'au moins une partie dudit sol, mise en contact de l'anode et d'au moins une partie dudit sol, et mise en contact de la cathode et d'au moins une partie de la face fermée, É l'activation d'un champ électrique entre l'anode et la cathode, qui conduit au traitement d'au moins une partie dudit sol de préférence subaquatique.

Un tel procédé est de préférence destiné à la mise en oeuvre du dispositif selon l'invention tel que décrit 25 précédemment.

De préférence, le procédé selon l'invention comprend en outre au moins une étape de circulation de liquide qui traverse au moins une partie du sol de préférence subaquatique soumis au champ électrique, entre la face ouverte et la face fermée poreuse, de préférence de la face ouverte à la face fermée poreuse, et éventuellement un stockage dudit liquide de façon à ce que ledit liquide soit en contact avec une partie, de préférence la majeure partie, de la cathode. Dans le cas préféré selon l'invention où la face fermée poreuse et la face ouverte sont sensiblement de même taille et sensiblement en regard, ces faces sont sensiblement parallèles au sol, et alors le moyen de circulation est constitué d'un moyen d'arrosage de la surface de sol présente du côté de la face ouverte, la gravité et l'électro-osmose complétant l'action du moyen d'arrosage pour que le liquide circule.

Selon un mode de réalisation du procédé de l'invention, le liquide est un électrolyte et/ou de l'eau douce adapté au traitement. Ledit liquide est donc aussi adapté au polluant à extraire. Par exemple un électrolyte est de l'eau légèrement acidifiée, plus rarement de l'eau légèrement basique, ou encore de l'eau contenant un complexant adapté à un polluant difficile à extraire. Par eau douce , on entend selon l'invention de l'eau non salée dont la dureté est naturellement basse ou dont on a extrait les espèces calcium, magnésium et hydrogénocarbonate sans les échanger contre du chlorure de sodium. Dans le cas d'une utilisation dudit procédé pour le dessalage, le liquide est généralement de l'eau douce, et dans le cas d'une utilisation dudit procédé pour la dépollution, le liquide est généralement un électrolyte.

Le procédé selon l'invention comprend généralement au moins une étape de traitement, continu ou par lot ( batch en anglais couramment utilisé par l'homme du métier), du liquide, typiquement de l'électrolyte, qui sort du dispositif. Ledit traitement peut se faire par étapes.

Ledit traitement de liquide est le plus souvent un traitement de dépollution de l'eau ayant recueilli une partie des espèces ionisées (c'est-à-dire provenant d'espèces ioniques et/ou ionisables et/ou moléculaires) présentes dans le sol. Ce traitement de dépollution de l'eau est adapté à chaque cas de figure selon la nature des espèces qu'il faut extraire de l'eau. Sans qu'aucun type de traitement connu par l'homme du métier ne soit à exclure, on préfère toutefois tout traitement permettant un recyclage de l'eau dans le procédé selon l'invention. Le traitement de liquide s'effectue donc de préférence principalement sur la majeure partie, voire la totalité, du liquide ayant traversé au moins en partie le sol présent dans le conteneur.

L'invention concerne enfin une utilisation du procédé selon l'invention pour un dessalage et/ou une dépollution, de préférence pour un dessalage et une dépollution, de façon encore plus préférée pour un dessalage suivi d'une dépollution, de sol de préférence subaquatique. L'opération de dessalage fait préférentiellement appel au phénomène électrocinétique connu sous le nom d'électroosmose, tandis que la dépollution fait appel à celui connu sous le nom d'électromigration.

L'électro-osmose consiste principalement en la mise en mouvement des molécules d'eau contenues dans une matrice plus ou moins solide par l'action d'un champ électrique continu. L'électromigration consiste principalement en la mise en mouvement d'espèces ionisées (c'est-à-dire ioniques et/ou ionisables qui se sont ionisées) par un champ électrique continu. L'électroosmose est un phénomène environ dix fois plus rapide que l'électromigration. Sous des conditions favorisant l'électro-osmose, le phénomène d'électromigration sera pratiquement négligeable.

La tension est imposée et généralement sensiblement constante, et alors l'intensité varie. Mais il est aussi possible que l'intensité soit imposée et que la tension varie. Pour une utilisation en dessalage, il est généralement préféré de travailler à tension constante pour privilégier le phénomène d'électro-osmose, alors que pour une utilisation en dépollution il est généralement préféré de travailler à courant constant pour privilégier le phénomène d'électromigration. Les conditions électriques précises sont en général établies par l'homme du métier au cas par cas, selon le sol traité. Par exemple, pour une distance entre l'anode et la cathode, lorsque celles-ci sont pratiquement totalement en regard, de l'ordre du mètre, un ordre de grandeur de la tension imposée pour un dessalage est d'environ 20 à 50 Volts, tandis qu'un ordre de grandeur de l'intensité imposée en dépollution dans ce cas est de quelques centaines de milliampères à quelques ampères, le plus souvent moins de 10A.

L'efficacité du traitement du sol dépend de la zone d'influence du champ électrique. La zone d'influence est forcément limitée en taille, et correspond idéalement à la taille du conteneur. La zone d'influence dépend de nombreux paramètres tels que la taille du conteneur (en largeur, longueur et profondeur), son degré de remplissage par du sol, la distance entre les anode et cathode, la nature du sol, la teneur du sol en eau et/ou en sels et/ou sa pollution. Cette zone d'influence est aisément appréhendée par l'homme du métier dans chacun des cas particuliers qu'il aborde, le plus souvent au besoin après quelques tests sur le sol ayant à subir le traitement selon l'invention. Il n'est pas possible de la définir précisément à l'avance, même si l'homme du métier pratiquant usuellement un tel traitement de sol peut connaître son ordre de grandeur.

Ainsi, par l'utilisation d'un dispositif selon l'invention et des phénomènes physiques d'électro-osmose et/ou d'électromigration, l'invention permet de traiter, le plus souvent de dessaler et/ou dépolluer au moins partiellement un sol, en particulier un sol de zone portuaire.

En effet, dans le cas d'un traitement de dessalage, le sel (Na+, Cl-) est entraîné vers la cathode par apport d'eau douce dans des conditions de champ électrique où l'électro-osmose est favorisée. Par contre, dans le cas du dessalage, il faut noter qu'un effet secondaire du traitement est l'électromigration des chlorures vers l'anode. Or, à l'anode, ces chlorures vont s'oxyder et donner du chlore gazeux (C12) ou de l'acide hypochloreux (HC1O), ce qui est peu souhaitable du point de vue de l'environnement et de la sécurité. Par conséquent, dans ce cas uniquement, il est préféré que l'anode soit de nature telle qu'elle permette d'éviter ces réactions secondaires ou bien qu'elle permette le piégeage instantané de ces produits indésirables dès leur formation. C'est pourquoi dans ce cas il est particulièrement préféré selon l'invention que l'anode soit constituée de fer ou d'acier, oxydable. Une telle anode présente l'inconvénient de se consommer, mais cette solution est moins coûteuse et plus efficace qu'un système de captage et de lavage des gaz éventuellement produits à l'anode.

Dans le cas d'un traitement de dépollution, le phénomène d'électromigration entraîne progressivement au moins partiellement, de préférence de façon pratiquement totale, l'eau et les cations éventuellement présents dans l'eau, le plus souvent des cations métalliques tel que du cuivre Cul+, sont entraînés par phénomène d'électromigration et de gravité au travers de la face fermée poreuse vers la cathode Un des avantages du procédé selon l'invention est une consommation énergétique faible, parce que la distance entre l'anode et la cathode est généralement relativement faible, de l'ordre de 1 à 2 mètres tout au plus.

Lorsque le conteneur du dispositif selon l'invention est utilisé en plusieurs exemplaires, les conteneurs utilisés sont ou non deux à deux semblables, tant en dimensions qu'en forme géométrique. Ainsi le traitement d'un sol subaquatique, par exemple d'une zone portuaire de plusieurs hectares, se fait simplement, le nombre des conteneurs variant suivant différents paramètres telle que la quantité de sol subaquatique à traiter. Comme expliqué précédemment, la géométrie des conteneurs détermine au moins en partie la zone d'influence desdits conteneurs. De préférence tous les conteneurs sont de géométrie pratiquement identique mais il est aussi possible selon l'invention qu'ils soient au moins partiellement de géométries sensiblement différentes, c'est-à-dire qu'au moins deux, ou bien plus de deux, d'entre eux soient de géométries sensiblement différentes.

De façon générale, la durée du traitement, qu'il soit de dessalage ou de dépollution, dépend respectivement de la quantité de chlorure de sodium et des polluants à extraire, et de la forme sous laquelle ces polluants sont présents, mais aussi, pour ces deux cas, de la nature de l'eau et de la nature géologique du sol.

Dans le cas d'une utilisation du procédé selon l'invention pour un dessalage suivi d'une dépollution, de sol de préférence subaquatique, le point délicat est le passage de la fin du dessalage (avec une raréfaction des ions Cl- et Na+ qui étaient jusqu'à présent les plus mobilisés par le champ électrique, le courant étant principalement porté par les espèces ioniques dans un tel milieu) au début de la dépollution qui mobilise d'autres ions polluants, par exemple des polluants métalliques. Le risque, que l'homme du métier sait maîtriser, est que, en fin de dessalage, des polluants passent en plus grande quantité dans le liquide, généralement de l'eau douce, qui aide au dessalage. Il vaut alors mieux prévoir un traitement de cette eau, alors que le liquide qui sort du dessalage après circulation au travers du sol traité, ne nécessite pratiquement qu'une opération de dessalage avant recyclage.

Une fois le traitement de dépollution terminé, le 30 courant est coupé et l'électrolyte est chassé avec de l'eau douce extérieure remplaçant l'électrolyte. Cette opération peut s'effectuer sous champ électrique (conditions électriques de l'électro-osmose) ou non. Le suivi de la concentration en espèces caractéristiques de l'électrolyte dans l'eau peut aider à déterminer la fin du chantier.

L'invention sera mieux décrite et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre non limitatif, par référence aux figures 1 à 4.

La figure 1 représente, de façon schématique, une vue éclatée d'un dispositif 1 selon l'invention.

La figure 2 représente, de façon schématique, une vue latérale du dispositif 1 de la figure 1, pour utilisation 15 en dessalage.

La figure 3 représente, de façon schématique, une vue latérale du dispositif 1 de la figure 1, pour utilisation en dépollution.

La figure 4 représente, de façon schématique, une vue 20 latérale d'une utilisation d'un autre dispositif 100 en dessalage.

La figure 1 représente, de façon schématique, une vue éclatée d'un dispositif 1 selon l'invention.

Le dispositif 1 comporte un conteneur ou sac 5, qui comporte cinq faces fermées, dont un fond 7, et une face 5A ouverte, sur le dessus. Le conteneur 5 est typiquement un sac cousu de type sac souple de chantier, par exemple en toile de polypropylène, et son fond est en matériau géotextile. De préférence, les coutures du conteneur 5 ont été renforcées pour en faciliter la manutention.

La face 5A est sensiblement de la forme d'un carré, aux quatre coins duquel quatre poignées 8a et 8b et 8c et 8d sont fixées. L'ensemble des poignées 8a, 8b, 8c et 8d constitue le moyen de préhension du conteneur 5.

Une anode 4, sous la forme d'une plaque métallique grillagée de forme carrée, appartient au dispositif 1. Elle est destinée à être posée sur le sol qui remplira au moins en partie le conteneur 5.

Une cathode 3, sous la forme d'une plaque métallique de forme carrée, appartient aussi au dispositif 1. Le conteneur 5 est destiné à reposer sur ladite cathode 3, qui est en général de taille plus grande que le fond 7 du conteneur 5.

Ainsi, le dispositif 1 comprend ici un seul conteneur 5, destiné à être rempli de préférence totalement par du sol et à reposer sur la cathode 3. L'anode 4 est destinée à venir se poser sur le sol présent dans le conteneur 5.

La figure 2 représente, de façon schématique, une vue latérale du dispositif 1 de la figure 1, pour utilisation en dessalage.

Par convention, la face supérieure du conteneur 5, qui est la face ouverte 5A, est la face placée vers le 25 haut de la figure 1.

Le conteneur 5 a été rempli aux trois-quarts de sol S et l'anode 4 a été posée sur ledit sol S. Le conteneur 5 ainsi rempli de sol S a été posé sur la cathode 3. Un champ électrique est ainsi susceptible de circuler entre l'anode 4 et la cathode 3 à travers le sol S présent dans le conteneur 5 et le fond 7. Un tel champ électrique est généré en reliant la cathode 3 et l'anode 4 à un générateur par exemple de courant continu (non représenté).

Pour une utilisation en dessalage telle qu'elle est représentée sur la figure 2, on met en place un champ électrique entre l'anode 4 et la cathode 3, et on fait circuler simultanément du liquide, typiquement de l'eau douce, par un moyen de circulation 11 qui est de type arrosoir, alimenté par une conduite 13. Le liquide ainsi apporté s'écoule naturellement par gravité, de la face 5A au fond 7 du conteneur 5, et traverse ainsi le sol S rempli de chlorure de sodium qui est dissous dans le liquide, puis passe à travers la cathode 3.

Un fond drainant 12, par exemple constitué de galets, est présent sous la cathode 3 et facilite l'écoulement du liquide sortant, essentiellement constitué d'eau salée si le liquide ainsi apporté est de l'eau douce. Ce liquide sortant peut ensuite être recueilli, et éventuellement traité et recyclé. En fin de dessalage, le sol S est sensiblement exempt de chlorure de sodium.

La figure 3 représente, de façon schématique, une vue latérale du dispositif 1 de la figure 1, pour utilisation en dépollution. La configuration est très proche de celle de la figure 2. Cependant, à la différence de la figure 2, É le liquide que l'on fait circuler, en même temps que l'on fait circuler un champ électrique, est typiquement de l'électrolyte, et É la cathode baigne, au moyen d'un moyen 2 de stockage, dans l'électrolyte qui a circulé à travers le sol S. Ainsi, dans ce cas, l'électrolyte est déversé par un moyen de circulation 14, qui est de type arrosoir, alimenté par une conduite 10. Le liquide s'écoule naturellement par gravité, de la face 5A au fond 7 du conteneur 5, et traverse ainsi le sol S rempli de polluants qui sont entraînés par le liquide et le champ électrique. Le liquide est recueilli dans le moyen 2 de stockage, après passage à travers la cathode 3, et est constitué d'électrolyte et de polluants.

Le moyen 2 de stockage est par exemple un bac 2 composé d'une géomembrane étanche posée sur un géotextile antiperforation, le tout étant posé sur le sol local nivelé grossièrement. Par géomembrane , on entend selon l'invention et communément au moins une plaque en matière plastique utilisable dans un sol. La cathode 3 est ainsi recouverte d'eau pendant la dépollution, quelques centimètres de hauteur d'eau au dessus de la cathode 3 suffisant généralement. Dans le cas du bac 2 ainsi exemplifié, les bords de la géomembrane sont relevés par appui par exemple sur une butte périphérique de terre ou de sable ou de gravier, la butte étant juste assez haute pour que l'électrolyte recouvre la cathode 3.

Le liquide recueilli dans le moyen 2 de stockage est ensuite conduit vers un moyen 6 de traitement de l'électrolyte, qui en extrait les polluants, et l'électrolyte ainsi purifié est remis à circuler par la conduite 10 jusqu'au moyen 14 de circulation. Un système de dégazage voire de piégeagede tout gaz éventuel présent dans l'électrolyte peut éventuellement compléter le dispositif 1 selon l'invention.

La figure 4 représente, de façon schématique, une vue latérale d'utilisation d'un autre dispositif 100 pour le dessalage.

Le dispositif 100 comporte quatre conteneurs 500, 50a, 50b, et 50c, chacun comportant respectivement une face ouverte 50A, 51, 52 et 53, un fond 700, 70a, 70b, et 70,, un moyen de préhension 800, 80a, 80b, et 80,, constitué de quatre poignées, et chacun étant rempli à environ 80% en volume par du sol S0r Sa, Sb, et Sc.

Le dispositif 100 comporte aussi une amenée de courant rigide de polarité anodique 40, reliée à des parties anodiques respectives 40a, 40b, et 40, qui sont posées respectivement sur les conteneurs 50a, 50b, et 50,. L'ensemble des conteneurs 500, 50a, 50b, et 50c (pour le conteneur 500, avant qu'il ne soit enlevé, cf. ce qui suit) repose sur une cathode ou plateforme cathodique 30, qui elle-même repose sur un fond drainant 20.

Les conteneurs 500, 50a, 50b, et 50, n'ont pas tous obligatoirement le même degré de concentration en chlorure de sodium, et n'ont pas tous été forcément traités en même temps. Ainsi, lorsque le dessalage pour le conteneur 500 est terminé, ce dernier peut être enlevé, au moyen d'un moyen 90 de levage adapté pendant que le traitement de dessalage est poursuivi pour les autres conteneurs 50a, 50b, et 50c. Pour cela, un moyen de circulation de liquide qui est un arrosoir, arrose respectivement par ses parties 110a, 110b et 110 les conteneurs 50a, 50b, et 50c d'eau douce. Cette eau, douce à l'origine, traverse les sols Sa, Sb, et Sc, puis la plateforme cathodique 30 et le fond drainant 20, pour être recueillie, chargée en chlorure de sodium, par une conduite 1000.

Exemple

L'exemple suivant sert à illustrer l'invention sans pour autant en limiter la portée.

L'essai suivant peut être réalisé en laboratoire ou au niveau d'une étude pilote, avec un dispositif tel que représenté sur les figures 1 à 3 et explicité ci-après.

Le sol traité est un sédiment portuaire fraîchement prélevé contenant par exemple une pollution métallique sous forme ionique ou particulaire. La fraîcheur du sédiment est importante surtout en période de forte chaleur où des réactions chimiques ou biologiques peuvent modifier notablement les espèces métalliques et organiques présentes dans le sédiment. Ce sédiment est criblé afin d'en enlever les coquilles et les morceaux de câbles métalliques abandonnés par des bateaux. Toutes les particules de taille supérieure strictement à 2 mm sont écartées du traitement. Toutes les particules de tailles inférieures à 2 mm sont mélangées puis déposées dans le conteneur choisi pour l'essai.

Il est alors procédé à une première étape. Une fois plein, le conteneur est posé sur une cathode drainante en acier inoxydable permettant de recueillir facilement la solution qui la traverse sous l'action du champ électrique. L'anode en acier éventuellement équipée de flotteurs est déposée sur le sédiment. Les électrodes sont reliées à un générateur de courant continu et mises sous tension (20 à 50 Volts suivant la hauteur de sédiment traversée et sa conductivité). Dès les premières minutes le champ électrique permet un écoulement d'eau au travers de la cathode. Il faut alors compenser cette quantité d'eau en arrosant régulièrement (mais pas forcément en continu) l'anode avec de l'eau douce ou adoucie voire déminéralisée. La fin du dessalage est déterminée par analyse de l'eau qui traverse la cathode. On y recherche le chlorure de sodium et/ou les polluants métalliques contenus dans le sédiment d'origine. En général le dessalage demande un volume d'eau de deux à cinq fois supérieur au volume de sédiment traité. Si l'eau est recyclée au fur et à mesure, il convient de mettre en place un comptage qui permet de suivre la quantité d'eau utilisée pour arroser l'anode. L'augmentation importante d'ions métalliques dans l'eau traversant la cathode doit servir de signal pour passer à la deuxième étape. On arrête alors l'arrosage de l'anode et on pousse l'électro- osmose jusqu'à obtenir une déshydratation modérée du sédiment. Sans être obligatoire, cette dernière opération peut permettre d'obtenir un sédiment moins volumineux dans lequel les phénomènes de diffusion chimique sont limités.

Il est alors procédé à une troisième étape. Hors champ électrique, le conteneur est alors déplacé dans un bac de faible épaisseur contenant une cathode en inox et un électrolyte (selon la figure 3). Pour un sédiment pollué par exemple par du cadmium, l'électrolyte est de l'eau déminéralisée légèrement acidifiée avec de l'acide sulfurique (pH entre 3 et 4). L'anode des première et deuxième étapes est remplacée par une anode non consommable, par exemple de type DSA. L'électrolyte contenu dans le bac est prélevé par une pompe, traverse un traitement adapté (par exemple pour un essai de laboratoire une résine échangeuse de cations remplaçant les cations de l'eau dont le polluant métallique par des protons (ions hydronium, H30+)) avant d'arroser l'anode. Le suivi de la concentration en polluant dans l'électrolyte permet de déterminer la fin du traitement.

Une dernière opération de lavage sous champ électrique (selon figure 2) peut terminer cette troisième étape de traitement.

Le but de ce test de laboratoire est de vérifier la faisabilité du procédé sur le sédiment et/ou sur le polluant considérés de même que l'adéquation du dispositif au besoin.

Il faut noter que le traitement donne dans tous les cas entière satisfaction en terme de dessalage, ce qui pourrait autoriser des traitements alternatifs de dépollution comme la phytoremédiation. La durée du test dépend évidemment de la quantité de sel et de polluant à extraire.

Claims (1)

1. 23 REVENDICATIONS

   1. Dispositif (1,100) de traitement de sol (S, S0, Sa, Sb, Sc), ledit dispositif (1,100) comprenant au moins un conteneur (5; 500r 50a, 50b, 50c) susceptible de contenir du sol (S), ledit conteneur (5; 500r 50a, 50b, 50c) comportant au moins une face ouverte (5A;50A,51,52,53) et au moins une face fermée (7; 700, 70a, 70b, 70c) poreuse et susceptible d'être mise en contact avec au moins une partie dudit sol (S, S0, Sa, Sb, Sc), le dispositif (1,100) comportant en outre au moins une anode (4,40), susceptible d'être au moins en partie mise en contact avec ledit sol (S, S0, Sa, Sb, Sc), le dispositif (1,100) comportant en outre au moins une cathode (3,30), susceptible d'être au moins en partie mise en contact avec la face fermée (7; 700, 70a, 70b, 70c) , un champ électrique étant susceptible de circuler entre la cathode (3,30) et l'anode (4,40) à travers au moins une partie dudit sol (S, S0r Sa, Sb, S,) et la face fermée (7; 700r 70a, 70b, 70c) . 2. Dispositif (1,100) selon la revendication 1, comportant en outre au moins un moyen (11,110) de circulation de liquide entre la face ouverte (5A;51,52,53) et la face fermée (7; 70a, 70b, 70c) à travers au moins une partie du sol (S, Sa, Sa, Sb, Sc) susceptible d'être soumis au champ électrique.

   3. Dispositif (1,100) selon l'une des revendications 30 précédentes, comportant en outre au moins un moyen (2) de stockage de liquide de façon à ce que ledit liquide soit en contact avec une partie, de préférence la majeure partie, de la cathode (3).

   4. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre au moins un dispositif (6) de traitement du liquide qui est susceptible de traverser au moins une partie du sol (S, S0, Sa, Sb, Sc) susceptible d'être soumis au champ électrique.

   5. Dispositif (1,100) selon l'une des revendications précédentes tel que la cathode (3,30) comprend généralement, de préférence est constituée principalement, d(e 1)'acier inoxydable (ou inox) ou d(e 1)'acier non inoxydable, de préférence d(e 1)'acier inoxydable.

   6. Dispositif (1,100) selon l'une des revendications précédentes tel que l'anode (4,40) comprend généralement, de préférence est constituée principalement de, au moins un élément choisi dans le groupe formé par l'acier non inoxydable, le fer, et le titane recouvert d'au moins un composé de métal, précieux ou non, de préférence choisi dans le groupe formé par le ruthénium, l'iridium, le tantale, l'étain, et l'antimoine, sous des formes au moins partiellement oxydées ou non, et leurs mélanges.

   7. Procédé de traitement de sol (S, S0, Sa, Sb, Sc) de préférence subaquatique, ledit procédé comprenant: É la fourniture d'un dispositif (1,100) comprenant au moins un conteneur (5; 500r 50a, 50b, 50c) susceptible de contenir du sol (S, S0r Sa, Sb, Sc) de préférence subaquatique, ledit conteneur (5; 500r 50a, 50b, 50c) comportant au moins une face ouverte (5A;50A,51,52,53) et au moins une face fermée (7; 700, 70a,70b,70c) poreuse et susceptible d'être mise en contact avec au moins une partie dudit sol (S, S0r Sa, Sb, Sc), le dispositif (1,100) comportant en outre au moins une anode (4,40), susceptible d'être au moins en partie mise en contact avec ledit sol (S, So, Sa, Sb, Sc), le dispositif (1,100) comportant en outre au moins une cathode (3,30), susceptible d'être au moins en partie mise en contact avec la face fermée (7; 700,70a,70b,70c), un champ électrique étant susceptible de circuler entre la cathode (3,30) et l'anode (4,40) à travers au moins une partie dudit sol (S, SO, Sa, Sb, Sc) de préférence subaquatique et la face fermée (7; 700,70a,70b,70c) É le remplissage au moins partiel dudit conteneur (5; 500r 50a, 50b, 50c) par du sol (S, S0, Sa, Sb, Sc) de préférence subaquatique, avec mise en contact de la face fermée (7; 700, 70a,70b,70c) et d'au moins une partie du sol(S, Sûr Sa, Sb, Sc), mise en contact de l'anode (4,40) et d'au moins une partie du sol(S, Sû, Sa, Sb, Sc), et mise en contact de la cathode (3,30) et d'au moins une partie de la face fermée (7; 700r 70a, 70b, 70c) É l'activation d'un champ électrique entre l'anode (4,40) et la cathode (3,30), qui conduit au traitement d'au moins une partie dudit sol (S, So, Sa, Sb, Sc) de préférence subaquatique.

   8. Procédé selon la revendication précédente comprenant en outre au moins une circulation (10,110) de liquide qui traverse au moins une partie du sol (S, So, Sa, Sb, S,) de préférence subaquatique soumis au champ électrique, entre la face ouverte (5A;50A,51,52,53) et la face fermée (7; 700, 70a, 70b, 70c) , et éventuellement un stockage (2) dudit liquide de façon à ce que ledit liquide soit en contact avec une partie, de préférence la majeure partie, de la cathode (3).

   9. Procédé selon la revendication précédente tel que le liquide est un électrolyte et/ou de l'eau douce adapté au traitement.

   10. Utilisation du procédé selon l'une des revendications 7 à 9 pour un dessalage et/ou une dépollution, de préférence pour un dessalage et une dépollution, de façon encore plus préférée pour un dessalage suivi d'une dépollution, de sol (S, So, Sa, Sb, Sc) de préférence subaquatique.