LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Structure des 16 HAP de la liste EPA ..................................................................... 25 Figure 2: exemple de la distribution de la matière organique dans un goudron de houille,

exprimée en pourcentage du Carbone Organique Total (COT), avec COT=900 g.Kg , [HAESELER, 1999].

-1

....................................................................................................... 26 Figure 3 : Dégradation aérobie d'un noyau benzénique ........................................................... 27 Figure 4 : Dégradation anaérobie du benzène en présence de nitrate ...................................... 27 Figure 5 : Clivage de la structure cyclique du naphtalène et du benzo(a)pyrène..................... 28 Figure 6 : Métabolites identifiés lors de la dégradation du pyrène par Mycobactérium sp. .... 28 Figure 7: Facteurs responsables de la dispersion longitudinal [FETTER, 1999]..................... 32 Figure 8 : Schéma des réacteurs en cascade pour le modèle M.C.E. ....................................... 33 Figure 9: Représentation schématique des enthalpies mises en jeu lors de la dissolution d'une

molécule organique hydrophobe ...................................................................................... 36 Figure 10 : Différents modèles d’isotherme de sorption [GRATHWHOL, 1998] .................. 39 Figure 11 : Système eau mobile et eau immobile .................................................................... 41 Figure 12: vue schématique du modèle à deux film stagnants: Le transfert de masse à travers

les deux films est supposé contrôlé par la seconde loi de Fick. A l'interface de chacun des films, l'équilibre est supposé atteint et les concentrations de chaque coté sont données par les coefficients de partage entre la phase organique et l'eau. δ et δ sont les épaisseurs de chacun des films. C et C sont respectivement les concentrations dans la phase organique et l'eau.

o e

i,PLNA i,e

............................................................................................................. 45 Figure 13 : Profil du contenu total moyen en HAP dans le sol ................................................ 56 Figure 14:Distribution de la matière organique dans les goudrons de houille en pourcentage

du COT [HAESELER, 1999]........................................................................................... 57 Figure 15: Photographie du sol réalisée au MEB environnemental......................................... 58 Figure 16: % atomique de C, O, Fe, Si dans le sol brut tamisé à 2 mm................................... 59 Figure 17: Evolution du pH pour des ajouts de base et d'acide................................................ 60 Figure 18: Principales expériences menées à l'INSA de Lyon dans le domaine de la lixiviation

des sols ............................................................................................................................. 63 Figure 19: représentation en pourcentage de la pollution organique totale ............................. 64 Figure 20:Cinétique de mise en solution des HAP à 3 cycles.................................................. 65 Figure 21: Cinétique de mise en solution des HAP à 4 cycles................................................. 65 Figure 22:Cinétique de mise en solution.................................................................................. 66 Figure 23 : évolution des concentrations et de la conductivité en fin de chacune des séquences

d'extractions avec la solution préparée (eau +NaN )3 ....................................................... 67 Figure 24: formation d’un film lors du prélèvement de la phase liquide centrifugée.............. 68 Figure 25: Quantité relarguée cumulée par rapport au contenu initial..................................... 69

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Figure 26: évolution des concentrations à chaque extraction avec le mélange eau/méthanol . 71 Figure 27: Rapport des concentrations dans le mélange eau/méthanol sur les concentrations

dans l’eau.......................................................................................................................... 72 Figure 28: Quantité relarguée cumulée par rapport au contenu initial..................................... 72 Figure 29: Principe de la percolation ....................................................................................... 73 Figure 30:Evolution des concentrations en HAP dans les percolats ........................................ 74 Figure 31: Evoultion de la conductivité et de la turbidité dans les percolats........................... 75 Figure 32:Lixiviation en milieu dispersé – Profil des concentrations en HAP lors de la

cinétique avec l'eau permutée à t=50 heures .................................................................... 76 Figure 33:Lixiviation en milieu dispersé – Profil des concentrations en HAP lors de la

première et dernière extractions avec l'eau permutée....................................................... 76 Figure 34:Lixiviation en milieu dispersé - Profil des concentrations en HAP lors de la

première et dernière extractions avec le mélange eau/méthanol...................................... 76 Figure 35:Percolation -Profil des concentrations en HAP dans le 1 et dernier percolater ........ 76 Figure 36: Principe de fonctionnement du dispositif expérimental ......................................... 79 Figure 37: Principe du maintien de la température dans la colonne et dans le réacteur tampon

.......................................................................................................................................... 81 Figure 38 Schéma global de fon ctionnement .......................................................................... 82 Figure 39: Procédure de remplissage de la colonne ................................................................. 83 Figure 40:Distribution des temps de séjour dans la colonne.................................................... 85 Figure 41: vision schématique de l’évaluation de la mobilité des HAP dans les sols ............. 95 Figure 42: Séparation de l'échantillon R3 en trois fractions .................................................... 96 Figure 43 : Evolution des HAP relargués à chaque renouvellement pour 3 systèmes de

filtration différents............................................................................................................ 97 Figure 44: Evolution de la conductivité et de la turbidité à chaque renouvellement avec de

l’eau permutée et le sable [0-400] µm.............................................................................. 97 Figure 45: Fraction solubilisée et fraction particulaire dans R3 .............................................. 97 Figure 46: Répartition des fractions solubilisées et particulaires dans R3............................... 98 Figure 47 : Comportement d’un sol étudié au laboaratoire lors des renouvellements successifs

avec de l’eau permutée..................................................................................................... 98 Figure 48: vitesse de relargage du phénanthrène et de l'anthracène dans la phase liquide .. 100 Figure 49:Prédiction des concentrations en phase aqueuse à partir de résultats obtenus en

présence de méthanol ..................................................................................................... 108 Figure 50: Vitesse de relargage du phénanthrène et de l'anthracène dans la phase liquide pour fc=0,5 ...... 110 Figure 51: Vitesse de relargage du phénanthrène et de l'anthracène dans la phase liquide pour

fc=0,4.............................................................................................................................. 110 Figure 52: Vitesse de relargage du phénanthrène et de l'anthracène dans la phase liquide pour

fc=0,3.............................................................................................................................. 110

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Figure 53: Vitesse de relargage du phénanthrène et de l'anthracène dans la phase liquide en fonction du temps pour fc=0 .......................................................................................... 110

Figure 54:Représentation en log des solubilités en fonction de la fraction de méthanol en volume dans la solution de lixiviation. (●) représente les point expérimentaux, (─) représente la régression linéaire ..................................................................................... 111

Figure 55: Influence de L/S sur les vitesses de relargage du phénanthrène et de l’anthracène avec fc=0.5. Les symboles (○) et(●) représentent les points expérimentaux; les lignes représentent les simulations pour K optimal. K est exprimé en cm .h .3 -1 ...................... 114

Figure 56: Sensibilité de K pour la courbe expérimentale L/S=6 représentée par le symbole (○)................................................................................................................................... 116

Figure 57:Simulation des vitesses de relargages pour différents L/S avec K=3,5.10 m.h-6 -1 116 Figure 58: Influence de la fraction de méthanol sur les vitesses de dissolution. Les symboles

(○)(●)(▲)(∆) représentent les points expérimentaux; les lignes continues représentent les simulations pour K optimal. K est exprimé en cm .h3 -1 ........................................... 118

Figure 59 Solubilité en fonction de la fraction de méthanol en volume dans la solution de lixiviation. (●) représente les point expérimentaux, (─) représente la courbe de tendance de forme exponentielle ................................................................................................... 118

Figure 61: Evolution du coefficient de transfert K [m .h ] en fonction de la fraction de méthanol dans la phase liquide

3 -1

....................................................................................... 119 Figure 62: Influence de la température sur les vitesses de dissolution. Les symboles

(○)(●)(▲)(∆) .................................................................................................................. 120 Figure 63 Solubilité en fonction de la température. (●) représente les point expérimentaux,

(─) représente la courbe de tendance de forme exponentielle ....................................... 121 Figure 64: Concentration à l’équilibre pour le phénanthrène et l’anthracène en fonction de la

température..................................................................................................................... 122 Figure 65: Evolution de K (m .h ) en fonction de la température3 -1 ......................................... 124 Figure 65:Influence du débit sur la vitesse de dissolution. . (●),(○) représentent les point

expérimentaux, les lignes pleines représentent la simulation pour K optimal. K est exprimé en cm .h3 -1.......................................................................................................... 125

Figure 67 : abaque du phénanthrène fournissant C pour une température donnée et une fraction de méthanol donnée

sat

.......................................................................................... 128 Figure 68: Evolution des concentrations après chaque renouvellement séquentiel R de 24 h à

22 et 40°C. Les symboles (•) et(∆) représentent les point expérimentaux. Les symboles (-

) et (▬) sont les valeurs théoriques, respectivement à 22 et 40 °C, des concentrations à l'équilibre calculées d'après la loi de Raoult .................................................................. 130

Figure 69:Représentation schématique de l'évolution des vitesses de dissolution au cours de renouvellements séquentiels........................................................................................... 131

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Figure 70: Comparaison entre le pourcentage relargué par le sol (●) et les concentrations expérimentales obtenues après chaque renouvellement séquentiel de 24 heuresà 40°C (∆), pour le phénanthrène et l'anthracène ....................................................................... 132

Figure 71 : Sensibilité de K pour la courbe expérimentale L/S=6 représentée par le symbole (o) Résultats obtenus page 116....................................................................................... 134

Figure 72: Concentration en sortie de la colonne. (●) représente les points expérimentaux et les lignes pleines les simulation ..................................................................................... 134

Figure 72: % atomique de Carbone et Oxygène dans les particules mobilisées par le test des renouvellement successifs .............................................................................................. 136

Figure 74: Photographies des particules mobilisées ; réalisées au MEB environnemental ... 137 Figure 74 : Evaluation de la biodégradation dans les conditions de l’essai ........................... 139 Figure 75: Evolution de la conductivité et de la turbidité à chaque renouvellement séquentiel

avec l’eau permutée et la solution de NaN à 15 mM3 .................................................... 139 Figure 76 : Etude de l'influence du CaCl sur le relargage de particules par renouvellements

séquentiels2

...................................................................................................................... 141 Figure 77: Evolution des conductivités et de la turbidité avec le solution de CaCl2 ............. 142 Figure 79: Evolution des conductivités et de la turbidité avec l’eau permutée...................... 142 Figure 80: Evolution des concentrations lors des renouvellements séquentiels ; L/S=6 (150

ml d'eau et 25 g de sol) ; T=22°C ; Q=30 mL.h-1 et un lit de sable de granulométrie [0-400]µm. .......................................................................................................................... 143

Figure 81: Evolution de la conductivité et des concentrations en phénanthrène et anthracène pour 25 g de sol .............................................................................................................. 145

Figure 82 : Evolution de la conductivité et des concentrations en phénanthrène et anthracène pour 100 g de sol ............................................................................................................ 145

Figure 83: Evolution de la conductivité et des concentrations en phénanthrène et anthracène pour q=30 mL.h-1............................................................................................................ 149

Figure 84 : Evolution de la conductivité et des concentrations en phénanthrène et anthracène pour q=100 mL.h-1.......................................................................................................... 149

Figure 85: évolution en log népérien du potentiel de HAP particulaire relargable par le sol en fonction du débit............................................................................................................. 151

Figure 86 : Schéma du dispositif soxhlet ............................................................................... 168 Figure 87 : dispositif expérimental d’extraction en phase solide (SPE) ................................ 171

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