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Contexte :

En Normandie, les quantités de matériaux dragués annuellement dans les ports et chenaux de navigation ainsi que les sols pollués (friches) par les activités industrielles représentent des volumes considérables. La remédiation et la valorisation de ces matériaux constituent un enjeu environnemental majeur pour l’écosystème et un défi pour l’économie circulaire. En région, les volumes de matériaux dragués annuellement par les grands ports maritimes normands (Le Havre et Rouen) atteignent 8 millions de m3 dont la grande majorité est clapée en mer. Ces matériaux présentent des propriétés intéressantes pour constituer un gisement alternatif aux matériaux de carrière habituels ou pour constituer des espaces fonciers recherchés dans les milieux urbains. Cependant, une remédiation préalable de ces matériaux potentiellement pollués est nécessaire avant de pouvoir les déployer dans les ouvrages.

Description du projet

Les travaux de recherche au LOMC (UMR 6294 CNRS-Université Le Havre Normandie) ont permis d’obtenir des résultats intéressants sur le développement de méthodes actives de dépollution par un procédé électrocinétique des sols et sédiments contaminés par des métaux lourds et des hydrocarbures. . L’extension du procédé à une échelle semi-pilote, en conditions contrôlées, est nécessaire pour évaluer les paramètres d’échelle avant de projeter l’application industrielle du procédé sur site. La démarche de similitude électrocinétique est très peu traitée dans la littérature et les verrous scientifiques portent essentiellement sur la transposition multi-échelle des paramètres électrocinétiques. Ce projet a pour objectif principal de développer la technologie de remédiation électrocinétique des sols et sédiments à l’échelle du terrain et concevoir un réacteur de site présentant une viabilité environnementale et économique. Il sera question d’établir des facteurs de similitude électrocinétique et physico-chimique correspondant aux différentes combinaisons des paramètres de contrôle. Le facteur d’échelle sera déterminé en fonction des conditions expérimentales (géométrie, énergie, électrodes, transferts…). L’aboutissement de ce travail concerne également le développement d’une technologie plus adaptée à la dépollution in-situ de sols ou de sédiments multi-contaminés, et il est attendu du projet d’obtenir des données fiables en termes de compétitivité économique du procédé. A terme, on devra développer un réacteur à l’échelle du terrain afin de pouvoir traiter des volumes de matériaux plus importants et qui sera déployé dans différentes situations de pollutions. L’originalité de l’approche proposée ici est d’identifier les effets d’échelle sur les paramètres de traitement électrocinétique afin de modéliser une cinématique de la remédiation qui se rapproche de l’échelle de site. Lesrésultats de la méthodologie développée pourront être ensuite utilisés pour évaluer l’efficacité du procédé et l’incertitude en termes de variabilité spatiale de la réponse de site. Les résultats de cette recherche permettront de développer une technologie efficace de remédiation in-situ des sols et sédiments multi-contaminés qui sera déployée à grande échelle. L'aspect novateur de ce projet est de développer à l’échelle du terrain un procédé optimisé, qui permettra d’aboutir à un réacteur dédié à la remédiation des sols affectés par une pollution industrielle (friches) ou anthropique (sédiments de dragage). Ce travail de recherche, avancé au laboratoire, a pour finalité d’abattre le niveau de contamination des sols-sédiments, réduire le risque environnemental et à terme contribuer à promouvoir leur large valorisation en ressources minérales. La démarche globale consistera à optimiser en première étape le dispositif semi-pilote afin d’améliorer l’efficacité d’extraction des polluants. Cette démarche, peu abordée en littérature, vise à identifier le transport des différentes espèces ionisées (métaux, HAP, …) en intégrant non seulement la variation de pH, la géométrie, la répartition des électrodes et la nature du champ électrique (continu, intermittent, réversible…) mais aussi qui prend en compte l’ensemble de ces paramètres de façon simultanée. Des aménagements sur la disposition des électrodes et l’application du champ électrique sont envisagés de façon à améliorer l’efficacité du dispositif en réduisant l’impact environnemental et énergétique. Ensuite, une approche qualitative novatrice dans la démarche de remédiation, basée sur les analyses chimiques séquentielles, sera développée en collaboration avec les laboratoires COBRA (université Rouen Normandie). Elle permettra de cibler la fraction porteuse (spéciation minéralogique) des contaminants dans la matrice sols/sédiments et ainsi d’optimiser le choix des conditions physico-chimiques qui affectent leur biodisponibilité et qui déterminent le coût et l’efficacité du traitement. Un Travail expérimental multi-échelle sera réalisé au laboratoire LOMC avec les deux dispositifs (petite cellule + semi-pilote) afin de mettre en évidence l’effet d’échelle sur les paramètres de traitement électrocinétique. En deuxième étape une optimisation du dispositif expérimental semi-pilote sera menée afin de concevoir un réacteur de terrain pour développer un réacteur plus adapté à la remédiation in-situ. En complément de cette étude expérimentale de calibration d’un réacteur de terrain, une contribution à la modélisation numérique des processus de transfert réactif des éléments ionisés dans un milieu poreux sera abordée. Ce travail de modélisation numérique permettra d’aider à la conception d’un réacteur répondant aux objectifs fixés par la nature du terrain, les contaminants en présence, les conditions hydrogéologiques. Le modèle sera basé sur des configurations déjà testées à la suite des différentes expérimentations déjà menées et prendra en compte la répartition des électrodes, la géométrie du dispositif ainsi que le mode d’alimentation énergétique.

Mots-clés : sediment, remédiation, pollution, électrocinétique, transfert, milieux poreux.

Profil du candidat : L'emploi proposé s'adresse à des titulaires de Master 2 ou équivalent avec un profil géoenvironnement et génie civil. Le candidat doit avoir de bonnes connaissances en géotechnique et cetaines compétences en sciences de l’environnement. Il doit pouvoir travailler sur le terrain et en équipe et doit montrer une aptitude forte pour l’expérimentation au laboratoire.

Contacts :

ahmed.benamar@univ-lehavre.fr

Tel : 0235217259

mohamed-tahar.ammami@univ-lehavre.fr

Tel : 0232744816