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Conclusion
Traitement des sols par désorption thermique conventionnelle
J3984 v1 Article de référence

Conclusion
Traitement des sols par désorption thermique conventionnelle

Auteur(s) : Jan HAEMERS, Marie-Odile SIMONNOT

Date de publication : 10 mai 2018 | Read in English

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Présentation

1 - Principe de la désorption thermique

2 - Cycle des terres

3 - Traitement des gaz

4 - Polluants traitables par désorption thermique

5 - Éléments spécifiques de sécurité

6 - Conclusion

7 - Glossaire

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

La désorption thermique conventionnelle est une technique de dépollution de terres excavées basée sur la vaporisation des polluants. Cet article décrit le principe et l’historique du procédé, puis les traitements des terres (chauffage en four tournant pour vaporiser les polluants) et des gaz (destruction des polluants à haute température, capture des poussières et neutralisation). Sont ensuite présentés les polluants pouvant être traités par désorption thermique, principalement des composés organiques et quelques inorganiques dont le mercure, puis les conditions de sécurité liées aux risques d’incendie et explosion. L’ensemble est illustré par un exemple concret de traitement.

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Auteur(s)

  • Jan HAEMERS : Administrateur-Délégué - Haemers Technologies SA (Bruxelles – Belgique)

  • Marie-Odile SIMONNOT : Professeur en Génie des procédés - Université de Lorraine (Nancy – France)

INTRODUCTION

La désorption thermique conventionnelle est une technique physique ex situ de traitement des sols pollués. Elle consiste à chauffer la terre polluée excavée dans un four rotatif, afin de vaporiser les polluants et ainsi les séparer physiquement de la matrice. Celle-ci est ensuite refroidie par mélange avec de l’eau et recyclée. Les gaz produits contenant les polluants sont traités dans une installation, où ils sont oxydés, filtrés, neutralisés voire parfois adsorbés avant rejet à l’atmosphère, en conformité avec la réglementation.

L’intérêt principal de la technique réside dans sa robustesse et son application à tout type de sol et tout type de polluant organique, y compris les mélanges. Le chauffage permet en effet de garantir l’atteinte de teneurs résiduelles très faibles voire non détectables pour les polluants concernés, permettant une réutilisation des terres très large et une élimination définitive de la pollution.

L’inconvénient principal de la technologie, en dehors de son coût parfois élevé dû à la consommation énergétique importante, est sa difficulté d’acceptabilité en raison de la taille des installations, de leur fonctionnement en continu et des nuisances qu’elle peut provoquer durant le traitement proprement dit.

Deux types d’installations sont utilisés : des installations fixes, en milieu industriel, où les nuisances sont bien maîtrisées, fonctionnant comme un centre de traitement de déchets, et des installations mobiles. Celles-ci sont mises en œuvre sur les sites industriels à dépolluer, généralement de grande surface et éloignés des populations, où les quantités de terres à traiter sont importantes (plusieurs dizaines voire centaines de milliers de tonnes) et où les terres après traitement sont replacées à l’endroit d’où elles avaient été excavées.

Les problématiques principales couvertes par la désorption thermique conventionnelle sont surtout liées aux cokeries et usines à gaz, ainsi qu’aux sites chimiques de grande taille. L’industrie pétrolière utilise également largement cette technique qui a été développée au départ pour elle, au niveau des raffineries et dépôts et aussi des stations-service. Aujourd’hui, la désorption thermique conventionnelle s’applique en grande majorité aux sites pétroliers (pétrole brut), aux sites pétrochimiques (raffineries), aux cokeries et usines à gaz (industrie du charbon) et aux grands complexes chimiques (engrais, explosifs, pesticides).

Le présent article a pour but de présenter les bases de la désorption thermique, de décrire les différents types de fours rotatifs, de traitement des gaz et d’apporter pour chacun d’eux les limites d’utilisation et d’application par rapport aux types de sols et types de polluants traitables.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-j3984

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6. Conclusion

La désorption thermique conventionnelle est une technologie robuste qui a permis de traiter à ce jour plusieurs dizaines de millions de tonnes de terres impactées, principalement par des polluants organiques. Elle permet de dépolluer complètement les terres et même dans certains cas de les réutiliser en revégétalisation. À ce titre, la désorption thermique conventionnelle est une technique de recyclage des terres.

Si ses avantages principaux sont sa capacité de traitement importante, sa vitesse de traitement, la certitude du résultat, ses inconvénients sont principalement son coût élevé en raison de sa consommation énergétique importante, et l’obligation d’excaver les terres. La technologie est également inadaptée au traitement des métaux lourds.

Depuis son lancement à la fin des années 1980 aux États-Unis, la technologie de désorption thermique conventionnelle a évolué techniquement, pour s’adapter sans cesse aux normes d’émissions de plus en plus strictes. Elle a également inspiré de nouvelles formes de désorption thermique qui gardent les avantages principaux (certitude du résultat, rapidité, pas de pollution résiduelle), en réduisant voire éliminant ses inconvénients majeurs.

Nous voyons ainsi se développer fortement aujourd’hui la désorption thermique in situ conductive et le traitement par chauffage résistif in situ, qui permettent de traiter thermiquement des sols sans excaver par exemple. Il en va de même pour des techniques de piles thermiques (désorption thermique ex situ) qui traitent par désorption thermique des terres excavées, avec une efficience énergétique et des rejets atmosphériques beaucoup plus restreints.

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Sommaire
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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - SHARMA (H.D.), REDDY (K.R.) -   Geoenvironmental Engineering : Site Remediation, Waste Containment and Emerging Waste Management Technologies.  -  John Wiley and Sons, New York (2004).

  • (2) - OGAWA (A.) -   Separation of particles from Air and Gases.  -  Vol. I et II – CRC PRESS (1985).

  • (3) - BICCOCHI (S.), L’HOSPITALIER (C.) -   Les techniques de dépoussiérage des fumées industrielles.  -  Ed. TEC & DOC, Lavoisier, Paris (2002).

  • (4) - WHITE (F.M.) -   Heat and Mass transfer.  -  Addison-Wesley (1988).

  • (5) - HUARD (M.), BRIENS (C.), BERRUTI (F.), GAUTHIER (T.) -   A Review of Rapid Gas-Solid Separation Techniques.  -  International Journal of Chemical Reactor Engineering, Vol. 8 (1) (2010).

  • (6) - SVAROVSKI (L.) -   Solid...

1 Outils logiciels

PROGEPI janvier 2017, Logiciel Cyclone 2.0, PROGEPI, 1 rue Grandville, 54000 Nancy, France

http://www.progepi.fr/

Auditsite – Spaque

http://www.spaque.be/

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2 Sites Internet

BRGM-ADEME Outil interactif de pré-sélection des techniques de dépollution

http://www.selecdepol.fr/

USEPA (Agence de protection de l’environnement des États-Unis) : mise en œuvre de la désorption thermique

...

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