Approche méthodologique de la modélisation du transport des HAP dans les sols et les eaux

Olivier Bour (1) , Claire Rollin (1) , Hafid Baroudi (1) , Michel Garcia (2) , Annelise Emonet (3) , Michel A. Bues (3) , Pierre Le Thiez (4) , T. Blondel (5) , Jackie Schwartz (6) , Férid Ben Slimane (7) , Dominique Guyonnet (1, 8)

1 INERIS - Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques
2 FSS International R&D
3 LAEGO - Laboratoire Environnement Géomécanique et Ouvrages
4 IFPEN - IFP Energies nouvelles
5 Cabinet Conseil Blondel
6 ANTEA
7 ICF Environnement
8 BRGM - Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM)

Afin de préciser le cadre d'utilisation de codes de transport de polluants dans les sols et les eaux, un programme d'intercomparaison de méthodes et de codes a été mis en oeuvre avec la collaboration de huit équipes appartenant à des instituts de recherche ou des bureaux d'études. Parmi les types de polluants étudiés, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) ont fait l'objet de simulations par deux groupes de travail. Le premier groupe, composé de cinq équipes, s'est intéressé à leur comportement en phase dissoute à partir d'un cas réel de pollution. Disposant des mêmes données d'étude, chaque équipe avait pour mission de concevoir un modèle conceptuel (description géologique, définition de la source, paramètres d'écoulement et de transport) et de simuler la pollution de la nappe avec le code de son choix. Les résultats obtenus montrent des différences significatives qui trouvent leur explication dans les paramètres des modèles conceptuels adoptés plus que dans les simulateurs choisis. Cet exercice a confirmé l'importance des paramètres suivants qui sont souvent incertains mais justifieraient d'être mieux appréciés lors de diagnostics : paramètres hydrodynamiques (détermination du champ de vitesse), coefficient de partition (pour chaque horizon géologique), temps de demi-vie du ou des polluants, extension de la source de pollution. Le second groupe a étudié les écoulements en phase libre (phase liquide non aqueuse) sur un cas théorique inspiré d'un cas réel de déversement massif de naphtalène. La modélisation a été conduite par trois équipes avec trois codes polyphasiques différents (SIMUSCOPP, TOUGH/T2VOC, UTCHEM). Cet exercice comprend le suivi du déversement et de la migration du naphtalène sous formes liquide et dissoute sur une distance de 300 m et une durée de 10 ans. Le naphtalène révèle un comportement d'hydrocarbure " lourd " avec une phase huile (partiellement miscible) qui tend à descendre à travers la nappe. Ce comportement a été reproduit par chacune des équipes, de manière plus ou moins complète en fonction des possibilités de modélisation offertes par les codes. Les résultats obtenus permettent de vérifier la cohérence des différentes approches polyphasiques entre elles. Bien que plus complexe (paramètres plus nombreux, difficulté numérique accrue), l'approche polyphasique se justifie pour mieux comprendre et déterminer la répartition spatiale de HAP en profondeur dans une nappe.

Domaines: Sciences de l'environnement

Olivier Bour, Claire Rollin, Hafid Baroudi, Michel Garcia, Annelise Emonet, et al.. Approche méthodologique de la modélisation du transport des HAP dans les sols et les eaux. 1. Rencontre Nationale de la Recherche sur les Sites et Sols Pollués : Bilans et Perspectives, Dec 2002, Paris, France. ⟨ineris-00972359⟩